MAGNESIUM HIDRIDA: RUMUS, STRUKTUR DAN SIFAT - KIMIA - 2025

The magnesium hydride (MGH ₂ rumus molekul), adalah senyawa kimia yang mengandung hidrogen berat 7.66%, dan ditemukan di alam sebagai kristal putih solid. Ini digunakan terutama untuk menyiapkan zat kimia lainnya, meskipun itu juga telah dipelajari sebagai media penyimpanan potensial untuk hidrogen.

Itu milik keluarga hidrida garam (atau ionik), yang didefinisikan oleh ion H 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.

Model sel satuan magnesium hidrida, MgH2.

Persiapan dan formula

Magnesium hidrida dibentuk melalui hidrogenasi langsung magnesium logam (Mg) di bawah tekanan dan kondisi suhu tinggi (200 atmosfer, 500 ºC) dengan katalis MgI ₂ . Reaksi Anda setara dengan:

Mg + H ₂ → MgH ₂

Produksi MgH ₂ pada suhu yang lebih rendah dengan penggunaan magnesium nanokristalin yang diproduksi di pabrik bola juga telah diselidiki .

Ada juga metode preparasi lain, tetapi metode ini menunjukkan reaksi kimia yang lebih kompleks (hidrogenasi magnesium-antrasen; reaksi antara dietilmagnesium dengan litium-aluminium hidrida; dan sebagai produk kompleks MgH ₂ ).

Struktur kimia

Atom ini memiliki struktur rutil pada suhu kamar, dengan struktur kristal tetragonal. Ia memiliki setidaknya empat bentuk berbeda dalam kondisi tekanan tinggi, dan struktur non-stoikiometri dengan kekurangan hidrogen juga telah diamati; yang terakhir hanya terjadi dalam jumlah yang sangat kecil dari partikel saat ia terbentuk.

Seperti disebutkan di atas, ikatan yang ada dalam struktur rutil memiliki sebagian sifat kovalen daripada hanya bersifat ionik seperti garam hidrida lainnya.

Hal ini membuat atom magnesium berbentuk bulat, terionisasi penuh, tetapi ion hidridanya berstruktur memanjang.

Sifat fisik dan kimia

Fisik

• Penampilan: Kristal putih.
• Massa Molar: 26,3209 g / mol
• Densitas: 1,45 g / cm ³
• Titik lebur: 285 ° C terurai
• Kelarutan: Dalam air ia terurai.

Senyawa kimia ini memiliki berat molekul 26,321 g / mol, kepadatan 1,45 g / cm3 dan memiliki titik leleh 327 ºC.

Bahan kimia

• Prekursor untuk pembuatan bahan kimia lainnya.
• Penyimpanan hidrogen, sebagai kemungkinan sumber energi.
• Agen pereduksi dalam sintesis organik.

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

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

Aplikasi

Penyimpanan hidrogen

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

MgH ₂ + 2H ₂ O → 2H ₂ + Mg (OH) ₂

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

MgH ₂ → Mg + H ₂

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

Hidrogenasi dan dehidrogenasi sejumlah logam magnesium diusulkan sebagai cara pengangkutan sejumlah gas hidrogen, sehingga memastikan bahwa hidrogen tidak bocor selama pengangkutannya dan merupakan cara yang lebih aman dan praktis dibandingkan dengan penggunaan bejana bertekanan tinggi. .

Reaksi hidrogenasi dan dehidrogenasi

Terlepas dari kenyataan bahwa suhu dekomposisi magnesium hidrida menunjukkan batasan penggunaannya, metode telah diusulkan untuk meningkatkan kinetika reaksi hidrogenasi dan dehidrogenasi. Salah satunya dengan pengurangan ukuran partikel magnesium dengan penggunaan ball mill.

Lumpur

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

Diperkirakan bahwa lumpur tersebut akan dibentuk oleh hidrida yang digiling halus, dilindungi dengan lapisan pelindung minyak dan tersuspensi dalam zat pendispersi untuk memastikan bahwa ia mempertahankan konsistensinya tanpa kehilangan material, dan tidak menyerap kelembapan dari lingkungan.

Lumpur ini memiliki keunggulan karena dapat dipompa melalui diesel, bensin atau pompa air biasa, membuat proposal ini ekonomis dan efisien.

Sel bahan bakar

Magnesium hidrida dapat diimplementasikan dalam produksi sel bahan bakar tingkat lanjut, dan juga dalam pembuatan baterai dan penyimpanan energi.

Transportasi dan energi

Selama beberapa dekade terakhir, penggunaan hidrogen sebagai sumber energi telah dipertimbangkan. Penerapan hidrogen sebagai bahan bakar memerlukan sistem penyimpanan yang aman dan dapat dibalik dengan kapasitas volumetrik tinggi (kuantitas hidrogen per unit volume) dan gravimetri (kuantitas hidrogen per unit massa).

Alkilasi

Alkilasi (menambahkan gugus alkil CH ₃ R) senyawa organik dalam media basa, di mana gugus -OH hadir pada konsentrasi rendah dan pada suhu di atas titik leleh hidrida.

Dalam hal ini hidrogen yang ada dalam magnesium hidrida (MgH ₂ ), berikatan dengan gugus -OH, membentuk air. Magnesium bebas dapat menerima halogen yang sering menyertai molekul alkil yang dimaksudkan untuk berikatan dengan rantai hidrokarbon.

Resiko

Reaksi dengan air

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

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

Ini bersifat piroforik

Magnesium hidrida juga bersifat piroforik, yang berarti dapat menyala secara spontan jika ada udara lembab, membentuk magnesium oksida dan air.

Tidak disarankan menghirup dalam keadaan padat atau kontak dengan uapnya: bahan dalam keadaan aslinya dan produk penguraiannya dapat menyebabkan cedera serius atau bahkan kematian.

Ini dapat menghasilkan larutan korosif jika terkena air dan kontaminasi. Kontak dengan kulit dan mata tidak dianjurkan, dan juga menyebabkan iritasi pada selaput lendir.

Magnesium hidrida belum terbukti menyebabkan efek kesehatan kronis, seperti kanker, cacat reproduksi, atau konsekuensi fisik atau mental lainnya, tetapi penggunaan alat pelindung saat menanganinya (terutama respirator atau masker), karena sifatnya yang karakter bubuk halus).

Saat bekerja dengan bahan ini, jaga kelembaban udara pada tingkat rendah, padamkan semua sumber penyulut dan bawa dalam drum atau wadah wadah lainnya.

Bekerja dengan konsentrasi besar bahan ini harus selalu dihindari jika dapat dihindari, karena kemungkinan ledakan berkurang secara signifikan.

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

Referensi

1. Zumdahl, SS (1998). Encyclopedia Britannica. Diambil dari britannica.com.
2. PubChem. (2005). Basis Data 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. (nd). Bahan Kimia Cameo. Diambil dari cameochemicals.noaa.gov.
5. Services, NJ (1987). Departemen Kesehatan dan Layanan Senior New Jersey. Diambil dari nj.gov.