MAGNEZYUM HIDRIT: FORMÜL, YAPI VE ÖZELLIKLER - KIMYA - 2024

Magnezyum hidrid (mgh ₂ molekül formülü), bir ağırlık hidrojenden 7.66% ihtiva eden bir kimyasal bileşiktir ve beyaz kristalli bir katı olarak elde edildi, doğada bulunan. Hidrojen için potansiyel bir depolama ortamı olarak da çalışılmış olmasına rağmen, esas olarak diğer kimyasal maddeleri hazırlamak için kullanılır.

Negatif yüklü bir H-iyonu ile tanımlanan tuzlu (veya iyonik) hidritler ailesine aittir. Bu hidritler, alkali metaller ve alkali toprak metallerden oluşanlar olarak kabul edilir, ancak magnezyum (ve berilyum) söz konusu olduğunda, bu hidrit ailesini karakterize eden iyonlara ek olarak kovalent bağlara sahiptirler.

Magnezyum hidritin birim hücre modeli, MgH2.

Hazırlık ve formül

Magnezyum hidrit, yüksek basınç ve sıcaklık koşulları altında metal magnezyum (Mg), doğrudan hidrojenasyonu ile (200 atmosfer, 500 ° C) oluşan bir Mgl ile ₂ katalizörü . Tepkiniz şuna eşdeğerdir:

Mg + H ₂ → MgH ₂

Bilyalı değirmenlerde üretilen nanokristalin magnezyum kullanımı ile düşük sıcaklıklarda MgH ₂ üretimi de araştırılmıştır .

Orada bir başka hazırlama yöntemleri de vardır, ancak bunlar daha karmaşık kimyasal reaksiyonlar temsil eder (magnezyum-antrasen hidrojenasyon, lityum alüminyum hidrür ile diethylmagnesium arasındaki reaksiyon, bir mgh bir ürün olarak ₂ kompleks ).

Kimyasal yapı

Bu atom, oda sıcaklığında, tetragonal kristal yapıya sahip rutil bir yapıya sahiptir. Yüksek basınç koşullarında en az dört farklı forma sahiptir ve hidrojen eksiklikleri olan stokiyometrik olmayan bir yapı da gözlenmiştir; ikincisi, yalnızca oluştuğu zaman çok küçük miktarlarda parçacıklarda meydana gelir.

Yukarıda bahsedildiği gibi, rutil yapıda bulunan bağlar, diğer tuz hidritler gibi saf iyonik olmaktan çok, kısmen kovalent özelliklere sahiptir.

Bu, magnezyum atomunun küresel bir şekle sahip olmasını sağlar, tamamen iyonize olur, ancak hidrit iyonu uzun bir yapıya sahiptir.

Fiziksel ve kimyasal özellikler

Fiziksel

• Görünüm: Beyaz kristaller.
• Molar Kütle: 26.3209 g / mol
• Yoğunluk: 1.45 g / cm ³
• Erime Noktası: 285 ° C ayrışır
• Çözünürlük: Suda ayrışır.

Bu kimyasal bileşik 26.321 g / mol moleküler ağırlığa, 1.45 g / cm3 yoğunluğa ve 327 ºC erime noktasına sahiptir.

Kimyasal

• Diğer kimyasal maddelerin üretimi için öncü.
• Olası bir enerji kaynağı olarak hidrojen depolaması.
• Organik sentezde indirgeyici ajan.

Bu bileşiğin sıvı hale getirilemeyeceğini ve erime noktasına getirildiğinde veya suya verildiğinde ayrıştığını belirtmek önemlidir. Bu hidrit, eterde çözünmez.

Oldukça reaktif ve oldukça yanıcı bir maddedir ve ayrıca piroforiktir yani havada kendiliğinden tutuşabilir. Bu üç koşul, bu makalenin son bölümünde bahsedilecek olan güvenlik risklerini temsil etmektedir.

Uygulamalar

Hidrojen deposu

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

MgH ₂ + 2H ₂ O → 2H ₂ + Mg (OH) ₂

Ayrıca bu madde 287 ° C sıcaklıkta ve 1 bar basınçta aşağıdaki şekilde bozunur:

MgH ₂ → Mg + H ₂

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

Bir miktar metalik magnezyumun hidrojenasyonu ve dehidrojenasyonu, miktarlarda gaz halindeki hidrojeni nakletmenin bir yolu olarak önerilmiştir, böylece nakil sırasında sızmamasını sağlar ve yüksek basınçlı kapların kullanımından daha güvenli ve daha pratik bir yolu temsil eder. .

Hidrojenasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonları

Magnezyum hidritin ayrışma sıcaklığı, kullanımı için bir sınırlama temsil etse de, hidrojenasyon ve dehidrojenasyon reaksiyonlarının kinetiklerini iyileştirmek için yöntemler önerilmiştir. Bunlardan biri, bilyalı değirmenlerin kullanılmasıyla magnezyum partikül boyutunun küçültülmesidir.

