मैग्नीशियम हाइड्राइड: सूत्र, संरचना और गुण - रसायन विज्ञान - 2025

मैग्नीशियम हाइड्राइड (MGH ₂ आणविक सूत्र), एक रासायनिक एक वजन हाइड्रोजन युक्त 7.66% यौगिक है, और के रूप में एक सफेद क्रिस्टलीय ठोस प्रकृति में पाया। इसका उपयोग मुख्य रूप से अन्य रासायनिक पदार्थों को तैयार करने के लिए किया जाता है, हालांकि यह हाइड्रोजन के लिए संभावित भंडारण माध्यम के रूप में भी अध्ययन किया गया है।

यह खारा (या आयनिक) हाइड्राइड्स के परिवार से संबंधित है, जो नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए एच-आयन द्वारा परिभाषित हैं। इन हाइड्राइड्स उन पर विचार किया जाता है जो क्षार धातुओं और क्षारीय पृथ्वी धातुओं से बनते हैं, लेकिन मैग्नीशियम (और बेरिलियम) के मामले में उनके पास सहसंयोजक बंधन होते हैं, उन आयनों के अलावा जो हाइड्राइड के इस परिवार की विशेषता रखते हैं।

मैग्नीशियम हाइड्राइड की इकाई सेल मॉडल, MgH2।

तैयारी और सूत्र

मैग्नीशियम हाइड्राइड एक मैग्नी ₂ उत्प्रेरक के साथ उच्च दबाव और तापमान (200 वायुमंडल, 500 डिग्री सेल्सियस) की स्थितियों के तहत धातु मैग्नीशियम (एमजी) के प्रत्यक्ष हाइड्रोजनीकरण के माध्यम से बनता है । आपकी प्रतिक्रिया इसके बराबर है:

Mg + H ₂ → MgH ₂

बॉल मिलों में उत्पादित नैनोक्रिस्टलाइन मैग्नीशियम के उपयोग के साथ कम तापमान पर MgH _{2 के} उत्पादन की भी जांच की गई है ।

अन्य तैयारी विधियां भी हैं, लेकिन वे अधिक जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं (मैग्नीशियम-एंथ्रेसीन के हाइड्रोजनेशन; लिथियम-एल्यूमीनियम हाइड्राइड के साथ डायथाइलमैग्नीशियम के बीच प्रतिक्रिया; और एक एमजीएच ₂ परिसर के उत्पाद के रूप में) का प्रतिनिधित्व करते हैं ।

रासायनिक संरचना

इस परमाणु में कमरे के तापमान पर एक रूटाइल संरचना होती है, जिसमें टेट्रागोनल क्रिस्टलीय संरचना होती है। उच्च दबाव की परिस्थितियों में इसके कम से कम चार अलग-अलग रूप हैं, और हाइड्रोजन की कमियों के साथ एक गैर-स्टोइकोमेट्रिक संरचना भी देखी गई है; उत्तरार्द्ध केवल कणों की बहुत कम मात्रा में होता है जब यह बनता है।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, रुटाइल संरचना में मौजूद बॉन्ड में अन्य नमक हाइड्राइड्स की तरह विशुद्ध रूप से आयनिक होने के बजाय आंशिक रूप से सहसंयोजक गुण होते हैं।

इससे मैग्नीशियम परमाणु का एक गोलाकार आकार होता है, पूरी तरह से आयनित होता है, लेकिन इसके हाइड्राइड आयन में एक लम्बी संरचना होती है।

भौतिक और रासायनिक गुण

शारीरिक

• सूरत: सफेद क्रिस्टल।
• मोलर द्रव्यमान: 26.3209 ग्राम / मोल
• घनत्व: 1.45 ग्राम / सेमी ³
• गलनांक: 285 ° C विघटित होता है
• घुलनशीलता: पानी में यह विघटित हो जाता है।

इस रासायनिक यौगिक का आणविक भार 26.321 g / mol है, जिसका घनत्व 1.45 g / cm3 है और इसका गलनांक 327.C है।

