ГІДРИД МАГНІЮ: ФОРМУЛА, СТРУКТУРА ТА ВЛАСТИВОСТІ - ХІМІЯ - 2025

Гідриду магнію (MgH ₂ Молекулярна формула), являє собою хімічну сполуку , що містить вагою водню 7,66%, а в природі у вигляді білого кристалічного твердого речовини. Він використовується в основному для приготування інших хімічних речовин, хоча він також вивчався як потенційне середовище зберігання водню.

Він належить до сімейства сольових (або іонних) гідридів, визначених негативно зарядженим Н-іоном. Ці гідриди вважаються такими, які утворюються з лужних металів та лужноземельних металів, але у випадку магнію (та берилію) вони мають ковалентні зв’язки, крім тих іонних, які характеризують це сімейство гідридів.

Модель осередку гідриду магнію, MgH2.

Приготування та формула

Гідрид магнію утворюється шляхом прямого гідрування металевого магнію (Mg) в умовах високого тиску та температури (200 атмосфер, 500 ° C) каталізатором MgI ₂ . Ваша реакція еквівалентна:

Mg + H ₂ → MgH ₂

Також було досліджено виробництво MgH ₂ при більш низьких температурах із застосуванням нанокристалічного магнію, що виробляється на кульових млинах.

Існують також інші способи приготування, але вони представляють більш складні хімічні реакції (гідрування магнію-антрацену; реакція між діетилмагнезієм та літій-алюмінієвим гідридом; і як продукт комплексу MgH ₂ ).

Хімічна структура

Цей атом має рутилову структуру при кімнатній температурі, з чотиригранною кристалічною структурою. Він має щонайменше чотири різні форми в умовах високого тиску, також спостерігається нестехіометрична структура з дефіцитом водню; остання виникає лише в дуже малій кількості частинок, коли вона утворюється.

Як було сказано вище, зв'язки, що існують у рутиловій структурі, мають частково ковалентні властивості, а не є суто іонними, як інші гідриди солі.

Через це атом магнію має сферичну форму, повністю іонізовану, але його гідрид-іон має витягнуту структуру.

Фізичні та хімічні властивості

Фізичні

• Зовнішній вигляд: Білі кристали.
• Молярна маса: 26,3209 г / моль
• Щільність: 1,45 г / см ³
• Температура плавлення: 285 ° C розкладається
• Розчинність: У воді він розкладається.

Ця хімічна сполука має молекулярну масу 26,321 г / моль, щільність 1,45 г / см3 і має температуру плавлення 327 ºC.

Хімічна

• Попередник для виробництва інших хімічних речовин.
• Зберігання водню, як можливого джерела енергії.
• Відновник в органічному синтезі.

Важливо зазначити, що ця сполука не може бути доведена до рідкого стану, і коли вона доводиться до температури плавлення або вводиться у воду, вона розкладається. Цей гідрид нерозчинний в ефірі.

Це дуже реакційноздатна і легкозаймиста речовина, а також пірофорна, тобто може самозайматися в повітрі. Ці три умови є ризиками для безпеки, про які буде сказано в останньому розділі цієї статті.

Програми

Зберігання водню

Гідрид магнію легко вступає в реакцію з водою, утворюючи водень, завдяки такій хімічній реакції:

MgH ₂ + 2H ₂ O → 2H ₂ + Mg (OH) ₂

Крім того, ця речовина розкладається при температурі 287 ° C і тиску 1 бар таким чином:

MgH ₂ → Mg + H ₂

Тому використання гідриду магнію було запропоновано як середовище для зберігання водню для його використання та транспортування.

Гідрування та дегідрування кількості металевого магнію пропонується як спосіб транспортування кількостей газоподібного водню, забезпечуючи таким чином, щоб він не просочувався під час його транспортування та являв собою більш безпечний та практичний шлях, ніж при використанні посудин високого тиску. .

Реакції гідрування та дегідрування

Незважаючи на те, що температура розкладання гідриду магнію є обмеженням для його використання, були запропоновані методи вдосконалення кінетики реакцій гідрування та дегідрування. Одне з них - зі зменшенням розміру частинок магнію із застосуванням кульових млинів.

