Wodorek magnezu
Wodorek magnezu
|
|
__ Mg 2+ __ H - Struktura krystaliczna wodorku magnezu. |
Identyfikacja |
---|
N O CAS
|
7693-27-8
|
---|
N O ECHA
|
100,028,824 |
---|
N O WE
|
231-705-3
|
---|
PubChem
|
5486771
|
---|
UŚMIECHY
|
[H -]. [H -]. [Mg + 2] PubChem , widok 3D
|
---|
InChI
|
Std. InChI: widok 3D InChI = 1S / Mg.2H / q + 2; 2 * -1 Std. InChIKey: RHLWKNJTVXDVHU-UHFFFAOYSA-N
|
---|
Właściwości chemiczne |
---|
Brute formula
|
H 2 Mg
|
---|
Masa cząsteczkowa |
26,3209 ± 0,0007 g / mol H 7,66%, Mg 92,34%,
|
---|
Właściwości fizyczne |
---|
T ° fuzja
|
327 ° C ( rozkład )
|
---|
Masa objętościowa
|
1,45 g · cm -3 do 25 ° C
|
---|
Środki ostrożności |
---|
SGH |
---|
Niebezpieczeństwo
H260, H315, H319, P223, P231 + P232, P305 + P351 + P338, P370 + P378, P422,
H260 : W kontakcie z wodą uwalniają łatwopalne gazy, które mogą ulegać samozapaleniu H315 : Działa drażniąco na skórę H319 : Działa drażniąco na oczy P223 : Unikać kontaktu z wodą, ze względu na ryzyko reakcji gwałtownego i samozapłonu. P231 + P232 : Używać w atmosferze gazu obojętnego. Chronić przed wilgocią. P305 + P351 + P338 : W przypadku dostania się do oczu: Ostrożnie płukać wodą przez kilka minut. Zdejmij soczewki kontaktowe, jeśli ofiara je nosi i można je łatwo zdjąć. Kontynuuj płukanie. P370 + P378 : W przypadku pożaru: Użyć… do gaszenia. P422 : Przechowuj zawartość pod ...
|
Transport |
---|
Numer UN : 2010 : WODOREK MAGNEZU Klasa: 4.3 Etykieta: 4.3 : Substancje, które w kontakcie z wodą wydzielają łatwopalne gazy Opakowanie: Grupa pakowania I : substancje bardzo niebezpieczne;
|
|
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. |
Wodorek magnezu jest związek chemiczny o wzorze MGH 2. To jest w postaci proszku o temperaturze pokojowej, w krystalicznej strukturze z rutylu . Znamy co najmniej cztery formy pod wysokim ciśnieniem: MgH 2β w układ regularny z grupy przestrzennej Pa 3 ( n ° 205), przy czym MGH 2γ ze strukturą PbO 2α i dla rombowej postaci HP1 w Pbc 2 1 przestrzeń grupy i HP2 w Pnma przestrzeni grupy . Niestechiometryczny MGH 2-δ odmianyzostał również scharakteryzowany, ale wydaje się, że istnieje tylko w postaci bardzo małych cząstek, podczas gdy MgH 2Ciało stałe zasadniczo stechiometrycznym, o ile pozwala na to tylko małe stężenie braków z wodorem .
Właściwości i reakcje
Substancja jest samozapalne , gdy dokładnie rozdrobniony, wodorek magnezu, mikrokrystaliczną jednak nie zapala się samorzutnie na powietrzu w temperaturze powyżej 300 ° C . Jak większość metali wodorki , reaguje gwałtownie z wodą uwalniającego wodoru :
MgH 2+ 2
H 2 O⟶
Mg (OH) 2+ 2
H 2.
Wodorek magnezu zawiera ułamek masowy 7,66% wodoru , dlatego jest badany jako roztwór magazynujący wodór . Opisano procesy syntezy wodorku magnezu z pierwiastków magnezu i wodoru , ale wymagają one albo wysokich ciśnień i temperatur, albo katalizatorów do delikatnej manipulacji i które są czasami toksyczne, co czyni je niezadowalającymi ekonomicznie i ekologicznie. Na przykład, reakcję można prowadzić w mieszaninie jodku z alkilu , z bromkiem propargilu i jod jako katalizatora.
Mg +
H 2⟶ MgH 2.
Jest także możliwe poddanie magnezu halogenek , taki jak magnez jodek Mgl 2rozpuszczony w eterze dietylowym z wodorkiem sodu NaH:
MgI 2+ 2
NaH ⟶ MgH 2+ 2
NI .
