Характеристика перевозимых грузов
- Химический состав и характеристика перевозимых грузов
- Лития боргидрид
Новая форма гидридов, исследовательская группа Европейского синхротрона European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) открыла новую форму гидридов, которые могут использоваться для хранения водорода. В отличие от обычного борогидрида лития, новое соединение не требуется нагревать до очень высоких температур для выделения водорода.
Боргидрид лития разлагается с выделением водорода
Рисунок 1.Кристаллическая структура LiBH4
Боргидрид лития содержит 18,5% водорода, что делает его весьма многообещающим материалом для хранения водорода. К сожалению, применение этого материала ограничивается его крайне высокой стабильностью (боргидрид лития разлагается с выделением водорода при температурах, более высоких, чем 300 градусов Цельсия).
Применив к образцам боргидрида лития давление около 200000 атмосфер, исследователи из ESRF получили новую нестабильную форму гидрида, потенциально способную выделять водород при невысоких температурах. Открытие оказалось вдвойне приятным, так как теория не предсказывала такого изменения свойств гидрида вследствие повышения давления.
Комбинация экспериментальных
и теоретических методов
Исследователи полагают, что их следующий
шаг будет заключаться в
Литиевый борогидрид — литиевый борогидрид (LiBH4) является tetrahydroborate и известный в органическом синтезе как уменьшающий агент для esters. Хотя менее общий чем связанный борогидрид натрия, литиевая соль предлагает некоторые преимущества того, чтобы быть очень разрешимым в эфирах и быть более сильным уменьшающим агентом, но все еще более безопасный обращаться чем литиевый алюминиевый гидрид.
Литиевый борогидрид может быть подготовлен metathesis реакцией, которая происходит после размалывания шара более обычно доступный борогидрид натрия, и литиевый бромид:
NaBH4 + LiBr → NaBr + LiBH4
Реакции LiBH4 — литиевый борогидрид
Литиевый борогидрид реагирует в значительной степени как борогидрид натрия, в котором это — агент сокращения передачи в дар гидрида в органическом синтезе. Это — однако более сильный уменьшающий агент. В отличие от соли натрия, литиевый борогидрид уменьшает esters и амиды к соответствующему alcohols и амины.
Schematics литиевой рециркуляции борогидрида. Входы — литиевый борат и водород.
Литиевый борогидрид известен как одна из самой высокой плотности энергии химические авиакомпании энергии. Хотя теперь никакого практического значения, тело освободит 65 высоких температур MJ/kg после обработки с атмосферным кислородом. Так как у этого есть плотность 0.67 g/cm3, окисление жидкого литиевого борогидрида дает 43 MJ/L.
В сравнении бензин дает 44 MJ/kg (или 35 MJ/L), в то время как жидкий водород дает 120 MJ/kg (или 8.0 MJ/L). [nb 1] высокая определенная плотность энергии литиевого борогидрида сделала привлекательным кандидатом, чтобы предложить для топлива автомобиля и ракеты, но несмотря на исследование и защиту, это не использовалось широко. Как со всем химическим гидридом базировал авиакомпании энергии, литиевый борогидрид очень сложен, чтобы переработать (то есть перезарядить) и поэтому страдает от низкой конверсионной эффективности энергии. В то время как батареи, такие как литиевый ион несут плотность энергии до 0.72 MJ/kg и 2.0 MJ/L, их DC к конверсионной эффективности DC может быть столь же высоким как 90 %.
Ввиду сложности рециркуляции механизмов для металлических гидридов такие высокие конверсионные полезные действия энергии вне практической досягаемости.
4LiH + B(OCH3)3 = LiBH4 + 3LiOCH3 реакция уравнена без электронного баланса.
