Magnezyum hidrid formülü, kimyasal yapısı ve özellikleri

magnezyum hidrit (MGH₂ moleküler formülü), hidrojen içeriği% 7.66 olan ve doğada beyaz bir kristalimsi katı madde olarak bulunan kimyasal bir bileşiktir. Hidrojen için potansiyel bir saklama ortamı olarak da çalışılmış olmasına rağmen, esas olarak diğer kimyasal maddeleri hazırlamak için kullanılır..

Negatif yüklü bir H-iyon ile tanımlanan salin (veya iyonik) hidritlerin ailesine aittir. Bu hidritler, alkali metallerden ve alkalin toprak metallerinden oluşturulanlar olarak kabul edilir, ancak magnezyum (ve berilyum) durumunda, bu hidrit ailesini karakterize eden iyoniklere ek olarak kovalent bağlara sahiptir..

indeks

• 1 Hazırlık ve formül
• 2 Kimyasal yapı
• 3 Fiziksel ve kimyasal özellikler
  • 3.1 Fiziksel
  • 3.2 Kimyasallar
• 4 Kullanım
  • 4.1 Hidrojen depolanması
  • 4.2 Hidrojenasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonları
  • 4.3 Çamur
  • 4.4 Yakıt hücreleri
  • 4.5 Ulaştırma ve enerji
  • 4.6 Alkilasyon
• 5 Riskler
  • 5.1 Su ile reaksiyona girme
  • 5.2 Piroforiktir
• 6 Kaynakça

Hazırlık ve formül

Magnezyum hidrid, magnezyum (Mg) metalinin yüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında (200 atmosfer, 500 ºC) bir MgI katalizörü ile doğrudan hidrojenlenmesi yoluyla oluşturulur.₂. Tepkileri eşdeğerdir:

Mg + H₂→ MgH₂

MgH üretimi de araştırıldı₂ bilyalı değirmenlerde üretilen nanokristal magnezyum kullanımı ile düşük sıcaklıklarda.

Başka hazırlama yöntemleri de vardır, ancak bunlar daha karmaşık kimyasal reaksiyonları (magnezyum-antrasenin hidrojenlenmesi, dietilmagnezyum ile lityum-alüminyum hidrür arasındaki reaksiyon ve bir MgH kompleksi ürünü olarak temsil ederler)₂).

Kimyasal yapısı

Bu atom oda sıcaklığında, bir tetragonal kristal yapıya sahip rutil bir yapıya sahiptir. Yüksek basınç koşulları altında en az dört farklı formdadır ve hidrojen eksikliğine sahip stokiyometrik olmayan bir yapı da gözlenmiştir; Sonuncusu, yalnızca oluşturulduğunda çok az miktarda tanecik halinde meydana gelir..

Yukarıda bahsedildiği gibi, rutil yapıda bulunan bağlar, diğer salin hidritler gibi, tamamen iyonik olmak yerine kısmen kovalent özelliklere sahiptir..

Bu, magnezyum atomunun küresel bir şekle sahip olmasına ve tamamen iyonize olmasına neden olur, ancak hidrit iyonu uzun bir yapıya sahiptir..

Fiziksel ve kimyasal özellikler

fiziksel

• Görünüş: Beyaz kristaller.
• Molar kütle: 26.3209 g / mol
• Yoğunluk: 1,45 g / cm³
• Erime Noktası: 285 ° C ayrışır
• Çözünürlük: su içinde ayrışır.

Bu kimyasal bileşik 26,321 g / mol moleküler ağırlığa, 1,45 g / cm3 yoğunluğa ve 327 ° C erime noktasına sahiptir.

kimyasal

• Diğer kimyasal maddelerin imalatı için prekürsör.
• Hidrojen depolanması, olası bir enerji kaynağı olarak.
• Organik sentezde indirgeyici ajan.

Bu bileşiğin sıvı hale getirilemeyeceğini belirtmek önemlidir ve taşındığında veya erime noktasında veya suya girdiğinde, ayrışır. Bu hidrit eterde çözünmez.

Yüksek derecede reaktif ve yüksek derecede yanıcı bir maddedir ve ayrıca piroforiktir, yani havada kendiliğinden tutuşabilir. Bu üç koşul, bu makalenin son bölümünde bahsedilecek olan güvenlik risklerini temsil eder.. 

uygulamaları

Hidrojen depolaması

Magnezyum hidrit, aşağıdaki kimyasal reaksiyonla hidrojen gazı oluşturmak üzere suyla kolayca reaksiyona girer:

MGH₂+2H₂O → 2H₂+Mg (OH)₂

Ek olarak, bu madde aşağıdaki gibi 287 ° C sıcaklıkta ve 1 bar basınçta ayrışır:

MGH₂→ Mg + H₂

Bu nedenle, magnezyum hidritin kullanımı ve taşınması için bir hidrojen depolama ortamı olarak kullanılması önerilmiştir..

Bir miktar metalik magnezyumun hidrojenasyonu ve dehidrojenasyonu, miktarlarda gaz halindeki hidrojenin taşınmasının bir yolu olarak önerilmektedir, böylece taşınmasında kaçak olmamasını ve yüksek basınçlı kapların kullanılmasından daha güvenli ve daha pratik bir yolu temsil etmesini sağlamaktadır..

Hidrojenasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonları

Magnezyum hidridin ayrışma sıcaklığı, kullanımı için sınırlayıcı bir faktörü temsil etmesine rağmen, hidrojenasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonlarının kinetiğini geliştirmek için yöntemler önerilmiştir. Bunlardan biri, bilyalı değirmenlerin kullanımıyla magnezyum partikül boyutunun küçültülmesidir.. 

çamur

Ek olarak, istenen hidrojeni elde etmek için suyla reaksiyona girecek olan çamur formunda (toz veya diğer katı parçacıklarda olduğundan daha kolay yönetilebilir ve güvenli) bir magnezyum hidrid üreten bir sistem önerilmiştir..

Önceden adlandırılan tortunun, ince bir öğütülmüş hidrit ile oluşturulacağı, koruyucu bir yağ tabakası ile korunan ve malzeme kaybına uğramadan kıvamının korunmasını sağlamak ve ortamdan nemi emmemesi için dağıtıcı maddeler içinde süspanse edildiği tahmin edilmektedir..

Bu çamur, herhangi bir ortak dizel, benzin veya su pompasından pompalanabilmesi avantajına sahiptir, bu da ekonomik teklifin verimli olmasını sağlar..

Yakıt hücreleri

Magnezyum hidrid, gelişmiş yakıt hücrelerinin üretiminde ve ayrıca pillerin ve enerji depolarının oluşturulmasında uygulanabilir.. 

Ulaşım ve enerji

Son on yılda, bir enerji kaynağı olarak hidrojenin kullanılması düşünülmüştür. Hidrojenin yakıt olarak implantasyonu, güvenli ve geri dönüşümlü depolama sistemleri bulmayı ve yüksek hacimsel kapasiteleri (birim hacim başına hidrojen miktarı) ve gravimetrik (birim kütle başına hidrojen miktarı) bulmayı gerektirir.

alkilasyonu

Alkilasyon (CH alkil grupları ekleyin)₃R) bazik ortamda organik bileşikler; burada düşük konsantrasyonlarda -OH gruplarının ve hidrürün erime noktasından daha yüksek sıcaklıklarda var olan.

Bu durumda magnezyum hidrürde (MgH) bulunan hidrojenler₂), su oluşturan -OH gruplarına katılın. Serbest magnezyum, hidrokarbon zincirine bağlanması amaçlanan alkil molekülüne sıklıkla eşlik eden halojeni alabilir.

riskler

Suyla reaksiyona girme

Daha önce belirtildiği gibi, magnezyum hidrit su ile çok kolay ve şiddetli reaksiyona girerek daha yüksek konsantrasyonlarda patlayabilme özelliği sunan bir maddedir..

Bu, ekzotermik reaksiyonunun, ayrışma reaksiyonunda salınan hidrojen gazını tutuşturmaya yetecek kadar ısı üretmesi ve oldukça tehlikeli bir zincir reaksiyonuna yol açması nedeniyle oluşur..

Bu piroforik

Magnezyum hidrid ayrıca piroforiktir, yani nemli havanın varlığında kendiliğinden tutuşabilir ve magnezyum oksit ve su oluşturur.

Solunması halinde katı halde veya buharlarıyla temas halinde önerilmez: doğal haliyle ve ayrışma ürünleri ciddi yaralanmalara ve hatta ölüme neden olabilir.

Su ile temasında ve kirlenmesinde aşındırıcı çözeltiler oluşturabilir. Cilt ve gözlerle temas tavsiye edilmez ve ayrıca mukoza zarlarında tahrişe neden olur.

Magnezyum hidridin, kanser, üreme kusurları veya diğer fiziksel veya zihinsel sonuçlar gibi kronik sağlık etkileri yaratabildiği gösterilmemiştir, ancak koruyucu ekipmanların kullanılması sırasında kullanılması önerilir (özellikle solunum cihazları veya maskeler, ince toz karakteri).

Bu madde ile çalışırken, havanın nemi düşük seviyelerde tutulmalı, tüm tutuşma kaynaklarını söndürmeli ve onu variller veya diğer konteyner konteynerlerinde taşımalıdır..

Patlama olasılığı önemli ölçüde azaldığından, kaçınılabileceği zaman bu maddenin yoğun konsantrasyonlarıyla çalışmaktan her zaman kaçınmalısınız..

Bir magnezyum hidrit dökülmesi olursa, çalışma alanı izole edilmeli ve toz bir elektrikli süpürgeyle toplanmalıdır. Kuru temizleme yöntemini asla kullanmamalısınız; hidrit ile reaksiyon şansını arttırır. 

referanslar

1. Zumdahl, S.S. (1998). Ansiklopedi Britannica. Britannica.com sitesinden alınmıştır..
2. Pubchem. (2005). PubChem Açık Kimya Veritabanı. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov sitesinden alınmıştır..
3. Güvenli Hidrojen, L. (2006). Yeşil Araba Kongresi. Greencarcongress.com dan alınan.
4. Chemicals, C. (n.d.). Cameo Kimyasalları. Cameochemicals.noaa.gov'dan alınmıştır.
5. Services, N. J. (1987). New Jersey Sağlık ve Kıdemli Hizmetler Bölümü. Nj.gov'dan alındı.