마그네슘 하이드 라이드 (MGH 2 분자식) 중량 수소를 7.66 % 함유하는 화학적 화합물이며, 백색 결정질 고체로서 자연에서 발견. 수소의 잠재적 저장 매체로도 연구되었지만 주로 다른 화학 물질을 준비하는 데 사용됩니다.
그것은 음전하를 띤 H- 이온으로 정의되는 식염수 (또는 이온 성) 수 소화물 계열에 속합니다. 이러한 수 소화물은 알칼리 금속과 알칼리 토금속으로 형성된 것으로 간주되지만 마그네슘 (및 베릴륨)의 경우에는이 수 소화물 계열을 특징 짓는 이온 외에도 공유 결합이 있습니다.
마그네슘 하이드 라이드, MgH2의 단위 셀 모델.
준비 및 공식
마그네슘 하이드 라이드는 MgI 2 촉매를 사용하여 고압 및 온도 (200 기압, 500 ° C) 조건에서 금속 마그네슘 (Mg)의 직접 수소화를 통해 형성됩니다 . 귀하의 반응은 다음과 같습니다.
Mg + H 2 → MgH 2
볼 밀에서 생산 된 나노 결정질 마그네슘을 사용하여 저온에서 MgH 2 의 생산도 조사되었습니다 .
다른 제조 방법도 있지만 더 복잡한 화학 반응을 나타냅니다 (마그네슘-안트라센의 수소화, 디 에틸 마그네슘과 리튬-알루미늄 하이드 라이드 간의 반응, MgH 2 복합체의 생성물 ).
화학 구조
이 원자는 상온에서 금홍석 구조를 가지고 있으며 정방 정 구조를 가지고 있습니다. 그것은 고압 조건에서 적어도 네 가지 다른 형태를 가지고 있으며 수소 결핍이있는 비 화학 양 론적 구조도 관찰되었습니다. 후자는 형성 될 때 매우 적은 양의 입자에서만 발생합니다.
위에서 언급했듯이 루틸 구조에 존재하는 결합은 다른 염수 소화물과 같이 순수하게 이온 성이기보다는 부분적으로 공유되는 특성을 가지고 있습니다.
이것은 마그네슘 원자가 완전히 이온화 된 구형을 가지게하지만 수 소화물 이온은 길쭉한 구조를 가지고 있습니다.
물리 화학적 특성
물리적 인
- 외관 : 백색 결정.
- 몰 질량 : 26.3209 g / mol
- 밀도 : 1.45g / cm 3
- 녹는 점 : 285 ° C 분해
- 용해도 : 물에서 분해됩니다.
이 화합물의 분자량은 26.321g / mol, 밀도는 1.45g / cm3이며 융점은 327ºC입니다.
화학
- 기타 화학 물질 제조용 전구체.
- 가능한 에너지 원으로서 수소 저장.
- 유기 합성의 환원제.
이 화합물은 액체 상태로 만들 수 없으며 녹는 점에 도달하거나 물에 들어가면 분해됩니다. 이 수 소화물은 에테르에 녹지 않습니다.
반응성이 높고 가연성이 높은 물질이며 발화성입니다. 즉, 공기 중에 자연 발화 할 수 있습니다. 이 세 가지 조건은이 문서의 마지막 섹션에서 언급 할 보안 위험을 나타냅니다.
응용
수소 저장
수소화 마그네슘은 다음과 같은 화학 반응을 통해 물과 쉽게 반응하여 수소 가스를 형성합니다.
MgH 2 + 2H 2 O → 2H 2 + Mg (OH) 2
또한이 물질은 287 ° C의 온도와 1 bar의 압력에서 다음과 같이 분해됩니다.
MgH 2 → Mg + H 2
따라서, 수소화 마그네슘의 사용과 수송을위한 수소 저장 매체로서의 사용이 제안되었다.
다량의 금속 마그네슘의 수소화 및 탈수 소화는 다량의 기체 수소를 운반하는 방법으로 제안되어 운반 중에 누출되지 않도록 보장하고 고압 용기를 사용하는 것보다 더 안전하고 실용적인 방법을 나타냅니다. .