Сравнение Физических Свойств Вещество LiBH4 — литиевый борогидридОпределенная энергияSpecific energy MJ/kgMJ/kg ПлотностьDensity g/cm3g/cm3 Плотность энергииEnergy density MJ/LMJ/L
LiBH4 65.2 0.666 43.4
Регулярный Бензин 44 0.72 34.8
Жидкий водородLiquid Hydrogen 120 0.0708 8
литиевая батарея ионаlithium ion battery 0.72 2.8 2
Боргидрид, бороводороды (также Бораны) — химические соединения бора с водородом. Отличаются высокой химической активностью и чрезвычайно большой теплотой сгорания. Представляют интерес как ракетное топливо. В органическом синтезе находит применение реакция присоединения борана и некоторых алкилборанов к двойной связи алкенов с вовлечением полученных соединений в дальнейшие превращения.
Бороводороды — недостаточно устойчивыми термодинамически соединениями бора и водорода, и в этой связи, главными методами их производства являются косвенные методы.
На сегодняшний день одним из основных способов получения бороводородов является т.наз «магниевый метод» или «Способ Стока», то есть получение борида магния и последующее разложение последнего соляной кислотой. Полученные бораны(бороводороды) подвергают вакуумной разгонке, очистке и накапливают разделенные отдельные бороводороды в соответствующих условиях для сохранения и дальнейшего использования.
Другим важным промышленным способом получения бороводородов является способ предложенный впервые Шлезингером и Бургом. Способ заключается в реакции треххлористого бора с с водородом в Вольтовой дуге высокого напряжения. Полученный в нем гидрохлороборан подвергают диспропорционированию при охлаждении до комнатной температуры, и разделению диборана и треххлористого бора. Выход диборана приближается к 55 % вес. В дальнейшем Шлезингер и Браун предложили новый способ эффективного получения бороводородов путем реакции обмена между боргидридом натрия и трехфтористым бором.
Все высшие «бораны» получают исключительно путем термического крекинга диборана.
Бороорганические соединения в качестве ракетного топлива и Пентаборан
Наиболее удобен для синтеза и применения Пентаборан—9. Остальные бороводороды интенсивно изучаются и их применение в настоящее время ограничено. Видами топлива, производными от бора, являются пропилпентаборан (US: BEF-2) и этилпентаборан (US: BEF-3).
Диборан, декаборан и их производные также исследовались на предмет перспективности использования.
Бороводороды — ядовитые вещества, имеющими помимо общетоксической составляющей, так же особое, но довольно сильно выраженное нервнопаралитическое воздействие на человека и животных. Как огнеопасные вещества, бороводороды представляют собой в основном вещества с наивысшей категорией огнеопасности и способны к самовоспламенению не только на воздухе но и и при контактах с водой и рядом галогенопроизводных углеводородов. При горении их на воздухе развиваются высокие температуры.
- Магний - порошок или магния сплавы – порошок
Ма́гний — элемент главной подгруппы второй группы, третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 12. Обозначается символом Mg (лат. Magnesium). Простое вещество магний (CAS-номер: 7439-95-4) — лёгкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Средне распространён в природе. При горении выделяется большое количество света и тепла.
Магний — один из десяти наиболее
распространенных элементов земной
коры. В ней содержится 2,35% магния
по массе. Из-за высокой химической
активности в свободном виде магний
не встречается, а входит в состав
множества минералов —
Обычный промышленный метод получения металлического магния — это электролиз расплава смеси безводных хлоридов магния MgCl2, натрия NaCl и калия KCl. В этом расплаве электрохимическому восстановлению подвергается хлорид магния:
MgCl2 (электролиз) = Mg + Cl2.
Расплавленный металл периодически отбирают
из электролизной ванны, а в нее
добавляют новые порции магнийсодержащего
сырья. Так как полученный таким
способом магний содержит сравнительно
много — около 0,1% примесей, при
необходимости «сырой» магний подвергают
дополнительной очистке. С этой целью
используют электролитическое
Разработан и другой способ получения магния — термический. В этом случае для восстановления оксида магния при высокой температуре используют кокс:
MgO + C = Mg + CO
или кремний. Применение кремния позволяет получать магний из такого сырья, как доломит CaCO3•MgCO3, не проводя предварительного разделения магния и кальция. С участием доломита протекают реакции:
CaCO3•MgCO3 = CaO + MgO + 2CO2,
2MgO + 2CaO + Si = Ca2SiO4 + 2Mg.
