МАГНЕЗИЈУМ ХИДРИД: ФОРМУЛА, СТРУКТУРА И СВОЈСТВА - ХЕМИЈА - 2025

Магнезијум хидрида (МГХ ₂ молекуларна формула), је хемијско једињење које садржи А Тежина водоник 7,66%, а наћи у природи као бела кристална чврста супстанца. Користи се углавном за припрему других хемијских супстанци, мада је такође проучавано као потенцијални медиј за складиштење водоника.

Припада породици физиолошких (или јонских) хидрида, оних дефинисаних негативно наелектрисаним Х-јоном. Овим хидридима се сматрају они који су створени од алкалних метала и земноалкалијских метала, али у случају магнезијума (и берилијума) имају ковалентне везе, поред оних јонских који карактеришу ову породицу хидрида.

Модел ћелије магнезијум хидрида, МгХ2.

Припрема и формула

Магнезијум хидрида се формира кроз директну хидрогеновања металик магнезијум (мг) под условима високог притиска и температуре (200 атмосфера, 500 ° Ц) са МГИ ₂ катализатора . Ваша реакција је еквивалентна:

Мг + Х ₂ → МГХ ₂

Такође је испитивана производња МгХ ₂ на нижим температурама уз употребу нанокристалног магнезијума произведеног у куглама .

Постоје и други методи припремања, али они представљају сложеније хемијским реакцијама (хидрогенизације магнезијум-антрацен; реакција између диетхилмагнесиум са литијум-алуминијум-хидридом и као производ оф а МГХ ₂ комплекс ).

Хемијска структура

Овај атом има рутилну структуру на собној температури, са тетрагоналном кристалном структуром. Има најмање четири различита облика под условима високог притиска, а примећена је и нестехиометријска структура са недостатком водоника; потоње се појављује у веома малим количинама честица када се формира.

Као што је горе поменуто, везе које постоје у рутилној структури имају делимично ковалентна својства уместо да буду чисто јонске као други хидриди соли.

Због тога атом магнезијума има сферни облик, потпуно јонизован, али његов хидридни јон има издужену структуру.

Физичка и хемијска својства

Физички

• Изглед: Бели кристали.
• Моларна маса: 26.3209 г / мол
• Густина: 1,45 г / цм ³
• Тачка топљења: 285 ° Ц се распада
• Растворљивост: У води се разграђује.

Ово хемијско једињење има молекулску масу од 26,321 г / мол, густину 1,45 г / цм3 и тачку топљења од 327 ° Ц.

Хемијска

• Прекурсор за производњу других хемијских супстанци.
• Чување водоника, као могући извор енергије.
• Редукционо средство у органској синтези.

Важно је истаћи да се ово једињење не може довести у течно стање, а када се доведе до талишта или унесе у воду, распада се. Овај хидрид је нерастворљив у етру.

То је веома реактивна и лако запаљива материја, а такође је и пирофорна, односно може се спонтано запалити у ваздуху. Ова три услова представљају сигурносне ризике који ће бити поменути у последњем одељку овог члана.

Апликације

Складиштење водоника

Магнезијум хидрид лако реагује са водом да би формирао гас водоник, следећим хемијским реакцијама:

МГХ ₂ + 2Х ₂ О → 2Х ₂ + Мг (ОХ) ₂

Поред тога, ова супстанца се разлаже на температури од 287 ° Ц и притиску од 1 бара, као што следи:

МГХ ₂ → Мг + Х ₂

Због тога је употреба магнезијум хидрида предложена као медијум за складиштење водоника за његову употребу и транспорт.

Хидрогенација и дехидрогенирање количине металног магнезијума предлаже се као начин транспорта количина гасовитог водоника, осигуравајући тако да не пропушта током транспорта и представља сигурнији и практичнији начин него код употребе посуда високог притиска. .

