Formula magnesium hidrida, struktur dan sifat kimia

itu magnesium hidrida (MgH₂ rumus molekul), adalah senyawa kimia dengan kandungan hidrogen 7,66%, dan ditemukan di alam sebagai padatan kristal putih. Ini digunakan terutama untuk menyiapkan bahan kimia lainnya, meskipun juga telah dipelajari sebagai media penyimpanan potensial untuk hidrogen.

Ini termasuk keluarga hidrida saline (atau ionik), yang didefinisikan oleh ion H yang bermuatan negatif. Hidrida ini dianggap yang terbentuk dari logam alkali dan logam alkali tanah, tetapi dalam kasus magnesium (dan berilium) memiliki ikatan kovalen, selain ionik yang menjadi ciri keluarga hidrida ini..

Indeks

• 1 Persiapan dan formula
• 2 struktur kimia
• 3 Sifat fisik dan kimia
  • 3.1 Fisik
  • 3.2 Bahan Kimia
• 4 Penggunaan
  • 4.1 Penyimpanan hidrogen
  • 4.2. Reaksi hidrogenasi dan dehidrogenasi
  • 4.3 Lumpur
  • 4.4 Sel bahan bakar
  • 4.5 Transportasi dan energi
  • 4.6 Alkilasi
• 5 Risiko
  • 5.1 Reaksi dengan air
  • 5.2 Itu adalah piroforik
• 6 Referensi

Persiapan dan formula

Magnesium hidrida terbentuk melalui hidrogenasi langsung logam magnesium (Mg) dalam kondisi tekanan dan suhu tinggi (200 atmosfer, 500 ºC) dengan katalis MgI₂. Reaksinya setara dengan:

Mg + H₂→ MgH₂

Produksi MgH juga telah diselidiki₂ pada suhu yang lebih rendah dengan penggunaan magnesium nanokristalin yang diproduksi di pabrik bola.

Ada juga metode persiapan lain, tetapi mereka mewakili reaksi kimia yang lebih kompleks (hidrogenasi magnesium-antrasena, reaksi antara dietilmagnesium dengan lithium-aluminium hidrida, dan sebagai produk dari kompleks MgH₂).

Struktur kimia

Atom ini memiliki struktur rutil pada suhu kamar, dengan struktur kristal tetragonal. Ini memiliki setidaknya empat bentuk berbeda di bawah kondisi tekanan tinggi, dan struktur non-stoikiometrik dengan kekurangan hidrogen juga telah diamati; yang terakhir hanya terjadi dalam jumlah partikel yang sangat kecil ketika terbentuk.

Seperti disebutkan di atas, ikatan yang ada dalam struktur rutil memiliki sifat kovalen sebagian, bukannya murni ionik, seperti hidrida salin lainnya..

Hal ini menyebabkan atom magnesium memiliki bentuk bulat, terionisasi total, tetapi ion hidrida memiliki struktur memanjang.

Sifat fisik dan kimia

Fisik

• Penampilan: Kristal putih.
• Massa molar: 26.3209 g / mol
• Kepadatan: 1,45 g / cm³
• Titik lebur: 285 ° C terurai
• Kelarutan: Dalam air terurai.

Senyawa kimia ini memiliki berat molekul 26.321 g / mol, kepadatan 1,45 g / cm3 dan memiliki titik leleh 327 ° C.

Bahan kimia

• Prekursor untuk pembuatan bahan kimia lainnya.
• Penyimpanan hidrogen, sebagai sumber energi yang memungkinkan.
• Reduktor dalam sintesis organik.

Penting untuk menunjukkan bahwa senyawa ini tidak dapat dibawa ke keadaan cair, dan ketika itu dibawa atau titik lelehnya atau dimasukkan ke dalam air, senyawa itu terurai. Hidrida ini tidak larut dalam eter.

Ini adalah zat yang sangat reaktif dan sangat mudah terbakar, dan juga bersifat piroforik, yaitu dapat terbakar secara spontan di udara. Tiga kondisi ini merupakan risiko keamanan yang akan disebutkan di bagian terakhir artikel ini. 

Penggunaan

Penyimpanan hidrogen

Magnesium hidrida mudah bereaksi dengan air untuk membentuk gas hidrogen, melalui reaksi kimia berikut:

Mg₂+2 jam₂O → 2H₂+Mg (OH)₂

Selain itu, zat ini terurai pada suhu 287 ° C dan tekanan 1 bar, sebagai berikut:

Mg₂→ Mg + H₂

Oleh karena itu, penggunaan magnesium hidrida sebagai media penyimpanan hidrogen untuk penggunaan dan transportasi telah diusulkan.

Hidrogenasi dan dehidrogenasi sejumlah magnesium logam diusulkan sebagai cara mengangkut jumlah gas hidrogen, sehingga memastikan bahwa tidak ada kebocoran dalam transpornya dan mewakili cara yang lebih aman dan lebih praktis daripada dengan menggunakan bejana bertekanan tinggi..