Преимущество термического способа состоит в том, что он позволяет получать магний более высокой чистоты. Для получения магния используют не только минеральное сырье, но и морскую воду.
Металлический магний обладает гексагональной
кристаллической решеткой. Температура
плавления 650°C, температура кипения
1105°C, плотность 1,74 г/см3 (магний — очень
легкий металл, легче только кальций
и щелочные металлы (см. ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ)).
Стандартный электродный
Поверхность магния покрыта плотной пленкой оксида MgO, при обычных условиях надежно защищающей металл от дальнейшего разрушения. Только при нагревании металла до температуры выше примерно 600°C он загорается на воздухе. Горит магний с испусканием яркого света, по спектральному составу близкого к солнечному. Поэтому раньше фотографы при недостаточной освещенности проводили съемку в свете горящей ленты магния. При горении магния на воздухе образуется рыхлый белый порошок оксида магния MgO:
2Mg + O2 = 2MgO.
Одновременно с оксидом
3Mg + N2 = Mg3N2.
C холодной водой магний не
реагирует (или, точнее, реагирует,
но крайне медленно), а с горячей
водой он вступает во
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2.
Если ленту магния поджечь и опустить в стакан с водой, то горение металла продолжается. При этом выделяющийся при взаимодействии магния с водой водород немедленно загорается на воздухе. Горение магния продолжается и в атмосфере углекислого газа:
2Mg + CO2 = 2MgO + C.
Способность магния гореть как в воде, так и в атмосфере углекислого газа существенно усложняет тушение пожаров, при которых горят конструкции из магния или его сплавов. (см. МАГНИЯ ОКСИД)
Оксид магния (см. МАГНИЯ ОКСИД) MgO представляет собой белый рыхлый порошок, не реагирующий с водой. Раньше его называли жженой магнезией или просто магнезией. Этот оксид обладает основными свойствами, он реагирует с различными кислотами, например:
MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O.
Отвечающее этому оксиду основание Mg(OH)2 — средней силы, но в воде практически нерастворимо. Его можно получить, например, добавляя щелочь к раствору какой-либо соли магния:
2NaOH + MgSO4 = Mg(OH)2 + Na2SO4.
Так как оксид магния MgO при взаимодействии с водой щелочей не образует, а основание магния Mg(OH)2 щелочными свойствами не обладает, магний, в отличие от своих «согруппников» — кальция, стронция и бария, не относится к числу щелочноземельных металлов.
Металлический магний при комнатной
температуре реагирует с
Mg + Br2 = MgBr2.
При нагревании магний вступает во взаимодействие с серой, давая сульфид магния:
Mg + S = MgS.
Если в инертной атмосфере прокаливать смесь магния и кокса, то образуется карбид магния состава Mg2C3 (следует отметить, что ближайший сосед магния по группе — кальций — в аналогичных условиях образует карбид состава СаС2). При разложении карбида магния водой образуется гомолог ацетилена — пропин С3Н4:
Mg2C3 + 4Н2О = 2Mg(OH)2 + С3Н4.
Поэтому Mg2C3 можно назвать пропиленидом магния.
В поведении магния есть черты сходства с поведением щелочного металла лития (см. ЛИТИЙ) (пример диагонального сходства элементов в таблице Менделеева). Так, магний, как и литий, реагирует с азотом (реакция магния с азотом протекает при нагревании), в результате образуется нитрид магния:
3Mg + N2= Mg3N2.
Как и нитрид лития, нитрид магния легко разлагается водой:
Mg3N2 + 6Н2О = 3Mg(ОН)2 + 2NН3.
