El hidruro de magnesio es el compuesto químico con la fórmula molecular MgH 2 . Contiene un 7,66% en peso de hidrógeno y se ha estudiado como un medio de almacenamiento potencial de hidrógeno. [2]
Nombres | |
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Nombre IUPAC Hidruro de magnesio | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.028.824 |
Número CE |
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PubChem CID | |
UNII | |
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Propiedades | |
MgH 2 | |
Masa molar | 26,3209 g / mol |
Apariencia | cristales blancos |
Densidad | 1,45 g / cm 3 |
Punto de fusion | 327 ° C (621 ° F; 600 K) se descompone |
se descompone | |
Solubilidad | insoluble en éter |
Estructura | |
tetragonal | |
Termoquímica | |
Capacidad calorífica ( C ) | 35,4 J / mol K |
Entropía molar estándar ( S | 31,1 J / mol K |
-75,2 kJ / mol | |
Energía libre de Gibbs (Δ f G ˚) | -35,9 kJ / mol |
Peligros | |
Principales peligros | pirofórico [1] |
Compuestos relacionados | |
Otros cationes | Hidruro de berilio Hidruro de calcio Hidruro de estroncio Hidruro de bario |
Monohidruro de magnesio Mg 4 H 6 | |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Preparación
En 1951, la preparación a partir de los elementos se informó por primera vez que implicaba la hidrogenación directa de metal Mg a alta presión y temperatura (200 atmósferas, 500 ° C) con catalizador de MgI 2 : [3]
- Mg + H 2 → MgH 2
Se ha investigado la producción a menor temperatura de Mg y H 2 utilizando Mg nanocristalino producido en molinos de bolas . [4] Otras preparaciones incluyen:
- la hidrogenación de magnesio antraceno en condiciones suaves: [5]
- Mg (antraceno) + H 2 → MgH 2
- la reacción de dietilmagnesio con hidruro de litio y aluminio [6]
- producto de complejado MgH 2 por ejemplo MgH 2 · THF por la reacción de fenilsilano y dibutil magnesio en éter o hidrocarburo disolventes en presencia de THF o TMEDA como ligando. [1]
Estructura y vinculación
La forma de α-MgH 2 a temperatura ambiente tiene una estructura de rutilo . [7] Hay al menos cuatro formas de alta presión: γ-MgH 2 con estructura α-PbO 2 , [8] β-MgH 2 cúbico con grupo espacial Pa-3, [9] HP1 ortorrómbica con grupo espacial Pbc2 1 y ortorrómbica HP2 con grupo espacial Pnma. [10] Además, se ha caracterizado un MgH (2-δ) no estequiométrico , pero parece existir solo para partículas muy pequeñas [11]
(el MgH 2 a granel es esencialmente estequiométrico, ya que solo puede acomodar concentraciones muy bajas de vacantes de H [ 12] ).
El enlace en forma de rutilo se describe a veces como de naturaleza parcialmente covalente en lugar de puramente iónico; [13] La determinación de la densidad de carga por difracción de rayos X sincrotrón indica que el átomo de magnesio está completamente ionizado y tiene forma esférica y el ion hidruro está alargado. [14] Se han encontrado formas moleculares de moléculas de hidruro de magnesio, MgH, MgH 2 , Mg 2 H, Mg 2 H 2 , Mg 2 H 3 y Mg 2 H 4 identificadas por sus espectros vibracionales en muestras aisladas de matriz por debajo de 10 K , formado tras la ablación con láser de magnesio en presencia de hidrógeno. [15] La molécula de Mg 2 H 4 tiene una estructura puente análoga al hidruro de aluminio dimérico , Al 2 H 6 . [15]
Reacciones
El MgH 2 reacciona fácilmente con el agua para formar gas hidrógeno:
- MgH 2 + 2 H 2 O → 2 H 2 + Mg (OH) 2
A 287 ° C se descompone para producir H 2 a 1 bar de presión, [16] la alta temperatura requerida se considera una limitación en el uso de MgH 2 como medio de almacenamiento de hidrógeno reversible: [17]
- MgH 2 → Mg + H 2
Uso potencial para almacenamiento de hidrógeno
Su potencial como medio de "almacenamiento" reversible de hidrógeno ha suscitado interés en mejorar la cinética de las reacciones de hidrogenación y deshidrogenación. [17] [18] Esto se puede lograr parcialmente dopando o reduciendo el tamaño de partícula mediante molienda de bolas . [19] [20] [21] Un enfoque alternativo que se está investigando es la producción de una suspensión bombeable de MgH 2 que es segura de manipular y libera H 2 por reacción con agua, con reprocesamiento del Mg (OH) 2 en MgH 2 . [1] Se han concedido una serie de patentes estadounidenses (US9123925B2, US8651268B2, US8651270B2, US9732906B2) y patentes internacionales para un sistema de almacenamiento de hidrógeno recargable de baja presión y baja temperatura que emplea hidruro de magnesio nanoestructurado para la absorción de hidrógeno de alta densidad y la desorción activada por láser . Un sistema práctico emplea sustratos de polímero tratados en forma de disco o cinta para su uso en almacenamiento, transporte y estabilización de rejilla a largo plazo. El sistema tiene una ventaja única en la capacidad de capturar de forma pasiva el hidrógeno de los conductos industriales y de las plantas de tratamiento de desechos antes de que pueda unirse para formar gases de efecto invernadero.
Referencias
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