- Pagatavošana un formula
- Ķīmiskā struktūra
- Fizikālās un ķīmiskās īpašības
- Fiziskā
- Ķīmiski
- Lietojumprogrammas
- Ūdeņraža uzkrāšana
- Hidrogenēšanas un dehidrogenēšanas reakcijas
- Dubļi
- Degvielas šūnas
- Transports un enerģija
- Alkilēšana
- Riski
- Reakcija ar ūdeni
- Tas ir pirofors
- Atsauces
Magnija hidrīda (mgh 2 molekulārā formula), ir ķīmisks savienojums, kas satur A Svars ūdeņraža izmantošanai 7.66%, un konstatēja, dabā as a white crystalline solid. To galvenokārt izmanto, lai sagatavotu citas ķīmiskas vielas, kaut arī tas ir pētīts arī kā iespējama ūdeņraža glabāšanas vide.
Tas pieder fizioloģisko šķīdumu (vai jonu) hidrīdu saimei, tiem, ko nosaka negatīvi lādēts H-jons. Šie hidrīdi tiek uzskatīti par tiem, kas veidojas no sārmajiem metāliem un sārmzemju metāliem, bet magnija (un berilija) gadījumā tiem ir kovalences saites papildus tiem joniem, kas raksturo šo hidrīdu saimi.
Magnija hidrīda vienību šūnu modelis, MgH2.
Pagatavošana un formula
Magnesium hidrīda veidojas ar tiešu hidrogenēšanas metālisks magnija (Mg) apstākļos augsta spiediena un temperatūras (200 atmosfēru, 500 ° C), ar MgI 2 katalizatoru . Jūsu reakcija ir līdzvērtīga:
Mg + H 2 → mgh 2
Izpētīta arī MgH 2 veidošanās zemākā temperatūrā, izmantojot lodveida dzirnavās ražotu nanokristālisko magniju.
Ir arī citus sagatavošanas paņēmienus, bet tie ir vairāk sarežģītu ķīmisku reakciju (hidrogenējot magnija antracēnu, reakcija starp diethylmagnesium ar litija alumīnija hidrīdu, un kā produktam ar mgh 2 komplekss ).
Ķīmiskā struktūra
Šim atomam istabas temperatūrā ir rutila struktūra ar tetragonālu kristālisko struktūru. Tam ir vismaz četras dažādas formas augsta spiediena apstākļos, un novērota arī nestehiometriska struktūra ar ūdeņraža deficītu; pēdējais rodas tikai ļoti mazos daļiņu daudzumos, kad tas ir izveidojies.
Kā minēts iepriekš, saitēm, kas pastāv rutila struktūrā, ir daļēji kovalentas īpašības, nevis tās ir tīri joniskas kā citi sāls hidrīdi.
Tas magnija atomam ir sfēriskas formas, pilnīgi jonizēts, bet tā hidrīda jonam ir iegarena struktūra.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Fiziskā
- Izskats: balti kristāli.
- Molārā masa: 26,3209 g / mol
- Blīvums: 1,45 g / cm 3
- Kušanas punkts: 285 ° C sadalās
- Šķīdība: Ūdenī tas sadalās.
Šī ķīmiskā savienojuma molekulmasa ir 26,321 g / mol, blīvums 1,45 g / cm3, un kušanas temperatūra ir 327 ºC.
Ķīmiski
- Prekursors citu ķīmisko vielu ražošanai.
- Ūdeņraža uzkrāšana kā iespējamais enerģijas avots.
- Reduktors organiskajā sintēzē.
Ir svarīgi norādīt, ka šo savienojumu nevar novadīt šķidrā stāvoklī, un, nonākot līdz tā kušanas temperatūrai vai nonākot ūdenī, tas sadalās. Šis hidrīds nešķīst ēterī.
Tā ir ļoti reaģējoša un viegli uzliesmojoša viela, turklāt tā ir arī piroforiska, tas ir, tā var spontāni aizdegties gaisā. Šie trīs nosacījumi atspoguļo drošības riskus, kas tiks minēti šī raksta pēdējā sadaļā.
Lietojumprogrammas
Ūdeņraža uzkrāšana
Magnija hidrīds viegli reaģē ar ūdeni, veidojot ūdeņraža gāzi, izmantojot šādu ķīmisko reakciju:
MGH 2 + 2H 2 O → 2H 2 + Mg (OH) 2
Turklāt šī viela sadalās 287 ° C temperatūrā un 1 bar spiedienā šādi:
MGH 2 → Mg + H 2
Tāpēc magnija hidrīda izmantošana ir ierosināta kā ūdeņraža uzglabāšanas vide tā lietošanai un pārvadāšanai.
Metāliska magnija daudzuma hidrogenēšana un dehidrogenēšana tiek ierosināta kā veids, kā transportēt gāzveida ūdeņraža daudzumu, tādējādi nodrošinot, ka transportēšanas laikā tas neizplūst, un tas ir drošāks un praktiskāks veids nekā izmantojot augstspiediena traukus. .