Сходство с литием проявляется у магния и в том, что его карбонат MgCO3 и фосфат Mg3(PO4)2 в воде плохо растворимы, как и соответствующие соли лития.
С кальцием магний сближает то, что присутствие в воде растворимых гидрокарбонатов этих элементов обусловливает жесткость воды (см. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ). Как и в случае гидрокарбоната кальция (см. ст. Кальций (см. КАЛЬЦИЙ)), жесткость, вызванная гидрокарбонатом магния Mg(HCO3)2, — временная. При кипячении гидрокарбонат магния Mg(HCO3)2 разлагается и в осадок выпадает его основной карбонат — гидроксокарбонат магния (MgOH)2CO3:
2Mg(HCO3)2 = (MgOH)2CO3 + 3CO2 + Н2О.
Практическое применение до сих пор имеет перхлорат магния Mg(ClO4)2, энергично взаимодействующий с парами воды, хорошо осушающий воздух или другой газ, проходящий через его слой. При этом образуется прочный кристаллогидрат Mg(ClO4)2•6Н2О. Это вещество можно вновь обезводить, нагревая в вакууме при температуре около 300°C. За свойства осушителя перхлорат магния получил название «ангидрон».
Большое значение в органической химии имеют магнийорганические соединения (см. МАГНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ), содержащие связь Mg—C. Особенно важную роль среди них играет так называемый реактив Гриньяра — соединения магния общей формулы RMgHal, где R — органический радикал, а Hal = Cl, Br или I. Эти соединения образуются в эфирных растворах при взаимодействии магния и соответствующего органического галоида RHal и используются для самых разнообразных синтезов.
Основная часть добываемого магния используется для получения различных легких магниевых сплавов. В состав этих сплавов, кроме магния, входят, как правило, алюминий, цинк, цирконий. Такие сплавы достаточно прочны и находят применение в самолетостроении, приборостроении и для других целей.
Высокая химическая активность металлического магния позволяет использовать его при магниетермическом получении таких металлов, как титан, цирконий, ванадий, уран и др. При этом магний реагирует с оксидом или фторидом получаемого металла, например:
2Mg + TiO2 = 2MgO + Ti.
2Mg + UF4 = 2MgF2 + U.
Широкое применение находят многие соединения магния, особенно его оксид, карбонат и сульфат.
Магний — биогенный элемент (см. БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ), постоянно присутствующий в тканях всех организмов. Он входит в состав молекулы зеленого пигмента растений — хлорофилла (см. ХЛОРОФИЛЛ), участвует в минеральном обмене, активирует ферментные процессы в организме, повышает засухоустойчивость растений. С участием ионов Mg+осуществляется биолюминесценция (см. БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ) и ряд других биологических процессов. Широкое практическое применение находят магниевые удобрения — доломитовая мука, жженая магнезия и др.
В организм животных и человека магний поступает с пищей. Суточная потребность человека в магнии — 0,3—0,5 г. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) содержится около 19 г магния. Нарушения обмена магния приводят к различным заболеваниям. В медицине применяют препараты магния — его сульфат, карбонат, жженую магнезию.
