MAGNESIUM HYDRIDE: FORMULA, ISTRAKTURA AT MGA KATANGIAN - CHEMISTRY - 2025

Ang magnesium hydride (MgH ₂ molekular na formula), ay isang kemikal na tambalang naglalaman ng timbang na hydrogen 7.66%, at natagpuan sa kalikasan bilang isang puting kristal na solid. Ito ay ginagamit pangunahin upang ihanda ang iba pang mga kemikal na sangkap, bagaman napag-aralan din ito bilang isang potensyal na daluyan ng imbakan para sa hydrogen.

Ito ay kabilang sa pamilya ng saline (o ionic) hydrides, na tinukoy ng isang negatibong sisingilin H-ion. Ang mga hydrides na ito ay itinuturing na mga nabuo mula sa mga metal na alkali at mga alkalina na metal na metal, ngunit sa kaso ng magnesium (at beryllium) mayroon silang mga covalent bond, bilang karagdagan sa mga ionic na nagpapakilala sa pamilyang hydrides.

Unit cell model ng magnesium hydride, MgH2.

Paghahanda at pormula

Ang magnesium hydride ay nabuo sa pamamagitan ng direktang hydrogenation ng metallic magnesium (Mg) sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na presyon at temperatura (200 atmospheres, 500 ° C) na may isang katalista ng MgI ₂ . Ang iyong reaksyon ay katumbas ng:

Mg + H ₂ → MgH ₂

Ang paggawa ng MgH ₂ sa mas mababang temperatura sa paggamit ng nanocrystalline magnesium na ginawa sa mga mill mill ng bola.

Mayroon ding iba pang mga pamamaraan ng paghahanda, ngunit kinakatawan nila ang mas kumplikadong mga reaksyon ng kemikal (hydrogenation ng magnesium-anthracene; ang reaksyon sa pagitan ng diethylmagnesium na may lithium-aluminum hydride; at bilang isang produkto ng isang MgH ₂ complex ).

Istraktura ng kemikal

Ang atom na ito ay may isang istraktura ng rutile sa temperatura ng silid, na may istraktura ng tetragonal na mala-kristal. Mayroon itong hindi bababa sa apat na magkakaibang mga porma sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na presyon, at ang isang di-stoichiometric na istraktura na may mga kakulangan sa hydrogen ay napansin din; ang huli ay nangyayari lamang sa napakaliit na dami ng mga particle kapag nabuo ito.

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga bono na umiiral sa istruktura ng rutile ay may bahagyang mga katangian ng covalent sa halip na puro ionic tulad ng iba pang mga hydrides ng asin.

Ginagawa nitong magnesium atom ay may isang spherical na hugis, ganap na ionized, ngunit ang hydride ion nito ay may isang pinahabang istraktura.

Mga katangian ng pisikal at kemikal

Pisikal

• Hitsura: Mga Puting kristal.
• Molaryang Misa: 26.3209 g / mol
• Density: 1.45 g / cm ³
• Ang natutunaw na punto: 285 ° C nabubulok
• Solubility: Sa tubig nabubulok ito.

Ang tambalang kemikal na ito ay may bigat na molekular na 26.321 g / mol, isang density ng 1.45 g / cm3 at may natutunaw na 327 ºC.

Chemical

• Pangangalaga para sa paggawa ng iba pang mga kemikal na sangkap.
• Imbakan ng hydrogen, bilang isang posibleng mapagkukunan ng enerhiya.
• Ang pagbabawas ng ahente sa organikong synthesis.

Mahalagang ituro na ang tambalang ito ay hindi maaaring dalhin sa isang likido na estado, at kapag ito ay dinadala sa kanyang pagkatunaw o ipinakilala sa tubig, nabubulok ito. Ang hydride na ito ay hindi matutunaw sa eter.

Ito ay isang lubos na reaktibo at lubos na nasusunog na sangkap, at ito ay pyrophoric, iyon ay, maaari itong mag-apoy ng kusang sa hangin. Ang tatlong kondisyong ito ay kumakatawan sa mga panganib sa seguridad na mababanggit sa huling seksyon ng artikulong ito.

Aplikasyon

Imbakan ng hydrogen

Ang magnesium hydride ay madaling tumugon sa tubig upang makabuo ng hydrogen gas, sa pamamagitan ng sumusunod na reaksyon ng kemikal:

MgH ₂ + 2H ₂ O → 2H ₂ + Mg (OH) ₂

Bukod dito, ang sangkap na ito ay nabubulok sa temperatura na 287 ° C at isang presyon ng 1 bar, tulad ng sumusunod:

MgH ₂ → Mg + H ₂

Samakatuwid, ang paggamit ng magnesium hydride ay iminungkahi bilang isang daluyan ng imbakan ng hydrogen para sa paggamit at transportasyon.

Ang hydrogenation at dehydrogenation ng isang dami ng metallic magnesium ay iminungkahi bilang isang paraan ng pagdadala ng dami ng gas na hydrogen, sa gayon tinitiyak na hindi ito tumagas sa panahon ng transportasyon at kumakatawan sa isang mas ligtas at mas praktikal na paraan kaysa sa paggamit ng mga high vessel vessel. .

Mga reaksyon ng hydrogenation at dehydrogenation

Sa kabila ng katotohanan na ang temperatura ng agnas ng magnesium hydride ay kumakatawan sa isang limitasyon para sa paggamit nito, ang mga pamamaraan ay iminungkahi upang mapabuti ang kinetics ng hydrogenation at mga reaksyon ng dehydrogenation. Ang isa sa mga ito ay kasama ang pagbawas ng sukat ng maliit na butil ng magnesiyo sa paggamit ng mga mill mill.

