Magnesiumhydrid

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Kristallstruktur
Kristallstruktur von Magnesiumhydrid
__ Mg2+      __ H
Allgemeines
Name Magnesiumhydrid
Verhältnisformel MgH2
CAS-Nummer 7693-27-8
PubChem 107663
Kurzbeschreibung

weißer Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 26,321 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,45 g·cm−3[2]

Schmelzpunkt

280–300 °C (Zersetzung)[2]

Löslichkeit
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [3]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 07 – Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 260​‐​315​‐​319
P: 223​‐​231+232​‐​305+351+338​‐​370+378​‐​422 [3]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [4][1]
Leichtentzündlich
Leicht-
entzündlich
(F)
R- und S-Sätze R: 15
S: 7/8​‐​24/25​‐​43
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
Vorlage:Infobox Chemikalie/Summenformelsuche nicht möglich

Magnesiumhydrid ist ein Hydrid des Leichtmetalls Magnesium mit der Formeleinheit MgH2.

Synthese[Bearbeiten]

Zur Synthese von Magnesiumhydrid aus den Elementen Magnesium und Wasserstoff sind Verfahren beschrieben worden, die jedoch entweder sehr hohe Drücke und Temperaturen oder kompliziert handhabbare und zum Teil toxische Katalysatoren benötigen. Diese Verfahren sind daher ökonomisch (und ökologisch) ungünstig.

So kann die Reaktion zum Beispiel mit einem Gemisch aus Alkyliodid, Propargylbromid und Iod als Katalysator gewonnen werden.[5]

\mathrm{Mg + H_2 \longrightarrow \ MgH_2}

Möglich ist auch die Hochdruckreaktion eines Magnesiumhalogenids wie Magnesiumiodid gelöst in Ether mit Natriumhydrid.[5]

\mathrm{MgI_2 +  2 \ NaH \longrightarrow MgH_2 + 2 \ NaI}

Bei der Hydrierung von Magnesium wird Energie (Wärme) frei, sodass sie eigentlich spontan weiterlaufen sollte. Die Reaktion ist jedoch in ihrer Ablaufgeschwindigkeit erheblich gehemmt (kinetische Hemmung). Katalysatoren können diese Hemmschwelle erniedrigen. Magnesiumhydrid selbst katalysiert seine eigene Bildung (Autokatalyse), wie Wilfried Knott herausfand. Bei Anwesenheit von wenig Magnesiumhydrid ist die weitere Bildung unter mittleren Druck- und Temperaturbedingungen möglich.

Das so hergestellte Produkt ist ein graues Pulver, mit wenig Magnesium-Verunreinigungen.

Ebenfalls möglich ist die Herstellung durch Erhitzen von Magnesiumdialkylen (z.B. Magnesiumdiethyl, Magnesiumdibutyl, Magnesiumdiphenyl) oder entsprechenden Grignard-Verbindungen im Hochvakuum.[5]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Aktiviertes fein verteiltes Magnesiumhydrid ist pyrophor, makrokristallines Magnesiumhydrid entzündet sich jedoch nicht an der Luft, sondern benötigt dazu mehr als 300 Grad Celsius. Magnesiumhydrid reagiert, wie die meisten Metallhydride, heftig mit Wasser unter Abspaltung von Wasserstoff.

\mathrm{MgH_2 + 2 \ H_2O \longrightarrow \ Mg(OH)_2 + 2 \ H_2}

Verwendung[Bearbeiten]

In einem Kilogramm Hydrid kann bis zu 800 Liter Wasserstoffgas als Hydrid gespeichert werden (ungefähr 7 % der kombinierten Masse ist dann Wasserstoff). Zwar besitzt gewöhnlicher Treibstoff wie z. B. Benzin eine deutlich höhere Energiedichte, im Vergleich aber zu Batterien oder Flüssiggasspeichern ist die Energiedichte höher. Da der Wasserstoff zudem bei höheren Temperaturen reversibel abgegeben werden kann, ist eine Anwendung als Wasserstoffspeicher möglich. Ein aktueller Forschungsschwerpunkt liegt in der Reduzierung der benötigten höheren Temperatur zur Wasserstofffreisetzung, um eine praktische Verwendung zu ermöglichen.

Durch Wasserstoff, der aus Magnesiumhydrid freigesetzt wird, kann ein Metallschaum mit interessanten Eigenschaften (z. B. leichter als Wasser) erzeugt werden.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Datenblatt Magnesiumhydrid bei AlfaAesar, abgerufen am 14. März 2010 (JavaScript erforderlich).
  2. a b c Magnesiumhydrid. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 14. Juli 2014.
  3. a b Datenblatt Magnesium hydride bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 9. April 2011 (PDF).
  4. Seit dem 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Gemischen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  5. a b c  Georg Brauer: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie, Band II, Seite 902. 1978, ISBN 3-432-87813-3.