2. Основные параметры и
2.1. Аварийная карточка «Лития боргидрид» и «Магний-порошок»
Номер ООН |
Наименование груза |
Классификационный шифр |
1413 |
ЛИТИЯ БОРГИДРИД |
4311 |
1418 |
МАГНИЙ – ПОРОШОК или МАГНИЯ СПЛАВЫ – ПОРОШОК |
4341, 4342, 4343 |
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА |
Твердые вещества, порошок, кристаллы или гранулы. Нелетучи, кроме фосфора пен-тасульфида. Бурно реагируют с водой. Загрязняют водоемы. |
ВЗРЫВО- И ПОЖАРООПАСНОСТЬ |
Горючи. Возможно самовозгорание на воздухе и в атмосфере хлора. Воспламеняют-ся от искр и пламени. Магний сгорает во влажной среде со взрывом. При взаимодей-ствии с водой выделяют воспламеняющиеся газы и большое количества тепла. Неко-торые газы (водород, силаны) на воздухе самовозгораются. Газы и пыль образуют с воздухом взрывоопасные смеси. При попадании воды в емкости возможны взрывы. Горят с образованием токсичных газов и аэрозолей. |
ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА |
Опасны при: I - вдыхании, III - попадании на кожу, IV - попадании в глаза. I - кашель, першение в горле, чувство удушья, клокочущее дыхание; III - ожог кожи, изъязвле-ние; IV - отек век, резь в глазах, слезотечение. Калий, литий, натрий, рубидий, цезий и их сплавы при контакте с влажной кожей вызывают химический ожог. При пожаре и взрывах возможны термические и химические ожоги, травмы. |
Для химразведки и руководителя работ - ПДУ-3 (в течение 20 минут). Для аварийных бригад - изолирующий за-щитный костюм КИХ-5 в комплекте с изолирующим противогазом ИП-4М. При возгорании - огнезащитный кос-тюм в комплекте с самоспасателем СПИ-20. При отсутствии указанных образцов: защитный общевойсковой кос-тюм Л-1 или Л-2 в комплекте с промышленным противогазом с патроном А. Промышленный противогаз малого габарита ПФМ-1, перчатки из дисперсии бутилкаучука, специальная обувь для защиты от нефти и нефтепродук-тов. При малых концентрациях в воздухе (при превышении ПДК до 100 раз) - спецодежда, автономный защитный индивидуальный комплект с принудительной подачей в зону дыхания очищенного воздуха с патронами ПЗУ, ПЗ-2, фильтрующий респиратор РПГ-67 с патроном В, фильтрующий респиратор "ФОРТ-П", универсальный респира-тор "Снежок-КУ-М".
ОБЩЕГО ХАРАКТЕРА |
Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 200 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Уда-лить посторонних. В опасную зону входить в защитных средствах. Соблюдать ме-ры пожарной безопасности. Не курить. Устранить источники огня и искр. Постра-давшим оказать первую помощь. Отправить людей из очага поражения на медоб-следование. |
ПРИ УТЕЧКЕ, РАЗЛИВЕ И РОССЫПИ |
Сообщить в органы санитарно-эпидемиологического надзора. Не прикасаться к просыпанному веществу. Просыпания оградить земляным валом. Не допускать попадания воды в емкость и на груз. Не допускать попадания вещества в водоемы, подвалы, канализацию. Просыпания засыпать сухим инертным материалом, со-брать в сухие емкости и герметично закрыть. |
ПРИ ПОЖАРЕ |
Не использовать воду! Тушить только порошковыми составами. Организовать эва-куацию людей из близлежащих зданий с учетом направления движения токсичных продуктов горения. |
Просыпания собрать без
Вызвать скорую помощь. Свежий воздух, покой, тепло, чистая одежда. Вызвать рвоту. Принимать активирован-ный уголь. Растительное масло глотками. Кожу промыть водой. Сделать примочки с крепким чаем. Глаза немедленно промыть струей воды в течение 15-30 минут при хорошо раскрытых веках. При ожоге - асептическая повязка.
2.3 Классификационный шифр и классификационный код
Классификационный шифр несёт в себе следующую информацию:
- первая цифра – класс;
- вторая цифра – подкласс;
- третья цифра – категорию опасности;
- четвёртая цифра – степень опасности.
Лития боргидрид – классификационный шифр 4311: вещество , выделяющее воспламеняющие газы при взаимодействии с водой без дополнительного вида опасности (таблица П.1.9 Приложения №1 к Правилам перевозок опасных грузов по железным дорогам, с. 69).