수소화 및 탈수 소화 반응
수소화 마그네슘의 분해 온도는 그 사용에 한계가 있음에도 불구하고 수소화 및 탈수 소화 반응의 동력학을 개선하기위한 방법이 제안되었다. 그중 하나는 볼 밀을 사용하여 마그네슘 입자의 크기를 줄이는 것입니다.
진흙
또한, 원하는 수소를 얻기 위해 물과 반응 할 슬러지 형태 (분말 또는 다른 고체 입자보다 관리가 쉽고 안전함) 형태로 마그네슘 하이드 라이드를 생성하는 시스템이 제안되었습니다.
앞서 언급 한 슬러지는 미세하게 분쇄 된 수 소화물에 의해 형성되고, 오일의 보호 층으로 보호되고 분산제에 현탁되어 재료 손실없이 일관성을 유지하고 환경으로부터 습기를 흡수하지 않는 것으로 추정됩니다.
이 슬러지는 일반적인 디젤, 가솔린 또는 물 펌프를 통해 펌핑 할 수 있다는 장점이있어이 제안을 경제적이고 효율적으로 만듭니다.
연료 전지들
수소화 마그네슘은 고급 연료 전지 생산과 배터리 및 에너지 저장 장치 생산에 구현 될 수 있습니다.
운송 및 에너지
지난 수십 년 동안 에너지 원으로 수소를 사용하는 것이 고려되었습니다. 수소를 연료로 구현하려면 부피가 큰 용량 (부피 단위당 수소 양)과 중량 측정 (질량 단위당 수소 양)을 가진 안전하고 가역적 인 저장 시스템을 찾아야합니다.
알킬화
염기성 매질에서 유기 화합물의 알킬화 (CH 3 R 알킬 그룹 추가 ). 여기서 -OH 그룹은 수 소화물의 녹는 점 이상의 온도에서 낮은 농도로 존재합니다.
이 경우 마그네슘 하이드 라이드 (MgH 2 )에 존재하는 수소 는 -OH 그룹에 결합하여 물을 형성합니다. 유리 마그네슘은 탄화수소 사슬에 결합하려는 알킬 분자에 종종 수반되는 할로겐을받을 수 있습니다.
위험
물과의 반응
이미 언급했듯이 수소화 마그네슘은 물과 매우 쉽고 격렬하게 반응하는 물질로 더 높은 농도에서 폭발 할 수있는 능력을 나타냅니다.
이것은 발열 반응이 분해 반응에서 방출되는 수소 가스를 점화하기에 충분한 열을 생성하여 다소 위험한 연쇄 반응을 일으키기 때문에 발생합니다.
발화성
수소화 마그네슘은 또한 발화성이므로 습한 공기가있을 때 자발적으로 발화하여 산화 마그네슘과 물을 형성 할 수 있습니다.
고체 상태의 흡입 또는 증기와의 접촉은 권장되지 않습니다. 자연 상태의 물질과 분해 생성물은 심각한 부상을 입거나 사망에이를 수 있습니다.
물 및 오염과 접촉하여 부식성 용액을 생성 할 수 있습니다. 피부와 눈과의 접촉은 권장되지 않으며 점막에 자극을 일으 킵니다.
마그네슘 하이드 라이드는 암, 생식 결함 또는 기타 신체적 또는 정신적 결과와 같은 만성적 인 건강 영향을 유발하지 않는 것으로 나타 났지만,이를 취급 할 때 보호 장비 (특히 호흡기 또는 마스크 사용이 권장됩니다. 미세 분말 특성).
이 물질로 작업 할 때는 공기의 습도를 낮은 수준으로 유지하고 모든 점화원을 끄고 드럼이나 기타 용기 용기에 담아 운반하십시오.
폭발 가능성이 현저히 감소하므로 피할 수있는 경우이 물질의 고농도 농도로 작업하는 것은 항상 피해야합니다.
마그네슘 하이드 라이드 유출이 발생하면 작업 영역을 격리하고 진공 도구로 먼지를 수집해야합니다. 드라이 스윕 방법을 사용해서는 안됩니다. 수 소화물과의 반응 가능성을 높입니다.
참고 문헌
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