Magnesiumhydridirakenne, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset

Hän Magnesiumhydridi (MGH₂ molekyyl kaavan), se on kemiallinen yhdiste, jonka vetypainopitoisuus 7.66%, ja sitä löytyy luonnosta valkoisena kiteisenä kiinteänä aineena. Sitä käytetään pääasiassa muiden kemiallisten aineiden valmistukseen, vaikka sitä on tutkittu myös vedyn keskimääräisenä varastointipotentiaalina.

Se kuuluu suolaliuoksen (tai ionisten) hydrorien perheeseen, negatiivisesti ladatun ionin määrittelemiin perheisiin. Näitä hydridejä pidetään ne, jotka muodostuvat alkalisista metalleista ja kauhistuttavista emäksisistä metalleista, mutta magnesiumin (ja beryllium) tapauksessa niillä on kovalenttisia ammattiliittoja, niiden ionisten lisäksi, jotka kuvaavat tätä hydros -perhettä.

Yhtenäinen magnesiumhydridisolumalli, MGH2.

[TOC]

Valmistelu ja kaava

Magnesiumhydridi muodostuu metallisen magnesiumin (MG) suoran hydrauksen kautta korkeapaine- ja lämpötila -olosuhteissa (200 ilmakehää, 500 ° C) MGI -katalyyttillä₂. Reaktiosi vastaa:

Mg+h₂→ MGH₂

MGH -tuotantoa on myös tutkittu₂ alhaisemmissa lämpötiloissa käyttämällä nanokiteistä magnesiumia, joka on tuotettu pallomyllyt.

On myös muita valmistusmenetelmiä, mutta ne edustavat monimutkaisempia kemiallisia reaktioita (magnesium-antraseenin hydraus; dietyylmagnesiumin välinen reaktio litium-alumiini-hydridin kanssa;₂-A.

Kemiallinen rakenne

Magnesiumhydridin kiteinen rakenne

Tällä atomilla on rutilo -rakenne huoneenlämpötilassa, tetragonaalisella kiteellä rakenne. Sillä on ainakin neljä erilaista muotoa korkeapaine-olosuhteissa, ja vetypukuilla on havaittu ei-tuoksuista rakennetta; Jälkimmäinen esitetään vain hyvin pieninä määrinä hiukkasia muodostettaessa.

Kuten edellä mainittiin, Rutilo -rakenteessa esiintyvillä linkeillä on osittain kovalenttisia ominaisuuksia sen sijaan, että ne olisivat puhtaasti ionisia, kuten muita suolaliuoksia.

Tämä aiheuttaa magnesiumiatomilla on pallomainen, täysin ionisoitu muoto, mutta sen hydridi -ioni on pitkänomainen rakenne.

Magnesium hydridiominaisuudet

Fyysiset ominaisuudet

• Ulkonäkö: Valkoiset kiteet.
• Molaarimassa: 26.3209 g/mol
• Tiheys: 1.45 g/cm³
• Fuusiopiste: 285 ° C hajoaa
• Liukoisuus: vedessä se hajoaa.

Se voi palvella sinua: luonnolliset kemialliset elementit

Tämän kemiallisen yhdisteen molekyylipaino on 26.321 g/mol, tiheys 1.45 g/cm³ ja sen fuusiopiste on 327 ºC.

Kemialliset ominaisuudet

• Muiden kemikaalien valmistuksessa.
• Vedyn varastointi mahdollisena energialähteenä.
• Vähentävä aine orgaanisessa synteesissä.

On tärkeää osoittaa, että tätä yhdistettä ei voida tuoda nestemäiseen tilaan, ja kun se otetaan tai sen sulamispiste tai vedetty, se hajoaa. Tämä hydridi on liukenematon eetterissä.

Se on erittäin reaktiivinen ja erittäin syttyvä aine, ja se on myös pyroforinen, ts. Se voidaan tulehtua spontaanisti ilmassa. Nämä kolme ehtoa edustavat turvallisuusriskejä, jotka mainitaan tämän artikkelin viimeisessä osassa. 

Käyttää/sovelluksia

Vedyn varastointi

Magnesiumhydridi reagoi helposti veden kanssa vetykaasun muodostamiseksi seuraavan kemiallisen reaktion kautta:

Mgh₂+2H₂O → 2h₂+Mg (OH)₂

Lisäksi tämä aine hajoaa lämpötilassa 287 ºC ja 1 baarin paine seuraavasti:

Mgh₂→ Mg+H₂

Siksi magnesiumhydridin käyttöä vedyn varastointiaineena sen käyttöön ja kuljetukseen on ehdotettu.

Metallisen magnesium määrän hydrausta ja dehydyssä nostetaan kuljetustavana.

Hydraus- ja dehydrausreaktiot

Vaikka magnesiumhydridin hajoamislämpötila edustaa käyttöä, menetelmiä on nostettu parantamaan hydrauksen ja dehydrogenointireaktioiden kinetiikan parantamiseksi. Yksi näistä on magnesiumpartikkelin koon pienentäminen pallomyllyn avulla. 