Магний – порошок или магния сплавы – порошок - классификационный шифр 4341, 4342, 4343: вещества, выделяющие воспламеняющиеся газы при взаимодействии с водой самонагревающиеся (таблица П.1.9 Приложения №1 к Правилам перевозок опасных грузов по железным дорогам, с. 69).
Классификационный код содержит буквенное и цифровое выражение опасных свойств груза (Приложение №2 к Правилам перевозок опасных грузов по железным дорогам, с75).
Лития боргидрид - классификационный код W2: легковоспламеняющееся твердое вещество, саморазлагающееся вещество и твердое десенсибилизированное взрывчатое вещество(Примечание к приложению №2 Правил перевозок опасных грузов по железным дорогам, с. 365).
Магний – порошок или магния сплавы – порошок – классификационный код WS: легковоспламеняющееся твердое вещество, саморазлагающееся вещество и твердое десенсибилизированное взрывчатое вещество, вещество, которое выделяет легковоспламеняющиеся газы при соприкосновении с водой , коррозионные(Примечание к приложению №2 Правил перевозок опасных грузов по железным дорогам, с. 365).
2.4 Код опасности (с вытекающими
из него требованиями
Код опасности для веществ состоит из двух или трёх цифр. Цифры обозначают следующие виды опасности (п.23 Приложение №6 Правил перевозок опасных грузов по железным дорогам,
с.443 ):
2 – выделение газа в результате
давления или химической
3 – воспламеняемость жидкостей (или их паров) и газов или самонагре-вающейся жидкости;
4 – воспламеняемость твёрдых
веществ или
5 – окисляющий эффект (эффект интенсификации горения);
6 – ядовитость (токсичность) или опасность инфекции;
7 – радиоактивность;
8 – едкость (коррозионная
9 – опасность самопроизвольной бурной реакции.
Удвоение цифры обозначает усиление соответствующего вида опасности. Если для указания опасности, свойственной веществу, достаточно одной цифры, после цифры ставят ноль.
Лития боргидрид – код опасности Х423 – легковоспламеняющееся твердое вещество, опасно реагирующее с водой с выделением воспламеняющихся газов(п.23 Приложение №6 Правил перевозок опасных грузов по железным дорогам, с.445).
Магний-порошок или магния сплавы-порошок – код опасности 423, Х423 – твердое вещество, реагирующее с водой с выделением воспламеняющихся газов; легковоспламеняющееся твердое вещество, опасно реагирующее с водой с выделением воспламеняющихся газов(п.23 Приложение №6 Правил перевозок опасных грузов по железным дорогам, с.445).
2.5. Род вагона для перевозки соответствующего груза
Перевозка лития боргидрида осуществляется в универсальных крытых вагонах и в универсальных контейнерах. Наиболее целесообразно использование 4-осного крытого цельнометаллического вагона с уширенными дверными проемами модели 11-217 грузоподъемностью 68 т и объемом кузова 120 м3.
Универсальный крытый вагон модели 11-217 Алтайского вагоностроительного завода спроектирован по габариту 1-ВМ (О-Т) ГОСТ 9238—83 и предназначен для эксплуатации по железным дорогам бывшего СССР колеи 1520 мм.
Он может также

- Характеристика периода новорожденности. Кризис рождения. Комплекс оживления
- Характеристика персонала гостиничной анимации
- Характеристика персонала предприятия
- Характеристика перших страв. Правила подавання та вимоги до якості
- Характеристика пищевой добавки Е322
- Характеристика пищевых товаров: Колбасные изделия
- Характеристика підприємницької сфери малого бізнесу. Перспективи розвитку
- Характеристика очагов поражения
- Характеристика очагов поражения при чрезвычайных ситуациях
- Характеристика пакетов «мини-бухгалтерия»
- Характеристика памятников материальной культуры белозерского типа
- Характеристика пенсионной системы Японии
- Характеристика первичных документов и учетных регистров (книг), применяемых в счетоводстве двойной бухгалтерии
- Характеристика первых реформ в правительстве Гайдара