Uwodornianie magnezu jest samopodtrzymującą reakcją egzotermiczną . Jest to również reakcja autokatalityczna , w której wodorek magnezu katalizuje swoje własne tworzenie. Powstały produkt jest szarym proszkiem z niewielką ilością zanieczyszczeń magnezem. Możliwe są również inne drogi syntezy, takie jak dialkile magnezu (na przykład dietylomagnez, dibutylomagnez , difenylomagnez) lub odpowiednie odczynniki Grignarda w wysokiej próżni.
Bezpośrednią syntezę z magnezu i wodoru przeprowadzono w 1951 roku w temperaturze 500 ° C pod 200 atm w obecności jodku magnezu MgI 2. Metody produkcji wymagają warunków mniej skrajne zostały zbadane, takich jak stosowanie nanokryształów magnezu uzyskanych przez młyn kulowy , przez uwodornienie w antracen magnezu w umiarkowanych warunkach reakcji, dietylomagnez z litowo glinowego wodorku LiAlH 4lub produkcja kompleksów MgH 2, jak MgH 2THF w reakcji fenylosilanu i dibutylomagnezu w eterze dietylowym lub rozpuszczalnikach hydrokabonowanych w obecności THF lub TMEDA jako liganda .
Wodorek magnezu rozkłada się poniżej 1 bara od 287 ° C, uwalniając wodór :
MgH 2⟶
Mg +
H 2.
Ta stosunkowo wysoka temperatura jest ograniczeniem stosowania MgH 2jako odwracalny materiał magazynujący wodór. W związku z tym przeprowadzono badania mające na celu poprawę kinetyki reakcji uwodornienia i odwodornienia. Można to częściowo osiągnąć przez domieszkowanie lub zmniejszenie rozmiaru cząstek w młynie kulowym.
Uwagi i odniesienia
-
obliczona masa cząsteczkowa od „ atomowych jednostek masy elementów 2007 ” na www.chem.qmul.ac.uk .
-
„ Arkusz związku wodorku magnezu, 98% ” , na stronie Alfa Aesar (dostęp 28 października 2020 r . ) .
-
Arkusz Sigma-Aldrich związku wodorku magnezu , sprawdzono 28 października 2020 r.
-
(w) WH Zachariasen, EC Holley i JF Stamper Jnr , „ Neutron diffraction study of magnez deuteride ” , Acta Crystallographica , vol. 16,
1963, s. 352-353 ( DOI 10.1107 / S0365110X63000967 , czytaj online )
-
(w) P. Vajeeston, P. Ravindran, BC Hauback H. Fjellvåg, Kjekshus A., S. and Mr. Furuseth Hanfland , „ Structural stabilność and pressure-induced Phase Transitions in MgH 2
” , Physical Review B , vol. 73,czerwiec 2006Artykuł n o 224102 ( DOI 10.1103 / PhysRevB.73.224102 , bibcode 2006PhRvB..73v4102V , czytać online )
-
(en) M. Bortz, B. Bertheville, G. i K. Böttger Yvon , „ Structure of the high pressure stage γ-MgH 2
metodą dyfrakcji proszkowej neutronów ” , Journal of Alloys and Compounds , vol. 287, n kość 1-2,Czerwiec 1999, s. L4-L6 ( DOI 10.1016 / S0925-8388 (99) 00028-6 , czytaj online )
-
(w) Toru Moriwaki Yuichi Akahama, Haruki Kawamura Satoshi Nakano i Kenichi Takemura , „ Strukturalne przejście fazowe rutylowego typu MgH 2
at High Pressures ” , Journal of the Physical Society of Japan , vol. 75, n o 7,lipiec 2006, s. 074603 ( DOI 10.1143 / JPSJ.75.074603 , Bibcode 2006JPSJ ... 75g4603M , czytaj online )
-
(w) H. Gijs Schimmel, Jacques Huot, Lawrence C. Capon, Frans D. Tichelaar i Fokko Mulder , „ Hydrogen Cycling of Niobium and Vanadium Catalyzed Nanostructured Magnesium ” , Journal of the American Chemical Society , tom. 127 n O 41,
19 października 2005, s. 14348-14354 ( PMID 16218629 , DOI 10.1021 / ja051508a , czytaj online )
-
(w) R. Grau-Crespo, KC Smith, TS Fisher, NH de Leeuw i UV Waghmare , „ Thermodynamics of hydrogen vacancies in MgH 2
z obliczeń według pierwszych zasad i grand-kanonicznej mechaniki statystycznej ” , Physical Review B , t. 80 N O 1725 listopada 2009Artykuł n o 174.117 ( DOI 10,1103 / PhysRevB.80.174117 , bibcode 2009PhRvB..80q4117G , arXiv 0910,4331 , czytać online )
