Štruktúra hydridu horčíka, vlastnosti a použitia

On Horčík (Mgh₂ molekulárneho vzorca), je to chemická zlúčenina s obsahom hmotnosti vodíka v 7.66%a nachádza sa v prírode ako biela kryštalická tuhá látka. Používa sa hlavne na prípravu iných chemických látok, hoci sa študoval aj ako priemerný potenciál skladovania vodíka.

Patrí do rodiny soľných (alebo iónových) hydrorov, ktoré sú definované negatívne zaťaženým iónom. Tieto hydridy sa považujú za hydridy tvorené z alkalických kovov a desivých alkalických kovov, ale v prípade horčíka (a berylia) majú kovalentné odbory, okrem tých iónových, ktoré charakterizujú túto rodinu Hydrosa.

Model jednotného horčíka hydridu, MGH2.

[TOC]

Príprava

Hydrid horečnatý sa tvorí priamou hydrogenáciou kovového horčíka (MG) v podmienkach vysokého tlaku a teploty (200 atmosféry, 500 ° C) s katalyzátorom MGI₂. Vaša reakcia je rovnocenná:

Mg+h₂→ mgh₂

Výroba sa tiež skúmala₂ Pri nižších teplotách s použitím nanokryštalického horčíka vyrobeného v guľôčkových mlynoch.

Existujú aj ďalšie metódy prípravy, ale predstavujú komplexnejšie chemické reakcie (hydrogenácia horčíka-antraén; reakcia medzi dietylmagnénom s hydridom alumínového hydridu lítium-hliník; a ako produkt komplexu MGH komplex₂).

Chemická štruktúra

Kryštalická štruktúra hydridu horčíka

Tento atóm má rutilo štruktúru pri teplote miestnosti s tetragonálnou kryštalickou štruktúrou. Má najmenej štyri rôzne formy v podmienkach vysokého tlaku a pri nedostatkoch vodíka sa pozorovala štruktúra, ktorá nie je zastúpená; Posledne menovaný je prezentovaný iba vo veľmi malých množstvách častíc pri formovaní.

Ako je uvedené vyššie, odkazy, ktoré existujú v štruktúre rutilo, majú čiastočne kovalentné vlastnosti namiesto toho, aby boli čisto iónové, napríklad iné soľné hydrosy.

To spôsobuje, že atóm horčíka má sférickú, úplne ionizovanú formu, ale že jej hydridový ión je predĺženou štruktúrou.

Vlastnosti hydridu horčíka

Fyzikálne vlastnosti

• Vzhľad: biele kryštály.
• Molárna hmota: 26.3209 g/mol
• Hustota: 1.45 g/cm³
• Bod fúzie: 285 ° C je rozdelený
• Rozpustnosť: vo vode sa rozkladá.

Môže vám slúžiť: prírodné chemické prvky

Táto chemická zlúčenina má molekulovú hmotnosť 26.321 g/mol, hustota 1.45 g/cm³ a ​​má bod fúzie 327 ° C.

Chemické vlastnosti

• Predchodca výroby iných chemikálií.
• Skladovanie vodíka, ako možný zdroj energie.
• Redukčné činidlo pri organickej syntéze.

Je dôležité naznačovať, že túto zlúčeninu nemožno priviesť do tekutého stavu a keď je prijatý alebo jeho topenie alebo zavedený vo vode, rozkladá sa. Tento hydrid je nerozpustný v éteri.

Je to vysoko reaktívna a extrémne horľavá látka a je tiež pyroforická, to znamená, že môže byť spontánne zapálený vo vzduchu. Tieto tri podmienky predstavujú bezpečnostné riziká, ktoré budú uvedené v poslednej časti tohto článku. 

Použitie/aplikácie

Ukladanie vodíka

Hydrid horčík ľahko reaguje s vodou za vzniku plynného vodíka prostredníctvom nasledujúcej chemickej reakcie:

Mgh₂+2h₂O → 2h₂+Mg (oh)₂

Okrem toho sa táto látka rozkladá pri teplote 287 ° C a 1 bar tlak takto:

Mgh₂→ mg+h₂

Preto bolo navrhnuté použitie hydridu horčíka ako prostriedku na skladovanie vodíka na jeho použitie a transport.

Hydrogenácia a dehydrogenácia množstva kovového horčíka sa zvyšuje ako spôsob transportu.

Reakcie hydrogenácie a dehydrogenácie

Aj keď teplota rozkladu hydridu horečnatého predstavuje obmedzenie pre použitie, zvýšili sa metódy na zlepšenie kinetiky hydrogenácie a dehydrogenácie reakcií. Jedným z nich je zníženie veľkosti častice horčíka s použitím guľôčkových mlynov. 