Бруд

Крім того, запропонована система, яка виробляє гідрид магнію у вигляді мулу (більш керований і безпечніший, ніж у порошку чи інших твердих частинках), який би реагував з водою з отриманням потрібного водню.

Підраховано, що вищезгаданий мул утворюватиметься тонко подрібненим гідридом, захищеним захисним шаром масел та суспендованим у диспергуючих агентах, щоб забезпечити його збереження консистенції без втрати матеріалу та щоб він не поглинав вологість з навколишнього середовища.

Цей шлам має ту перевагу, що його можна перекачувати через будь-який звичайний дизельний, бензиновий або водяний насос, що робить цю пропозицію економічною, а також ефективною.

Паливні елементи

Гідрид магнію може бути реалізований у виробництві сучасних паливних елементів, а також у створенні акумуляторів та накопичення енергії.

Транспорт та енергетика

Протягом останніх десятиліть розглядалося використання водню як джерела енергії. Введення водню як палива вимагає пошуку безпечних та оборотних систем зберігання з високою об'ємною ємністю (кількість водню на одиницю об'єму) та гравіметричної (кількість водню на одиницю маси).

Алкілування

Алкилирование (додавання CH ₃ R алкільних груп ) органічних сполук в основній середовищі, де -OH групи присутні в низьких концентраціях і при температурі вище температури плавлення гідриду.

У цьому випадку гідрогени, присутні в гідриді магнію (MgH ₂ ), зв'язуються з -OH групами, утворюючи воду. Вільний магній може отримувати галоген, який часто супроводжує молекулу алкілу, яка призначена для зв'язування з вуглеводневим ланцюгом.

Ризики

Реакція з водою

Як вже було сказано, гідрид магнію - це речовина, яка дуже легко і бурхливо реагує з водою, представляючи здатність вибухати у більш високих концентраціях.

Це відбувається тому, що його екзотермічна реакція генерує достатньо тепла, щоб запалити газ водню, що виділяється в реакції розкладання, що призводить до досить небезпечної ланцюгової реакції.

Він пірофорний

Гідрид магнію також є пірофорним, це означає, що він може самозайматися у присутності вологого повітря, утворюючи оксид магнію та воду.

Вдихання в твердому стані або контакт з його парами не рекомендується: речовина в природному стані та продукти її розпаду можуть спричинити серйозні травми або навіть смерть.

Він може генерувати корозійні розчини при контакті з водою та її забрудненні. Контакт зі шкірою та очима не рекомендується, а також він викликає подразнення слизових оболонок.

Не виявлено, що гідрид магнію спричиняє хронічні наслідки для здоров'я, такі як рак, репродуктивні дефекти або інші фізичні або психічні наслідки, проте рекомендується використовувати захисні засоби при поводженні з ним (особливо респіраторами або масками, через його характер тонкого порошку).

Працюючи з цією речовиною, підтримуйте вологість повітря на низькому рівні, гасіть усі джерела займання і транспортуйте його в барабанах чи інших контейнерних контейнерах.

Завжди слід уникати роботи з великими концентраціями цієї речовини, коли її можна уникнути, оскільки можливість вибуху значно знижується.

Якщо трапляється розлив гідриду магнію, робочу зону слід ізолювати і пилом збирати вакуумний інструмент. Ніколи не слід застосовувати метод сухого підмітання; збільшує шанси на деяку реакцію з гідридом.

Список літератури

1. Zumdahl, SS (1998). Енциклопедія Британіка. Взято з britannica.com.
2. PubChem. (2005). PubChem База даних відкритої хімії. Взято з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Безпечний водень, Л. (2006). Конгрес зеленого автомобіля. Взято з greencarcongress.com.
4. Хімічні речовини, C. (й). Cameo Chemicals. Взято з cameochemicals.noaa.gov.
5. Служби, Нью-Джерсі (1987). Департамент охорони здоров’я та служб старого штату Нью-Джерсі. Взято з nj.gov.