-
(w) Borislav Bogdanović , " Katalityczna synteza związków litoorganicznych i organomagnezowych oraz wodorków litu i magnezu - zastosowania w syntezie organicznej i magazynowaniu wodoru " , Angewandte Chemie International Edition , tom. 24 N O 4,
Kwiecień 1985, s. 262-273 ( DOI 10.1002 / anie.198502621 , czytaj online )
-
(de) Georg Brauer, we współpracy z Mariannę Baudler, Handbuch der Anorganischen Chemie Präparativen , 3 th ed. poprawione, vol. II, Ferdinand Enke, Stuttgart 1978, s. 902 . ( ISBN 3-432-87813-3 )
-
(De) Egon Wiberg, Heinz Goeltzer i Richard Bauer , „ Notizen: Synthese von Magnesiumhydrid aus den Elementen ” , Zeitschrift für Naturforschung B , vol. 6, n O 7,
1951, s. 394 ( DOI 10.1515 / znb-1951-0714 , czytaj online )
-
(w) A. Załuska, L. Załuski i OJ Ström-Olsen , „ Nanocrystalline magnez for hydrogen storage ” , Journal of Alloys and Compounds , Vol. 288, n kość 1-2,
29 czerwca 1999, s. 217-225 ( DOI 10.1016 / S0925-8388 (99) 00073-0 , czytaj online )
-
(w) Borislav Bogdanović Shih-chien Liao, Manfred Schwickardi Peter Sikorsky i Bernd Spliethoff , „ Katalityczna synteza wodorku magnezu w łagodnych warunkach ” , Angwandte Chemie International Edition , tom. 19 N O 10,
Październik 1980, s. 818-819 ( DOI 10.1002 / anie.198008181 , czytaj online )
-
(w) Glenn D. Barbaras, Clyde Dillard, AE Finholt Thomas Wartik, KE Wilzbach and HI Schlesinger , „ Przygotowanie wodorków cynku, kadmu, berylu, magnezu i litu przy użyciu wodorków litowo-glinowych ” , The Journal Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego , vol. 73 N O 10,
Październik 1951, s. 4585-4590 ( DOI 10.1021 / ja01154a025 , czytaj online )
-
(w) Michael J. Michalczyk , „ Synteza wodorku magnezu w reakcji fenylosilanu i dibutylu ” , Organometallics , tom. 11 N O 6,
Czerwiec 1992, s. 2307-2309 ( DOI 10.1021 / om00042a055 , czytaj online )
-
(w) TR McAuliffe, Hydrogen and Energy , wydanie ilustrowane, Springer, 1980, str. 65 . ( ISBN 978-1-349-02635-7 )
-
(en) Louis Schlapbach i Andreas Züttel , „ Hydrogen-storage materials for mobile applications ” , Nature , vol. 414 n O 6861,
15 listopada 2001, s. 353-358 ( PMID 11713542 , DOI 10.1038 / 35104634 , Bibcode 2001Natur.414..353S , czytaj online )
-
(w) J. Huot, „Hydrogen in Metals” New Trends in Intercalation Compounds for Energy Storage , Christian Julien, JP Pereira-Ramos, A. Momchilov, Springer, 2002. ( ISBN 1-4020-0594-6 )
-
(w) Billur Sakintuna Farida Lamari-Darkrim i Michael Hirscher , „ Materiały wodorkowe do przechowywania w stanie stałym: przegląd ” , International Journal of Hydrogen Energy , vol. 32 N O 9,
czerwiec 2007, s. 1121-1140 ( DOI 10.1016 / j.ijhydene.2006.11.022 , czytaj online )
-
(w) Kyle C. Smith, Timothy S. Fisher, Umesh V. Waghmare i Ricardo Grau-Crespo , „ Dope-vacancy binding effects in Li-domieszkowany wodorek magnezu ” , Physical Review B , Vol. 82 N O 13,
październik 2010Artykuł n o 134109 ( DOI 10,1103 / PhysRevB.82.134109 , bibcode 2010PhRvB..82m4109S , czytać online )
-
(en) G. Liang, J. Huot, S. Boily, A. van Neste i A. Schulz , „ Katalityczny efekt metali przejściowych to sorpcja wodoru w nanokrystalicznym młynie kulowym MgH 2
–Tm (Tm = Ti, V, Mn, Fe i Ni) systemy ” , Journal of Alloys and Compounds , vol. 292, n kość 1-2,15 listopada 1999, s. 247-252 ( DOI 10.1016 / S0925-8388 (99) 00442-9 , czytaj online )