Bingi

Bilang karagdagan, ang isang sistema ay iminungkahi na gumagawa ng isang magnesium hydride sa anyo ng putik (mas mapapamahalaan at mas ligtas kaysa sa pulbos o iba pang mga solidong partido), na gaganti ng tubig upang makuha ang nais na hydrogen.

Tinatayang ang nabanggit na putik ay bubuo ng isang makinis na lupa ng haydrid, na protektado ng isang proteksiyon na layer ng mga langis at sinuspinde sa mga nagkakalat na ahente upang matiyak na pinapanatili nito ang pagiging pare-pareho nang walang pagkawala ng materyal, at hindi ito sumipsip ng kahalumigmigan mula sa kapaligiran.

Ang sludge na ito ay may kalamangan na maaari itong pumped sa pamamagitan ng anumang karaniwang diesel, gasolina o pump ng tubig, na ginagawang matipid ang mungkahi na ito.

Mga cell ng gasolina

Ang Magnesium hydride ay maaaring maipatupad sa paggawa ng mga advanced na cell ng gasolina, at din sa paglikha ng mga baterya at imbakan ng enerhiya.

Transport at enerhiya

Sa mga huling dekada, ang pagsasaalang-alang ng paggamit ng hydrogen bilang isang mapagkukunan ng enerhiya ay isinasaalang-alang. Ang pagpapatupad ng hydrogen bilang isang gasolina ay nangangailangan ng paghahanap ng ligtas at mababalik na mga sistema ng imbakan na may mataas na volumetric capacities (dami ng hydrogen bawat yunit ng dami) at gravimetric (dami ng hydrogen bawat yunit ng masa).

Alkylation

Alkylation (pagdaragdag ng mga grupo ng alkitran ng CH ₃ R) ng mga organikong compound sa isang pangunahing daluyan, kung saan ang mga pangkat -OH ay naroroon sa mababang konsentrasyon at sa temperatura na higit sa natutunaw na punto ng hydride.

Sa kasong ito ang hydrogens na naroroon sa magnesium hydride (MgH ₂ ), nagbubuklod sa mga -OH group, na bumubuo ng tubig. Ang libreng magnesiyo ay maaaring makatanggap ng halogen na madalas na sinamahan ng molekula ng alkyl na inilaan na nakakabit sa kadena ng hydrocarbon.

Mga panganib

Reaksyon ng tubig

Tulad ng nabanggit na, ang magnesium hydride ay isang sangkap na madaling tumugon at marahas na may tubig, na nagpapakita ng kakayahang sumabog sa mas mataas na konsentrasyon.

Nangyayari ito dahil ang reaksyon ng exothermic na ito ay bumubuo ng sapat na init upang mag-apoy ng hydrogen gas na inilabas sa reaksyon ng agnas, na humahantong sa isang medyo mapanganib na reaksyon ng kadena.

Ito ay pyrophoric

Magnesium hydride ay din pyrophoric, na nangangahulugang maaari itong kusang mag-apoy sa pagkakaroon ng mahalumigmig na hangin, na bumubuo ng magnesium oxide at tubig.

Ang paglanghap sa solidong estado o pakikipag-ugnay sa mga vapors ay hindi inirerekomenda: ang sangkap sa natural na estado nito at ang mga produkto ng agnas nito ay maaaring maging sanhi ng malubhang pinsala o kahit na kamatayan.

Maaari itong makabuo ng mga kinakaing unti-unting solusyon sa pakikipag-ugnay sa tubig at kontaminasyon nito. Ang pakikipag-ugnay sa balat at mata ay hindi inirerekomenda, at nagdudulot din ito ng pangangati sa mauhog na lamad.

Ang Magnesium hydride ay hindi ipinakita na maging sanhi ng talamak na epekto sa kalusugan, tulad ng cancer, mga depekto sa reproduktibo o iba pang mga kahihinatnan sa pisikal o kaisipan, ngunit inirerekomenda ang paggamit ng kagamitan sa proteksiyon kapag paghawak nito (lalo na ang mga respirator o maskara, dahil sa mga nito pinong character na pulbos).

Kapag nagtatrabaho sa sangkap na ito, panatilihin ang kahalumigmigan ng hangin sa mababang antas, puksain ang lahat ng mga mapagkukunan ng pag-aapoy at dalhin ito sa mga tambol o iba pang mga lalagyan.

Ang pagtatrabaho sa malaking konsentrasyon ng sangkap na ito ay dapat palaging iwasan kapag maiiwasan ito, dahil ang posibilidad ng pagsabog ay makabuluhang nabawasan.

Kung maganap ang isang magnesium hydride spill, ang lugar ng trabaho ay dapat ihiwalay at alikabok na nakolekta gamit ang isang vacuum tool. Hindi ka dapat gumamit ng dry sweep na pamamaraan; pinatataas ang mga pagkakataon ng ilang reaksyon sa hydride.

Mga Sanggunian

1. Zumdahl, SS (1998). Encyclopedia Britannica. Kinuha mula sa britannica.com.
2. PubChem. (2005). Buksan ang Database ng PubChem. Kinuha mula sa pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Ligtas na Hydrogen, L. (2006). Kongreso ng Green Car. Kinuha mula sa greencarcongress.com.
4. Mga kemikal, C. (nd). Mga Chemical Cameo. Kinuha mula sa cameochemicals.noaa.gov.
5. Mga Serbisyo, NJ (1987). Kagawaran ng Kalusugan at Senior Services ng New Jersey. Kinuha mula sa nj.gov.