水素化マグネシウム（のMgH 2分子式）は、重量水素を7.66パーセントを含む化学化合物であり、白色結晶性固体として天然に見出されます。水素の潜在的な貯蔵媒体としても研究されてきましたが、主に他の化学物質を準備するために使用されます。
これは、負に帯電したHイオンによって定義される生理食塩水（またはイオン）水素化物のファミリーに属します。これらの水素化物は、アルカリ金属とアルカリ土類金属から形成されるものと考えられていますが、マグネシウム（およびベリリウム）の場合、この水素化物ファミリーを特徴付けるイオンに加えて、共有結合を持っています。
水素化マグネシウムのユニットセルモデル、MgH2。
準備と処方
水素化マグネシウムは、MgI 2触媒を使用して、高圧および高温（200気圧、500°C）の条件下で金属マグネシウム（Mg）を直接水素化することにより形成されます。あなたの反応は以下と同等です：
Mg + H 2 →MgH 2
ボールミルで製造されたナノ結晶マグネシウムを使用して、低温でのMgH 2の製造も調査されています。
他の調製方法もありますが、より複雑な化学反応（マグネシウム-アントラセンの水素化、ジエチルマグネシウムと水素化アルミニウムアルミニウムとの反応、およびMgH 2錯体の生成物）を表します。
化学構造
この原子は室温でルチル構造を持ち、正方晶構造を持っています。それは高圧条件下で少なくとも4つの異なる形をしており、水素欠乏を伴う非化学量論構造も観察されています。後者は、それが形成されるときに非常に少量の粒子でのみ発生します。
上記のように、ルチル構造に存在する結合は、他の水素化塩のように純粋にイオン性であるのではなく、部分的に共有結合の特性を持っています。
これにより、マグネシウム原子は完全にイオン化された球形になりますが、水素化物イオンは細長い構造になります。
物理的及び化学的性質
物理的
- 外観：白い結晶。
- モル質量：26.3209 g / mol
- 密度：1.45 g / cm 3
- 融点：285°Cが分解する
- 溶解性：水で分解します。
この化合物の分子量は26.321 g / mol、密度は1.45 g / cm3で、融点は327ºCです。
ケミカル
- 他の化学物質の製造の前駆体。
- 可能なエネルギー源としての水素貯蔵。
- 有機合成における還元剤。
この化合物は液体状態にすることができず、その融点に達するか水中に導入されると分解することを指摘することが重要です。この水素化物はエーテルに不溶です。
反応性が高く、引火性の高い物質であり、自然発火性、つまり自然発火することもあります。これらの3つの条件は、この記事の最後のセクションで説明するセキュリティリスクを表しています。
用途
水素貯蔵
水素化マグネシウムは、次の化学反応により、水と容易に反応して水素ガスを形成します。
MgH 2 + 2H 2 O→2H 2 + Mg（OH）2
さらに、この物質は次のように、温度287°C、圧力1 barで分解します。
MgH 2 →Mg + H 2
したがって、水素化マグネシウムの使用は、その使用および輸送のための水素貯蔵媒体として提案されてきた。
ある量の金属マグネシウムの水素化および脱水素化は、大量のガス状水素を輸送する方法として提案されているため、輸送中に漏れることはなく、高圧容器を使用する場合よりも安全で実用的な方法です。 。
水素化および脱水素反応
水素化マグネシウムの分解温度はその使用の制限を表しますが、水素化および脱水素化反応の速度を改善する方法が提案されています。これらの1つは、ボールミルを使用してマグネシウム粒子のサイズを小さくすることです。
泥
さらに、水と反応して所望の水素を得るスラッジの形で水素化マグネシウムを生成するシステムが提案されました（スラッジの形でより扱いやすく安全です）。
前述のスラッジは、細かく粉砕された水素化物によって形成され、オイルの保護層で保護され、分散剤に懸濁されて、材料を失うことなくその一貫性を維持し、環境からの湿度を吸収しないと推定されています。
このスラッジには、一般的なディーゼル、ガソリン、またはウォーターポンプを介してポンプで送ることができるという利点があり、この提案は経済的で効率的です。
燃料電池
水素化マグネシウムは、高度な燃料電池の製造だけでなく、バッテリーやエネルギー貯蔵の作成にも実装できます。
輸送とエネルギー
過去数十年間、水素をエネルギー源として使用することが検討されてきました。燃料としての水素の実装には、高容量（単位体積あたりの水素の量）と重量測定（単位質量あたりの水素の量）を備えた安全で可逆的な貯蔵システムを見つける必要があります。
アルキル化
塩基性媒体中での有機化合物のアルキル化（CH 3 R アルキル基の追加）。ここで、-OH基は低濃度で、水素化物の融点より高い温度で存在します。
この場合、水素化マグネシウム（MgH 2）に存在する水素は、-OH基に結合して水を形成します。遊離マグネシウムは、炭化水素鎖に結合することを目的としたアルキル分子にしばしば付随するハロゲンを受け取ることができます。
リスク
水との反応
すでに述べたように、水素化マグネシウムは水と非常に簡単かつ激しく反応する物質であり、高濃度で爆発する能力を示します。
これは、その発熱反応が、分解反応で放出された水素ガスに点火するのに十分な熱を発生させ、かなり危険な連鎖反応を引き起こすために発生します。
自然発火です
水素化マグネシウムは自然発火性でもあります。つまり、湿った空気の存在下で自然発火し、酸化マグネシウムと水を形成します。
固体状態での吸入またはその蒸気との接触は推奨されません。自然状態の物質とその分解生成物は、重傷を負ったり、場合によっては死に至ることもあります。
水やその汚染物と接触すると腐食性の溶液を生成する可能性があります。皮膚や目への接触はお勧めできません。また、粘膜への刺激も引き起こします。
水素化マグネシウムは、癌、生殖障害、またはその他の身体的または精神的影響などの慢性的な健康への影響を引き起こすことは示されていませんが、取り扱いに際し、保護具（特に呼吸マスクまたはマスク）の使用が推奨されています。ファインパウダーキャラクター）。
この物質を取り扱う際は、空気の湿度を低く保ち、すべての発火源を消して、ドラム缶または他の容器に入れて輸送してください。
爆発の可能性が大幅に低減されるため、回避できる場合は、この物質を高濃度で取り扱うことは常に避けてください。
水素化マグネシウムの流出が発生した場合は、作業エリアを隔離し、真空ツールでほこりを集めます。ドライスイープ方式は使用しないでください。水素化物との反応の可能性を高めます。
参考文献
- Zumdahl、SS（1998）。百科事典ブリタニカ。britannica.comから取得。
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