Hidrogenēšanas un dehidrogenēšanas reakcijas
Neskatoties uz to, ka magnija hidrīda sadalīšanās temperatūra ir tā izmantošanas ierobežojums, ir ierosinātas metodes, lai uzlabotu hidrogenēšanas un dehidrogenēšanas reakciju kinētiku. Viens no tiem ir magnija daļiņu lieluma samazināšana, izmantojot lodīšu dzirnavas.
Dubļi
Turklāt ir ierosināta sistēma, kas ražo magnija hidrīdu dūņu veidā (vieglāk vadāmu un drošāku nekā pulverī vai citās cietās daļiņās), kuru reaģē ar ūdeni, lai iegūtu vēlamo ūdeņradi.
Tiek lēsts, ka iepriekšminētās dūņas veidos smalki samalts hidrīds, kas aizsargāts ar eļļas eļļas slāni un suspendēts izkliedējošos līdzekļos, lai nodrošinātu, ka tā saglabā savu konsistenci, nezaudējot materiālu, un ka tā neuzsūc mitrumu no apkārtējās vides.
Šīs dūņas priekšrocība ir tā, ka tās var sūknēt caur jebkuru parasto dīzeļdegvielas, benzīna vai ūdens sūkni, padarot šo priekšlikumu ekonomisku, kā arī efektīvu.
Degvielas šūnas
Magnija hidrīdu var izmantot modernu kurināmā elementu ražošanā, kā arī akumulatoru izveidē un enerģijas uzkrāšanā.
Transports un enerģija
Pēdējās desmitgadēs ir apsvērta ūdeņraža kā enerģijas avota izmantošana. Ūdeņraža kā kurināmā ieviešanai ir jāatrod drošas un atgriezeniskas uzglabāšanas sistēmas ar lielu tilpuma ietilpību (ūdeņraža daudzums uz tilpuma vienību) un gravimetrisko (ūdeņraža daudzums uz masas vienību).
Alkilēšana
Alkilēšanas (pievienojot CH 3 R alkilgrupām ) organisko savienojumu bāziskā vidē, kur -OH grupas ir zemā koncentrācijā un temperatūrā virs kušanas punkta hidrīdu.
Šajā gadījumā údeðraýa vielas, kas ietilpst magnija hidrīda (mgh 2 ), saistīties ar -OH grupu, veidojot ūdeni. Brīvais magnijs var saņemt halogēnu, kas bieži tiek pavadīts ar alkilmolekulu, kas paredzēts saistīšanai ar ogļūdeņraža ķēdi.
Riski
Reakcija ar ūdeni
Kā jau minēts, magnija hidrīds ir viela, kas ļoti viegli un vardarbīgi reaģē ar ūdeni, nodrošinot spēju eksplodēt augstākās koncentrācijās.
Tas notiek tāpēc, ka tā eksotermiskā reakcija rada pietiekami daudz siltuma, lai aizdedzinātu sadalīšanās reakcijā atbrīvoto ūdeņraža gāzi, izraisot diezgan bīstamu ķēdes reakciju.
Tas ir pirofors
Magnija hidrīds ir arī pirofors, kas nozīmē, ka mitra gaisa klātbūtnē tas var spontāni aizdegties, veidojot magnija oksīdu un ūdeni.
Ieelpošana cietā stāvoklī vai saskare ar tās tvaikiem nav ieteicama: viela tās dabiskajā stāvoklī un tās sadalīšanās produkti var izraisīt nopietnus ievainojumus vai pat nāvi.
Tas var radīt korozīvus risinājumus saskarē ar ūdeni un tā piesārņojumu. Nav ieteicams saskarties ar ādu un acīm, un tas arī kairina gļotādas.
Nav pierādīts, ka magnija hidrīds varētu izraisīt hroniskas sekas veselībai, piemēram, vēzi, reproduktīvus defektus vai citas fiziskas vai garīgas sekas, taču, rīkojoties ar to, ieteicams lietot aizsarglīdzekļus (īpaši respiratorus vai maskas, jo smalka pulvera raksturs).
Strādājot ar šo vielu, uzturiet zemu gaisa mitrumu, nodzēsiet visus aizdegšanās avotus un pārvadājiet to tvertnēs vai citos konteineros.
Vienmēr ir jāizvairās no darba ar lielām šīs vielas koncentrācijām, jo no tā var izvairīties, jo sprādziena iespējamība ir ievērojami samazināta.
Ja rodas magnija hidrīda izšļakstīšanās, darba vieta ir jāizolē un putekļi jāsavāc ar vakuuma instrumentu. Nekādā gadījumā nevajadzētu izmantot sausās slaucīšanas metodi; palielina dažu reakciju ar hidrīdu iespējamību.
Atsauces
- Zumdahl, SS (1998). Enciklopēdija Britannica. Ņemts no britannica.com.
- PubChem. (2005). PubChem atvērtā ķīmijas datu bāze. Paņemts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Safe Hydrogen, L. (2006). Zaļo automašīnu kongress. Paņemts no greencarcongress.com.
- Ķīmiskās vielas, C. (nd). Cameo Chemicals. Paņemts no cameohemicals.noaa.gov.
- Pakalpojumi, NJ (1987). Ņūdžersijas Veselības un vecāko dienestu departaments. Paņemts no nj.gov.