Реакције хидрогенације и дехидрогенације

Упркос чињеници да температура распадања магнезијум хидрида представља ограничење за његову употребу, предложене су методе за побољшање кинетике реакција хидрогенације и дехидрогенације. Један од њих је смањење величине честица магнезијума уз употребу млинских куглица.

Блато

Надаље, предложен је систем који ствара магнезијум хидрид у облику муља (управљивији и сигурнији од праха или других чврстих честица), који би реаговао са водом да би се добио жељени водоник.

Процењује се да би наведени муљ био формиран фино млевеним хидридом, заштићен заштитним слојем уља и суспендован у средствима за распршивање како би се осигурало да његова конзистенција остане без губитка материјала и да не апсорбује влагу из околине.

Предност овог муља је што се може пумпати помоћу било које заједничке дизел, бензинске или водене пумпе, што овај предлог чини економичним и ефикасним.

Гориве ћелије

Магнезијум хидрид се може применити у производњи напредних ћелија за гориво, као и у стварању батерија и складиштења енергије.

Транспорт и енергија

Током последњих деценија разматрано је коришћење водоника као извора енергије. Примена водоника као горива захтева проналажење сигурних и реверзибилних система складиштења са великим волуметријским капацитетима (количина водоника по јединици запремине) и гравиметријским (количина водоника по јединици масе).

Алкилација

Алкилација (додавање ЦХ ₃ Р алкил групе ) органских једињења у базном медијуму, где су присутни при ниским концентрацијама и на температурама изнад тачке топљења хидрида -ОХ групе.

У овом случају водоника присутних у магнезијум хидрида (МГХ ₂ ), везују за -ОХ групе, формирајући воду. Слободни магнезијум може да прими халоген који често прати молекул алкил за који је предвиђен да буде везан за угљениководон ланац.

Ризици

Реакција са водом

Као што је већ споменуто, магнезијум хидрид је супстанца која врло лако и силовито реагује са водом, што показује способност експлозије у већим концентрацијама.

То се дешава зато што његова егзотермна реакција ствара довољно топлоте да запали гас водоника ослобођеног у реакцији распадања, што доводи до прилично опасне ланчане реакције.

Пирофорна је

Магнезијум хидрид је такође пирофорни, што значи да се може спонтано запалити у присуству влажног ваздуха, формирајући магнезијум оксид и воду.

Не препоручује се удисање у чврстом стању или контакт са испаравањем: супстанца у природном стању и производи распадања могу проузроковати озбиљне повреде или чак смрт.

Може да ствара корозивне растворе у контакту са водом и њеном контаминацијом. Контакт са кожом и очима се не препоручује, а изазива иритацију слузокоже.

Показало се да магнезијум хидрид не изазива хроничне здравствене ефекте, попут рака, репродуктивних оштећења или других физичких или менталних последица, али се препоручује употреба заштитне опреме при руковању с њим (нарочито респираторима или маскама, због карактер финог праха).

Када радите са овом супстанцом, одржавајте влажност ваздуха на ниским нивоима, угасите све изворе запаљења и однесите у бубњеве или друге контејнере.

Рад са великим концентрацијама ове материје увек треба избегавати када се може избећи, јер је могућност експлозије значајно смањена.

Ако дође до изливања магнезијум хидрида, треба изоловати радну површину и прикупити прашину помоћу вакум алата. Никада не бисте требали користити метод сувог чишћења; повећава шансе за неку реакцију са хидридом.

Референце

1. Зумдахл, СС (1998). Енцицлопедиа Британница. Преузето са британница.цом.
2. ПубЦхем. (2005). ПубЦхем база података о отвореној хемији. Преузето са пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
3. Безбедан водоник, Л. (2006). Конгрес зелених аутомобила. Преузето са греенцарцонгресс.цом.
4. Цхемицалс, Ц. (нд). Цамео Цхемицалс. Преузето са цамеоцхемицалс.ноаа.гов.
5. Сервицес, Њ (1987). Њу Џерси, Одељење за здравство и старије услуге. Преузето из њ.гов.