Structure d'hydrure de magnésium, propriétés et utilisations

Il Hydrure de magnésium (MGH₂ de formule moléculaire), c'est un composé chimique avec une teneur en poids d'hydrogène d'un 7.66%, et trouvé dans la nature comme un solide cristallin blanc. Il est principalement utilisé pour préparer d'autres substances chimiques, bien qu'elle ait également été étudiée comme potentiel de stockage moyen d'hydrogène.

Il appartient à la famille des hydrors saline (ou ionique), celles définies par un ion chargé négativement. Ces hydrures sont considérés comme ceux qui sont formés à partir de métaux alcalins et de métaux alcalins terrifiants, mais dans le cas du magnésium (et du béryllium), ils ont des unions covalentes, en plus de ceux ioniques qui caractérisent cette famille d'hydros.

Modèle de cellule hydrure de magnésium unitaire, MGH2.

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Préparation et formule

L'hydrure de magnésium est formé par l'hydrogénation directe du magnésium métallique (mg) dans des conditions de haute pression et de température (200 atmosphères, 500 ° C) avec un catalyseur MGI₂. Votre réaction est équivalente à:

Mg + h₂→ MGH₂

La production de MGH a également été étudiée₂ à des températures plus basses avec l'utilisation du magnésium nanocristallin produit dans les moulins à boulets.

Il existe également d'autres méthodes de préparation, mais elles représentent des réactions chimiques plus complexes (hydrogénation de magnésium-anthracène; la réaction entre le diéthylmagnésium avec l'hydrure de lithium-aluminium; et comme produit d'un complexe MGH₂).

Structure chimique

Structure cristalline de l'hydrure de magnésium

Cet atome a une structure Rutilo à température ambiante, avec une structure cristalline tétragonale. Il a au moins quatre formes différentes dans des conditions de haute pression, et une structure non parfumée a été observée avec des carences d'hydrogène; Ce dernier n'est présenté que dans de très petites quantités de particules lors de la formation.

Comme mentionné ci-dessus, les liens qui existent dans la structure Rutilo ont des propriétés partiellement covalentes au lieu d'être purement ioniques, comme les autres hydros salins.

Cela provoque l'atome de magnésium possède une forme sphérique et totalement ionisée, mais que son ion hydrure est une structure allongée.

Propriétés de l'hydrure de magnésium

Propriétés physiques

• Apparence: cristaux blancs.
• Masse molaire: 26.3209 g / mol
• Densité: 1.45 g / cm³
• Point de fusion: 285 ° C est décomposé
• Solubilité: dans l'eau, il se décompose.

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Ce composé chimique a un poids moléculaire de 26.321 g / mol, une densité de 1.45 g / cm³ et a un point de fusion de 327 ºC.

Propriétés chimiques

• Précurseur de la fabrication d'autres produits chimiques.
• Stockage d'hydrogène, comme source d'énergie possible.
• Agent réducteur de la synthèse organique.

Il est important d'indiquer que ce composé ne peut pas être amené à un état liquide, et lorsqu'il est pris ou son point de fusion ou introduit dans l'eau, il décompose. Cet hydrure est insoluble dans l'éther.

C'est une substance hautement réactive et extrêmement inflammable, et elle est également pyrophorique, c'est-à-dire qu'elle peut être enflammée spontanément dans l'air. Ces trois conditions représentent des risques de sécurité qui seront mentionnés dans la dernière section du présent article. 

Utilisations / applications

Stockage d'hydrogène

L'hydrure de magnésium réagit facilement avec de l'eau pour former l'hydrogène gazeux, grâce à la réaction chimique suivante:

MGH₂+2h₂O → 2H₂+Mg (oh)₂

De plus, cette substance se décompose à la température de 287 ºC et une pression de 1 bar, comme suit:

MGH₂→ Mg + H₂

Par conséquent, l'utilisation de l'hydrure de magnésium comme moyen de stockage d'hydrogène pour son utilisation et son transport a été proposée.

L'hydrogénation et la déshydrogénation d'une quantité de magnésium métallique sont augmentées comme un moyen de transport.

