Magnesiumhydridestructuur, eigenschappen en gebruik

Hij Magnesiumhydride (MGH₂ van moleculaire formule), het is een chemische verbinding met het waterstofgewichtgehalte van een 7.66%, en in de natuur gevonden als een witte kristallijne vaste stof. Het wordt voornamelijk gebruikt om andere chemische stoffen te bereiden, hoewel het ook is bestudeerd als een gemiddeld opslagpotentieel voor waterstof.

Het behoort tot de familie van zoutoplossing (of ionische) hydroren, die gedefinieerd door een negatief geladen ion. Deze hydriden worden beschouwd als die die worden gevormd uit alkalische metalen en angstaanjagende alkalische metalen, maar in het geval van magnesium (en beryllium) hebben ze covalente vakbonden, naast die ionische die deze familie van hydros karakteriseren.

Unitair magnesiumhydride -celmodel, MGH2.

[TOC]

Voorbereiding en formule

Magnesiumhydride wordt gevormd door de directe hydrogenering van metallisch magnesium (mg) in hoge druk- en temperatuuromstandigheden (200 atmosferen, 500 ° C) met een MGI -katalysator₂. Uw reactie is gelijk aan:

Mg+H₂→ MGH₂

MGH -productie is ook onderzocht₂ Bij lagere temperaturen met het gebruik van nanokristallijn magnesium geproduceerd in balfabrieken.

Er zijn ook andere bereidingsmethoden, maar ze vertegenwoordigen meer complexe chemische reacties (hydrogenering van magnesiumantraceen; de reactie tussen diethylmagnesium met lithium-aluminium hydride; en als een product van een MGH-complex₂)).

Chemische structuur

Kristallijne structuur van magnesiumhydride

Dit atoom heeft een Rutilo -structuur bij kamertemperatuur, met een tetragonale kristallijne structuur. Het heeft ten minste vier verschillende vormen in hoge drukomstandigheden en een niet-gig-structuur is waargenomen met waterstoftekorten; De laatste wordt alleen gepresenteerd in zeer kleine hoeveelheden deeltjes tijdens het vormen.

Zoals hierboven vermeld, hebben de links die in de Rutilo -structuur bestaan ​​gedeeltelijk covalente eigenschappen in plaats van puur ionisch te zijn, zoals andere zoutoplossinghydros.

Dit veroorzaakt het magnesiumatoom dat een bolvormige, volledig geïoniseerde vorm bezit, maar dat het hydride -ion een langwerpige structuur is.

Magnesiumhydride -eigenschappen

Fysieke eigenschappen

• Uiterlijk: witte kristallen.
• Molaire massa: 26.3209 g/mol
• Dichtheid: 1.45 g/cm³
• Fusion Point: 285 ° C is afgebroken
• Oplosbaarheid: in water breekt het af.

Het kan u van dienst zijn: natuurlijke chemische elementen

Deze chemische verbinding heeft een molecuulgewicht van 26.321 g/mol, een dichtheid van 1.45 g/cm³ en heeft een fusiepunt van 327 ºC.

Chemische eigenschappen

• Voorloper voor de productie van andere chemicaliën.
• Waterstofopslag, als een mogelijke energiebron.
• Reductiemiddel in organische synthese.

Het is belangrijk om aan te geven dat deze verbinding niet in een vloeibare toestand kan worden gebracht, en wanneer het wordt genomen of het smeltpunt of geïntroduceerd in water, ontleedt het. Deze hydride is onoplosbaar in ether.

Het is een zeer reactieve en extreem ontvlambare stof, en het is ook pyroforisch, dat wil zeggen, het kan spontaan in de lucht ontstoken zijn. Deze drie voorwaarden vertegenwoordigen beveiligingsrisico's die in het laatste deel van dit artikel zullen worden vermeld. 

Gebruik/toepassingen

Waterstofopslag

Magnesiumhydride reageert gemakkelijk met water om waterstofgas te vormen, door de volgende chemische reactie:

MGH₂+2h₂O → 2H₂+Mg (oh)₂

Bovendien ontleedt deze stof als volgt bij de temperatuur van 287 ºC en 1 staafdruk:

MGH₂→ mg+h₂

Daarom is het gebruik van magnesiumhydride als een waterstofopslagmiddel voor het gebruik en transport voorgesteld.

Hydrogenering en dehydrogenering van een hoeveelheid metaalmagesium wordt verhoogd als een manier van transport.

Hydrogenerings- en dehydrogenatiereacties

Hoewel de ontledingstemperatuur van het magnesiumhydride een beperking voor gebruik vormt, zijn methoden verhoogd om de kinetiek van hydrogenerings- en dehydrogenatiereacties te verbeteren. Een daarvan is met de vermindering van de grootte van het magnesiumdeeltje met het gebruik van balfabrieken. 