रासायनिक

• अन्य रासायनिक पदार्थों के निर्माण के लिए अग्रदूत।
• हाइड्रोजन भंडारण, ऊर्जा के संभावित स्रोत के रूप में।
• कार्बनिक संश्लेषण में एजेंट को कम करना।

यह इंगित करना महत्वपूर्ण है कि इस यौगिक को तरल अवस्था में नहीं लाया जा सकता है, और जब इसे इसके गलनांक में लाया जाता है या पानी में पेश किया जाता है, तो यह विघटित हो जाता है। यह हाइड्राइड ईथर में अघुलनशील है।

यह एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील और अत्यधिक ज्वलनशील पदार्थ है, और यह पायरोफोरिक भी है, अर्थात यह हवा में अनायास ही प्रज्वलित हो सकता है। ये तीन स्थितियां सुरक्षा जोखिमों का प्रतिनिधित्व करती हैं जिनका उल्लेख इस लेख के अंतिम खंड में किया जाएगा।

अनुप्रयोग

हाइड्रोजन का भंडारण

मैग्नीशियम हाइड्राइड पानी के साथ हाइड्रोजन गैस बनाने के लिए आसानी से प्रतिक्रिया करता है, निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से:

MgH ₂ + 2H ₂ O → 2H ₂ + Mg (OH) ₂

इसके अलावा, यह पदार्थ 287 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 1 बार के दबाव पर विघटित होता है, इस प्रकार है:

MgH ₂ → Mg + H ₂

इसलिए, मैग्नीशियम हाइड्राइड के उपयोग को इसके उपयोग और परिवहन के लिए हाइड्रोजन भंडारण माध्यम के रूप में प्रस्तावित किया गया है।

धातु मैग्नीशियम की मात्रा के हाइड्रोजनीकरण और निर्जलीकरण को गैसीय हाइड्रोजन की मात्रा के परिवहन के एक तरीके के रूप में प्रस्तावित किया गया है, इस प्रकार यह सुनिश्चित करना है कि यह अपने परिवहन के दौरान रिसाव नहीं करता है और उच्च दबाव वाले जहाजों के उपयोग की तुलना में सुरक्षित और अधिक व्यावहारिक तरीके का प्रतिनिधित्व करता है। ।

हाइड्रोजनीकरण और डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाएँ

इस तथ्य के बावजूद कि मैग्नीशियम हाइड्राइड का अपघटन तापमान इसके उपयोग के लिए एक सीमा का प्रतिनिधित्व करता है, तरीकों को हाइड्रोजनीकरण और डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के कैनेटीक्स में सुधार करने का प्रस्ताव दिया गया है। इनमें से एक गेंद मिलों के उपयोग के साथ मैग्नीशियम कण के आकार में कमी के साथ है।

कीचड़

इसके अलावा, एक प्रणाली प्रस्तावित की गई है जो कीचड़ (पाउडर या अन्य ठोस कणों की तुलना में अधिक प्रबंधनीय और सुरक्षित) के रूप में मैग्नीशियम हाइड्राइड का उत्पादन करती है, जिसे वांछित हाइड्रोजन प्राप्त करने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया होगी।

यह अनुमान लगाया गया है कि उपरोक्त मिट्टी एक पतले जमीन हाइड्राइड द्वारा बनाई जाएगी, तेलों की एक सुरक्षात्मक परत के साथ संरक्षित और यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह सामग्री के नुकसान के बिना अपनी स्थिरता बनाए रखता है, और यह पर्यावरण से नमी को अवशोषित नहीं करता है, यह सुनिश्चित करने के लिए फैलाने वाले एजेंटों में निलंबित है।

इस कीचड़ का यह फायदा है कि इसे किसी भी सामान्य डीजल, गैसोलीन या पानी के पंप के माध्यम से पंप किया जा सकता है, जो इस प्रस्ताव को किफायती बनाने के साथ-साथ कुशल भी बनाता है।

ईधन कोशिकाएं

मैग्नीशियम हाइड्राइड को उन्नत ईंधन कोशिकाओं के उत्पादन में और बैटरी और ऊर्जा भंडारण के निर्माण में भी लागू किया जा सकता है।