Voi palvella sinua: Epäselvä järjestelmä

Muta

Lisäksi on korotettu järjestelmä, joka tuottaa muta -muotoisen magnesiumhydridin (hallittavissa ja varmasti se pölyssä tai muissa kiinteissä hiukkasissa), jotka reagoivat veden kanssa halutun vedyn saamiseksi.

Arvioidaan, että aiemmin nimitetty muta muodostuu hienosti jauhetulla hydridillä, suojattu öljynsuojakerroksella ja ripustetaan dispergoiviin aineisiin varmistaakseen, että se ylläpitää konsistenssia ilman materiaalihäviöitä ja että se ei absorboi ympäristön kosteutta.

Tällä mudalla on se etu, että se voidaan pumppata minkä tahansa yleisen dieselin, bensiinin tai vesipumpun kautta, mikä tekee tästä taloudellisesta ehdotuksesta tehokkaan lisäksi.

Polttokennot

Magnesiumhydridi voidaan toteuttaa edistyneiden polttokennojen tuotannossa ja myös paristojen luomisessa ja energian varastoinnissa. 

Energia

Viime vuosikymmeninä vedyn käyttöä on pidetty energian lähteenä. Vetyjen toteuttaminen polttoaineena vaatii turvallisten ja palautuvien varastointijärjestelmien löytämistä ja suuria tilavuuskapasiteetteja (vety määrä yksikkötilavuusyksikköä kohti) ja gravimetrinen (vety määrä massayksikköä kohti).

Alkylointi

Alkoholi₃R) orgaanisten yhdisteiden pohjalauseessa, jossa ryhmät ovat läsnä -häiriöitä alhaisissa pitoisuuksissa ja lämpötiloissa, jotka ovat korkeammat kuin hydridin sulamispiste.

Tässä tapauksessa magnesiumhydridissä olevat hydrogenit (MGH₂), He liittyvät ryhmiin -OH -muodossa vettä. Vapaa magnesium voi vastaanottaa halogeenin, joka seuraa usein alquilical -molekyyliä, jonka tarkoituksena on yhdistää hiilivetyketju.

Riskejä

Vesireaktio

Kuten jo mainittiin, magnesiumhydridi on aine, joka reagoi erittäin helposti ja väkivaltaisesti veden kanssa, ja siinä on kyky hyödyntää suuria pitoisuuksia.

Voi palvella sinua: perussuolat: kaava, ominaisuudet, nimikkeistö, esimerkit

Tämä tapahtuu, koska sen eksoterminen reaktio tuottaa riittävästi lämpöä hajotusreaktiossa vapautuvan vetykaasun sytyttämiseksi, mikä johtaa melko vaaralliseen ketjureaktioon.

Se on pyroforinen

Magnesiumhydridi on myös pyroforinen, mikä tarkoittaa, että se voi kytkeä liekit päälle spontaanisti kostean ilman läsnä ollessa ja muodostaa magnesiumin ja veden oksidin.

Sen hengitystä kiinteässä tilassa tai kosketuksessa sen höyryihin ei suositella: Aine luonnollisessa tilassa ja hajoamistuotteet voivat aiheuttaa vakavia vammoja tai jopa kuolemaa.

Se voi tuottaa syövyttäviä ratkaisuja, jotka ovat kosketuksissa veden kanssa ja sen saastuminen. Ihon ja silmien kosketusta ei suositella, ja se aiheuttaa myös ärsytystä limakalvoissa.

Ei ole osoitettu, että magnesiumhydridi voi tuottaa kroonisia terveysvaikutuksia, kuten syöpä, lisääntymisvaurioita tai muita fyysisiä tai henkisiä seurauksia, vaan suojauslaitteiden käyttöä sen manipuloinnissa (erityisesti hengityssuojaimet tai naamarit, sen hienon jauhemerkki).

Kun työskentelet tämän aineen kanssa, ilman kosteus alhaisella tasolla on ylläpidettävä, sammuta kaikki sytytyslähteet ja kuljettaa se rumpuihin tai muihin astioihin.

Sinun tulisi aina välttää työskentelyä tämän aineen suurten pitoisuuksien kanssa, kun sitä voidaan välttää, koska räjähdyksen mahdollisuus vähenee merkittävästi.

Jos esitetään magnesiumhydridivuoto, työalue on eristettävä ja tyhjiötyökalun pöly on eristettävä. Sinun ei pitäisi koskaan käyttää kuiva pyyhkäisymenetelmää; lisää jonkinlaisen reaktion mahdollisuuksia hydridin kanssa. 

Viitteet

1. Zumdahl, S. S. (1998). Britannica Encyclopedia. Otettu Britannicasta.com.
2. Pubchem. (2005). Pubchem Open Chemistry -tietokanta. Otettu Pubchemista.NCBI.Nlm.NIH.Hallitus.
3. Turvallinen vety, L. (2006). Vihreän auton kongressi. Otettu Greencarconressista.com.
4. Kemikaalit, c. (n.d -d.-A. Cameo -kemikaalit. Otettu gameokemiallisista.NOAA.Hallitus.
5. Palvelut, n. J -. (1987). New Jerseyn terveys- ja vanhempien palvelujen laitos. Otettu NJ: ltä.Hallitus.