Réactions d'hydrogénation et de déshydrogénation

Bien que la température de décomposition de l'hydrate de magnésium représente une limitation pour une utilisation, des méthodes ont été soulevées pour améliorer la cinétique des réactions d'hydrogénation et de déshydrogénation. L'un d'eux est avec la réduction de la taille de la particule de magnésium avec l'utilisation de moulins à boulets. 

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Boue

De plus, un système a été soulevé qui produit un hydrure de magnésium en forme de boue (plus gérable et sûrement que dans la poussière ou d'autres particules solides), qui serait réagi avec l'eau pour obtenir l'hydrogène souhaité.

On estime que la boue précédemment désignée serait formée par un hydrure de sol finement, protégé par une couche de protection de l'huile et en suspension dans les agents de dispersion pour s'assurer qu'il maintient sa consistance sans perte de matériau et qu'elle n'absorbe pas l'humidité de l'environnement.

Cette boue a l'avantage qu'elle puisse être pompée à travers n'importe quelle pompe diesel, essence ou eau courante, ce qui rend cette proposition économique en plus d'efficacité.

Réservoirs de carburant

L'hydrure de magnésium peut être mis en œuvre dans la production de piles à combustible avancées, ainsi que dans la création de batteries et de stockage d'énergie. 

Transport et énergie

Au cours des dernières décennies, l'utilisation de l'hydrogène a été considérée comme une source d'énergie. La mise en œuvre de l'hydrogène comme carburant nécessite de trouver des systèmes de stockage sûrs et réversibles et avec des capacités volumétriques élevées (quantité d'hydrogène par unité de volume) et gravimétrique (quantité d'hydrogène par unité de masse).

Alkylation

Alco₃R) de composés organiques dans un milieu de base, où il y a une présence de groupes -OH dans de faibles concentrations et températures supérieures au point de fusion de l'hydrure.

Dans ce cas, les hydrogènes présents dans l'hydrure de magnésium (MGH₂), Ils rejoignent les groupes -oh formant de l'eau. Le magnésium libre peut recevoir l'halogène qui accompagne souvent la molécule alquilicale qui vise à unir la chaîne d'hydrocarbures.

Des risques

Réaction de l'eau

Comme déjà mentionné, l'hydrure de magnésium est une substance qui réagit très facilement et violemment avec l'eau, présentant la capacité d'exploiter à des concentrations majeures.

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Cela se produit parce que sa réaction exothermique génère une chaleur suffisante pour allumer l'hydrogène gazeux libéré dans la réaction de décomposition, conduisant à une réaction en chaîne assez dangereuse.

C'est pyrophorique

L'hydrure de magnésium est également pyrophorique, ce qui signifie qu'il peut allumer les flammes spontanément en présence d'air humide et former de l'oxyde de magnésium et d'eau.

Son inhalation à l'état solide ou en contact avec ses vapeurs n'est pas recommandée: la substance à l'état naturel et ses produits de décomposition peuvent provoquer des blessures graves ou même la mort.

Il peut générer des solutions corrosives en contact avec de l'eau et une contamination. Le contact de la peau et des yeux n'est pas recommandé et génère également une irritation dans les muqueuses.

Il n'a pas été démontré que l'hydrure de magnésium peut générer des effets chroniques sur la santé, tels que le cancer, les défauts de reproduction ou d'autres conséquences physiques ou mentales, mais l'utilisation de l'équipement de protection lors de sa manipulation est recommandée (en particulier les respirateurs ou les masques, par son caractère de poudre fin).

Lorsque vous travaillez avec cette substance, l'humidité de l'air à bas niveau doit être maintenue, désactiver toutes les sources d'allumage et la transporter dans des tambours ou d'autres conteneurs conteneurs.

Vous devez toujours éviter de travailler avec de grandes concentrations de cette substance lorsqu'elle peut être évitée, car la possibilité d'une explosion diminue considérablement.

Si un déversement d'hydrure de magnésium est présenté, la zone de travail doit être isolée et la poussière avec un outil à vide doit être isolée. Vous ne devez jamais utiliser la méthode de balayage à sec; augmente les possibilités d'une réaction avec l'hydrure. 

Les références

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