Kan u van dienst zijn: inhomogeen systeem

Modder

Bovendien is een systeem verhoogd dat een moddervormige magnesiumhydride produceert (beter beheersbaar en zeker dat in stof of andere vaste deeltjes), die met water zouden worden gereageerd om de gewenste waterstof te verkrijgen.

Naar schatting zou de eerder benoemde modder worden gevormd door een fijngemalen hydride, beschermd met een oliebeschermende laag en gesuspendeerd in verspreidingsmiddelen om ervoor te zorgen dat het zijn consistentie behoudt zonder materiaalverlies, en dat deze geen vocht van het milieu absorbeert.

Deze modder heeft het voordeel dat het door elke gemeenschappelijke diesel-, benzine- of waterpomp kan worden gepompt, waardoor dit economische voorstel naast efficiënt wordt.

Brandstofcellen

Magnesiumhydride kan worden geïmplementeerd bij de productie van geavanceerde brandstofcellen, en ook bij het creëren van batterijen en energieopslag. 

Transport en energie

Gedurende de afgelopen decennia is waterstofgebruik beschouwd als een energiebron. De implementatie van waterstof als brandstof, vereist het vinden van veilige en omkeerbare opslagsystemen en met hoge volumetrische capaciteiten (hoeveelheid waterstof per volume -eenheid) en gravimetrisch (hoeveelheid waterstof per massa -eenheid).

Alkylering

Alcoheren₃R) van organische verbindingen in basismedium, waar er aanwezigheid is van groepen -OH in lage concentraties en temperaturen hoger dan het smeltpunt van hydride.

In dit geval de hydrogenen aanwezig in magnesiumhydride (MGH₂), Ze sluiten zich aan bij de groepen -oh die water vormen. Vrij magnesium kan het halogeen ontvangen dat vaak vergezelt van het alquilicale molecuul dat bedoeld is om de koolwaterstofketen te verenigen.

Risico's

Waterreactie

Zoals reeds vermeld, is magnesiumhydride een stof die zeer gemakkelijk en gewelddadig reageert met water, met het vermogen om te exploiteren in belangrijke concentraties.

Kan u van dienst zijn: BASIC -zouten: formule, eigenschappen, nomenclatuur, voorbeelden

Dit gebeurt omdat zijn exotherme reactie voldoende warmte genereert om waterstofgas te ontsteken die vrijkomt in de ontledingsreactie, wat leidt tot een vrij gevaarlijke kettingreactie.

Het is pyroforisch

Magnesiumhydride is ook pyroforisch, wat betekent dat het vlammen spontaan kan inschakelen in aanwezigheid van vochtige lucht en oxide van magnesium en water kan vormen.

De inademing ervan in vaste toestand of contact met zijn dampen wordt niet aanbevolen: de substantie in de natuurlijke staat en de ontledingsproducten kan ernstig letsel of zelfs de dood veroorzaken.

Het kan corrosieve oplossingen genereren in contact met water en besmetting ervan. Huid- en ogencontact wordt niet aanbevolen en genereert ook irritatie in de slijmvliezen.

Er is niet aangetoond dat magnesiumhydride chronische gezondheidseffecten kan genereren, zoals kanker, reproductieve defecten of andere fysieke of mentale gevolgen, maar het gebruik van beschermingsapparatuur bij het manipuleren wordt aanbevolen (vooral ademhaling of maskers, door het fijne poederkarakter).

Bij het werken met deze stof moet het vocht van de lucht op lage niveaus worden gehandhaafd, alle ontstekingsbronnen uitschakelen en in trommels of andere containerscontainers worden vervoerd.

U moet altijd voorkomen dat u met grote concentraties van deze stof werkt wanneer deze kan worden vermeden, omdat de mogelijkheid van een explosie aanzienlijk afneemt.

Als een magnesiumhydride -lekkage wordt gepresenteerd, moet het werkgebied worden geïsoleerd en moet het stof met een vacuümgereedschap worden geïsoleerd. U moet nooit de droge vegenmethode gebruiken; verhoogt de mogelijkheden van enige reactie met hydride. 

Referenties

1. Zumdahl, s. S. (1998). Britannica Encyclopedia. Uitgebracht uit Britannica.com.
2. Pubchem. (2005). PubChem Open Chemistry Database. Ontvangen van PubChem.NCBI.NLM.NIH.Gov.
3. Veilige waterstof, l. (2006). Green Car Congress. Ontleend aan Greencarconress.com.
4. Chemicaliën, c. (N.D.)). Cameo chemicaliën. Uit cameechemicaliën gekomen.NOAA.Gov.
5. Diensten, n. J. (1987). New Jersey Department of Health and Senior Services. Genomen van NJ.Gov.