Môže vám slúžiť: Nehomogénny systém

Bahno

Okrem toho bol zvýšený systém, ktorý vytvára hydrid horčíka v bahne (zvládnuteľnejší a určite v prachu alebo iných tuhých častiach), ktorý by reagoval s vodou, aby sa získal požadovaný vodík.

Odhaduje sa, že predtým vymenované bahno by sa vytvorilo jemne zemný hydrid, chránený olejovou ochrannou vrstvou a zavesený v dispergovaných látkach, aby sa zabezpečilo, že si udržuje svoju konzistenciu bez straty materiálu a že neabsorbuje vlhkosť životného prostredia.

Toto bahno má tú výhodu, že ho môže čerpať prostredníctvom akejkoľvek bežnej nafty, benzínu alebo vodného čerpadla, čo robí tento ekonomický návrh okrem efektívneho.

Palivové články

Hydrid horčík sa môže implementovať pri výrobe pokročilých palivových článkov a tiež pri vytváraní batérií a skladovania energie. 

Doprava a energia

Počas posledných desaťročí sa používanie vodíka považovalo za zdroj energie. Implementácia vodíka ako paliva si vyžaduje nájdenie bezpečných a reverzibilných skladovacích systémov a s vysokými objemovými kapacitami (množstvo vodíka na jednotku objemu) a gravimetrické (množstvo vodíka na jednotku hmotnosti).

Alkylácia

Alco₃R) organických zlúčenín v základnom médiu, kde je prítomnosť skupín -OH v nízkych koncentráciách a teplotách vyšších ako bod topenia hydridu.

V tomto prípade hydrogény prítomné v horčíkovom hydride (MGH₂), Pripoja sa k skupinám -OH, ktorý tvorí vodu. Bezplatný horčík môže prijímať halogén, ktorý často sprevádza alquilickú molekulu, ktorá je určená na zjednotenie uhľovodíkového reťazca.

Riziká

Vodná reakcia

Ako už bolo spomenuté, hydrid horčíka je látka, ktorá reaguje veľmi ľahko a násilne s vodou, čo predstavuje schopnosť využívať vo veľkých koncentráciách.

Môže vám slúžiť: Základné soli: vzorec, vlastnosti, nomenklatúra, príklady

K tomu dochádza, pretože jeho exotermická reakcia vytvára dostatok tepla na zapálenie plynu vodíka uvoľňovaného v rozkladnej reakcii, čo vedie k pomerne nebezpečnej reťazovej reakcii.

Je to pyroforické

Hydrid horečnatý je tiež pyroforický, čo znamená, že môže spontánne zapnúť plamene v prítomnosti vlhkého vzduchu a tvorí oxid horčíka a vody.

Jeho vdýchnutie v tuhom stave alebo kontakt s jeho pármi sa neodporúča: látka v prírodnom stave a jej výrobky z rozkladu môžu spôsobiť vážne zranenia alebo dokonca smrť.

Môže generovať korozívne roztoky v kontakte s vodou a kontamináciou z nej. Kontakt kože a očí sa neodporúča a tiež vytvára podráždenie v slizniciach.

Neukázalo sa, že hydrid horečnatý môže vytvárať chronické účinky na zdravie, ako sú rakovina, reprodukčné defekty alebo iné fyzické alebo mentálne následky, ale použitie ochranného zariadenia pri manipulácii sa odporúča (najmä respirátory alebo masky podľa jeho jemného práškového charakteru).

Pri práci s touto látkou sa musí udržiavať vlhkosť vzduchu na nízkej úrovni, vypnúť všetky zdroje zapaľovania a prepravovať ju v bubnoch alebo iných nádobách.

Vždy by ste sa mali vyhnúť práci s veľkými koncentráciami tejto látky, keď sa jej dá vyhnúť, pretože možnosť výbuchu výrazne klesá.

Ak je prezentovaný únik hydridu horčíka, musí sa izolovať pracovná oblasť a prach s vákuovým nástrojom sa musí izolovať. Nikdy by ste nemali používať metódu suchého zametania; zvyšuje možnosti určitej reakcie hydridom. 

Odkazy

1. Zumdahl, s. Siež. (1998). Encyclopedia Britannica. Prevzaté z Britannice.com.
2. Publikácia. (2005). Databáza chémie otvorenej chémie pubchem. Prevzatý z pubchem.Ncbi.NLM.NIH.Vláda.
3. Bezpečný vodík, l. (2006). Kongres zeleného auta. Prevzaté z GreencarConress.com.
4. Chemikálie, c. (n.d.). Chemikálie portrétu. Prevzaté z chrbtových.Noaa.Vláda.
5. Služby, n. J. (1987). Ministerstvo zdravotníctva v New Jersey a služby seniorov. Prevzatý z NJ.Vláda.