परिवहन और ऊर्जा

पिछले दशकों के दौरान, ऊर्जा के स्रोत के रूप में हाइड्रोजन के उपयोग पर विचार किया गया है। ईंधन के रूप में हाइड्रोजन के कार्यान्वयन के लिए उच्च वॉल्यूमेट्रिक कैपेसिटी (मात्रा प्रति यूनिट हाइड्रोजन की मात्रा) और ग्रेविमिट्रिक (द्रव्यमान प्रति हाइड्रोजन की मात्रा) के साथ सुरक्षित और प्रतिवर्ती भंडारण प्रणालियों की आवश्यकता होती है।

alkylation

एक मूल माध्यम में कार्बनिक यौगिकों के अल्काइलेशन (सीएच ₃ आर अल्किल समूह को जोड़ना), जहां -OH समूह कम सांद्रता में और हाइड्राइड के पिघलने बिंदु से ऊपर के तापमान पर मौजूद होते हैं।

इस मामले में मैग्नीशियम हाइड्राइड (MgH ₂) में मौजूद हाइड्रोजेन, -OH समूहों को बांधता है, जिससे पानी बनता है। मुक्त मैग्नीशियम हैलोजन प्राप्त कर सकता है जो अक्सर एल्काइल अणु के साथ होता है जो कि हाइड्रोकार्बन श्रृंखला से बंधने का इरादा है।

जोखिम

पानी के साथ प्रतिक्रिया

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, मैग्नीशियम हाइड्राइड एक पदार्थ है जो पानी के साथ बहुत आसानी से और हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है, उच्च सांद्रता में विस्फोट करने की क्षमता पेश करता है।

यह इसलिए होता है क्योंकि इसकी एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया, अपघटन प्रतिक्रिया में जारी हाइड्रोजन गैस को प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त गर्मी उत्पन्न करती है, जिससे एक उच्च नैदानिक ​​प्रतिक्रिया होती है।

यह पायरोफोरिक है

मैग्नीशियम हाइड्राइड भी पायरोफोरिक है, जिसका अर्थ है कि यह मैग्नीशियम ऑक्साइड और पानी बनाने, नम हवा की उपस्थिति में सहजता से प्रज्वलित कर सकता है।

ठोस अवस्था में साँस लेना या इसके वाष्पों के साथ संपर्क करने की सिफारिश नहीं की जाती है: इसकी प्राकृतिक अवस्था में पदार्थ और इसके अपघटन उत्पादों से गंभीर चोटें या मृत्यु भी हो सकती है।

यह पानी और इसके संदूषण के संपर्क में संक्षारक समाधान उत्पन्न कर सकता है। त्वचा और आंखों के साथ संपर्क की सिफारिश नहीं की जाती है, और यह श्लेष्म झिल्ली को जलन का कारण भी बनता है।

मैग्नीशियम हाइड्राइड को पुराने स्वास्थ्य प्रभावों, जैसे कि कैंसर, प्रजनन दोष या अन्य शारीरिक या मानसिक परिणामों के कारण नहीं दिखाया गया है, लेकिन इसे संभालने के दौरान सुरक्षात्मक उपकरणों का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है (विशेषकर श्वासयंत्र या मास्क, इसके कारण) ठीक पाउडर चरित्र)।

इस पदार्थ के साथ काम करते समय, हवा की नमी को निम्न स्तर पर रखें, इग्निशन के सभी स्रोतों को बुझाएं और इसे ड्रम या अन्य कंटेनर कंटेनर में परिवहन करें।

इस पदार्थ की बड़ी सांद्रता के साथ काम करने से हमेशा बचना चाहिए, जब इससे बचा जा सकता है, क्योंकि विस्फोट की संभावना काफी कम हो जाती है।

क्या मैग्नीशियम हाइड्राइड फैल होना चाहिए, कार्य क्षेत्र को अलग किया जाना चाहिए और एक वैक्यूम उपकरण के साथ धूल एकत्र किया जाना चाहिए। आपको सूखी झाडू विधि का उपयोग कभी नहीं करना चाहिए; हाइड्राइड के साथ कुछ प्रतिक्रिया की संभावना बढ़ जाती है।

संदर्भ

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