Reaksi hidrogenasi dan dehidrogenasi

Meskipun suhu dekomposisi magnesium hidrida merupakan faktor pembatas untuk penggunaannya, metode telah diusulkan untuk meningkatkan kinetika reaksi hidrogenasi dan dehidrogenasi. Salah satunya adalah dengan pengurangan ukuran partikel magnesium dengan menggunakan ball mill. 

Lumpur

Selain itu, suatu sistem telah diusulkan yang menghasilkan magnesium hidrida dalam bentuk lumpur (lebih mudah dikelola dan aman daripada dalam bubuk atau partikel padat lainnya), yang akan direaksikan dengan air untuk mendapatkan hidrogen yang diinginkan.

Diperkirakan bahwa lumpur yang disebutkan sebelumnya akan dibentuk oleh hidrida yang ditumbuk halus, dilindungi dengan lapisan minyak pelindung dan digantung dalam zat pendispersi untuk memastikan bahwa ia mempertahankan konsistensinya tanpa kehilangan bahan, dan bahwa itu tidak menyerap kelembaban dari lingkungan..

Lumpur ini memiliki keunggulan yang dapat dipompa melalui diesel, bensin, atau pompa air apa pun, membuat proposal ekonomi ini serta efisien.

Sel bahan bakar

Magnesium hidrida dapat diimplementasikan dalam produksi sel bahan bakar canggih, dan juga dalam penciptaan baterai dan penyimpanan energi. 

Transportasi dan energi

Selama dekade terakhir, penggunaan hidrogen sebagai sumber energi telah dipertimbangkan. Implantasi hidrogen sebagai bahan bakar, membutuhkan penemuan sistem penyimpanan yang aman dan dapat dibalik dan dengan kapasitas volumetrik yang tinggi (jumlah hidrogen per satuan volume) dan gravimetri (jumlah hidrogen per satuan massa).

Alkilasi

Alkilasi (tambahkan gugus alkil CH₃R) senyawa organik dalam medium dasar, di mana terdapat gugus -OH pada konsentrasi rendah dan suhu lebih tinggi dari titik leleh hidrida.

Dalam hal ini hidrogen hadir dalam magnesium hidrida (MgH₂), bergabung dengan gugus -OH yang membentuk air. Magnesium bebas dapat menerima halogen yang sering menyertai molekul alkil yang dimaksudkan untuk mengikat rantai hidrokarbon.

Risiko

Reaksi dengan air

Seperti yang telah disebutkan, magnesium hidrida adalah zat yang bereaksi dengan sangat mudah dan keras dengan air, menghadirkan kemampuan meledak pada konsentrasi yang lebih tinggi..

Ini terjadi karena reaksi eksotermik menghasilkan panas yang cukup untuk menyalakan gas hidrogen yang dilepaskan dalam reaksi dekomposisi, yang mengarah ke reaksi berantai yang agak berbahaya..

Itu adalah piroforik

Magnesium hidrida juga bersifat piroforik, yang berarti dapat terbakar secara spontan dengan adanya udara lembab, dan membentuk magnesium oksida dan air..

Penghirupannya tidak direkomendasikan dalam kondisi padat atau jika terkena uap: zat dalam kondisi alami dan produk penguraiannya dapat menyebabkan cedera serius atau bahkan kematian..

Ini dapat menghasilkan solusi korosif dalam kontak dengan air dan kontaminasi itu. Kontak dengan kulit dan mata tidak dianjurkan, dan juga menimbulkan iritasi pada selaput lendir.

Belum dibuktikan bahwa magnesium hidrida dapat menghasilkan efek kesehatan kronis, seperti kanker, cacat reproduksi, atau konsekuensi fisik atau mental lainnya, tetapi penggunaan peralatan pelindung disarankan saat menanganinya (terutama respirator atau masker, untuk itu). karakter debu halus).

Ketika bekerja dengan zat ini, kelembaban udara harus dijaga pada tingkat rendah, padamkan semua sumber api dan memindahkannya ke drum atau wadah penampung lainnya..

Anda harus selalu menghindari bekerja dengan konsentrasi besar dari zat ini ketika dapat dihindari, karena kemungkinan ledakan berkurang secara signifikan.

Jika terjadi tumpahan magnesium hidrida, area kerja harus diisolasi dan debu dikumpulkan dengan penyedot debu. Anda tidak boleh menggunakan metode penyapuan kering; meningkatkan kemungkinan reaksi dengan hidrida. 

Referensi

1. Zumdahl, S. S. (1998). Encyclopedia Britannica. Diambil dari britannica.com.
2. PubChem. (2005). Database Kimia Terbuka PubChem. Diambil dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Safe Hydrogen, L. (2006). Kongres Mobil Hijau. Diambil dari greencarcongress.com.
4. Bahan Kimia, C. (n.d.). Bahan Kimia Cameo. Diambil dari cameochemicals.noaa.gov.
5. Layanan, N. J. (1987). Departemen Kesehatan dan Layanan Senior New Jersey. Diambil dari nj.gov.