Çamur

Ayrıca, istenen hidrojeni elde etmek için su ile reaksiyona sokulacak çamur biçiminde (toz veya diğer katı parçacıklardakinden daha kolay yönetilebilir ve daha güvenli) bir magnezyum hidrit üreten bir sistem önerilmiştir.

Bahsi geçen çamurun ince öğütülmüş bir hidrürden oluşacağı, koruyucu bir yağ tabakası ile korunacağı ve malzeme kaybı olmadan kıvamını korumasını sağlamak için dispersan ajanlarda süspanse edileceği ve ortamdan nem emmemesi tahmin edilmektedir.

Bu çamur, herhangi bir dizel, benzin veya su pompasından pompalanabilme avantajına sahiptir, bu da bu teklifi ekonomik ve verimli kılar.

Yakıt hücreleri

Magnezyum hidrit, gelişmiş yakıt hücrelerinin üretiminde ve ayrıca pillerin oluşturulmasında ve enerji depolamasında uygulanabilir.

Ulaşım ve enerji

Son yıllarda, hidrojenin bir enerji kaynağı olarak kullanılması düşünülmüştür. Hidrojenin yakıt olarak uygulanması, yüksek hacimsel kapasiteye (hacim birimi başına hidrojen miktarı) ve gravimetrik (kütle birimi başına hidrojen miktarı) sahip güvenli ve tersinir depolama sistemleri bulmayı gerektirir.

Alkilasyon

Alkilasyon (CH ilave ₃ R grupları alkil -OH gruplarının düşük konsantrasyonlarda ve hidrit erime noktasının üzerinde kalan ısılarda mevcut bir bazik ortam içinde organik bileşiklerin).

Hidrojen (mgh, magnezyum hidrid içinde mevcut Bu durumda ₂ ), cilt -OH grubu, su oluşturur. Serbest magnezyum, hidrokarbon zincirine bağlanması amaçlanan alkil molekülüne sıklıkla eşlik eden halojeni alabilir.

Riskler

Su ile reaksiyon

Daha önce de belirtildiği gibi magnezyum hidrit, suyla çok kolay ve şiddetli bir şekilde reaksiyona giren ve daha yüksek konsantrasyonlarda patlama özelliği gösteren bir maddedir.

Bunun nedeni, ekzotermik reaksiyonunun, ayrışma reaksiyonunda açığa çıkan hidrojen gazını tutuşturmak için yeterli ısı oluşturması ve oldukça tehlikeli bir zincir reaksiyonuna yol açmasıdır.

Piroforiktir

Magnezyum hidrit ayrıca piroforiktir, yani nemli havanın varlığında kendiliğinden tutuşarak magnezyum oksit ve su oluşturabilir.

Katı halde soluma veya buharlarıyla temas tavsiye edilmez: doğal halindeki madde ve bozunma ürünleri ciddi yaralanmalara ve hatta ölüme neden olabilir.

Su ve kirlenmesi ile temas halinde aşındırıcı solüsyonlar oluşturabilir. Deri ve gözlerle temas tavsiye edilmez ve ayrıca mukoza zarında tahrişe neden olur.

Magnezyum hidritin kanser, üreme bozuklukları veya diğer fiziksel veya zihinsel sonuçlar gibi kronik sağlık etkilerine neden olduğu gösterilmemiştir, ancak kullanılırken koruyucu ekipman kullanılması önerilir (özellikle solunum aygıtları veya maskeler, ince toz karakteri).

Bu madde ile çalışırken, havanın nemini düşük seviyelerde tutun, tüm tutuşma kaynaklarını söndürün ve varillerde veya başka konteynerlerde taşıyın.

Bir patlama olasılığı önemli ölçüde azaldığından, bu maddenin yüksek konsantrasyonlarıyla çalışmaktan kaçınılabildiğinde her zaman kaçınılmalıdır.

Bir magnezyum hidrit dökülmesi meydana gelirse, çalışma alanı izole edilmeli ve bir vakum aleti ile toz toplanmalıdır. Kuru süpürme yöntemini asla kullanmamalısınız; hidrür ile bir miktar reaksiyon şansını arttırır.

Referanslar

1. Zumdahl, SS (1998). Britanika Ansiklopedisi. Britannica.com'dan alınmıştır.
2. Pubchem. (2005). PubChem Açık Kimya Veritabanı. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov adresinden alınmıştır.
3. Güvenli Hidrojen, L. (2006). Yeşil Araba Kongresi. Greencarcongress.com adresinden alınmıştır.
4. Kimyasallar, C. (nd). Cameo Kimyasalları. Cameochemicals.noaa.gov adresinden alınmıştır.
5. Hizmetler, NJ (1987). New Jersey Sağlık ve Kıdemli Hizmetler Departmanı. Nj.gov'dan alınmıştır.