Гидрид кальция (CaH2) свойства, реакционная способность и использование

гидрид кальция представляет собой химическое соединение формулы CaH2, что делает его щелочноземельным гидридом. Это химическое соединение имеет две ионные связи между кальцием и двумя гидрид-ионами, как показано на рисунке 1.

Это солевой гидрид, что означает, что его структура похожа на соль. Его кристаллическая структура такая же, как у хлорида свинца (минерал котуннит), как показано на рисунке 2.

Все щелочные и щелочноземельные металлы образуют гидридные соли. В химии гидридом является водородный анион, H- или, чаще, соединение, в котором один или несколько водородных центров обладают нуклеофильными, восстанавливающими или основными свойствами..

В соединениях, которые считаются гидридами, атом водорода присоединен к более электроположительному элементу или группе.

Он может быть получен путем взаимодействия кальция и водорода при температуре от 300 до 400 градусов по Цельсию. Другой способ приготовления гидрида кальция состоит в том, чтобы нагревать хлорид кальция вместе с водородом и металлическим натрием. Реакция происходит следующим образом:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

В этой реакции кальций (Ca) и водород (H) образуют молекулу гидрида кальция, а атомы натрия вместе с хлором образуют молекулы хлорида натрия (NaCl)..

Гидрид кальция также можно получить восстановлением оксида кальция (CaO) магнием (Mg). Реакция проводится в присутствии водорода. Эта реакция также производит оксид магния (MgO). Ниже приведена формула для этой химической реакции:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

индекс

• 1 Физико-химические свойства гидрида кальция
• 2 Реактивность и опасности
• 3 Обработка и хранение
• 4 Использование и применение
  • 4.1 Осушитель
  • 4.2 Производство водорода
  • 4.3 Восстановитель
• 5 Недостаток в использовании гидрида кальция
• 6 Ссылки

Физико-химические свойства гидрида кальция

Гидрид кальция представляет собой набор кристаллов с белой ромбической структурой, когда он чистый. Обычно его редко можно найти в такой форме, поэтому он обычно имеет сероватый оттенок. Ему не хватает характерного запаха. Его внешний вид показан на рисунке 3 (Королевское химическое общество, 2015).

Он имеет молекулярную массу 42,094 г / моль, температуру плавления 816 градусов по Цельсию и плотность 1,70 г / мл. Если он растворяется в воде, он бурно реагирует с образованием водорода. Он также реагирует с алкоголем (Национальный центр биотехнологической информации., S.F.).

Реактивность и опасности

Гидрид кальция является стабильным химическим веществом, хотя он очень реагирует на воду или влагу. При соприкосновении с водой выделяет легковоспламеняющиеся газообразные водороды, которые могут самовозгораться.

Это считается взрывчатым веществом. При нагревании в реакции с тетрагидрофураном он может вызвать взрыв. При смешивании с хлоратом, гипохлоритом, броматом, перхлоратом калия он становится чувствительным к теплу, трению и становится взрывоопасным (гидрид кальция 7789-78-8, 2016).

Когда фторид серебра измельчают гидридом кальция, масса становится раскаленной. Сильный нагрев гидрида с хлором, бромом или йодом приводит к накаливанию.

Смеси гидрида с различными броматами, например броматом бария или хлоратами, например хлоратом бария, и перхлоратами, такими как перхлорат калия, взрываются при растирании. CaH2 реагирует накаливания с фторидом серебра, если подвергается трению.

Это соединение должно обрабатываться в инертной атмосфере. Неправильное обращение с ним может представлять серьезную угрозу здоровью и безопасности лабораторного персонала, спасателей и лиц, занимающихся обработкой химических отходов (UC центр безопасности лабораторий, 2013).

Чрезвычайно опасен при попадании на кожу или в глаза, так как вызывает раздражение. Очень опасно при попадании на кожу, так как может вызывать коррозию.

Это также опасно при проглатывании и вдыхании. Количество повреждений ткани зависит от длины контакта. Контакт с глазами может привести к повреждению роговицы или слепоте.

Попадание на кожу может вызвать воспаление и волдыри. Вдыхание пыли вызовет раздражение желудочно-кишечного тракта или дыхательных путей, для которого характерны жжение, чихание и кашель..

Сильное передержка может вызвать повреждение легких, удушье, потерю сознания и даже смерть. Воспаление глаз характеризуется покраснением, раздражением и зудом. Воспаление кожи характеризуется зудом, шелушением, покраснением или иногда волдырями.

Повторное воздействие на глаза низкого уровня может вызвать раздражение глаз. Повторное воздействие на кожу может вызвать местное разрушение кожи или дерматит.

Повторное вдыхание пыли может вызывать различную степень раздражения дыхательных путей или повреждения легких. Повторное или длительное вдыхание пыли может вызвать хроническое раздражение дыхательных путей (паспорт безопасности материала. Гидрид кальция MSDS, 2005)..

В случае попадания в глаза их следует немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут, иногда поднимая верхнее и нижнее веко..

При попадании на кожу немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут при снятии загрязненной одежды и обуви..

В случае проглатывания не следует вызывать рвоту. Нужно вызвать токсикологический центр. Желательно покинуть выставочную площадку и немедленно выйти на улицу..

В случае вдыхания, если дыхание затруднено, необходимо обеспечить кислородом. Рот-рот-дыхание не следует давать, если пострадавший проглотил или вдохнул вещество.

Искусственное дыхание следует вызывать с помощью карманной маски, снабженной однонаправленным клапаном или другим подходящим респираторным медицинским устройством. Во всех случаях медицинская помощь должна быть получена немедленно.

Обработка и хранение

Состав должен храниться в сухом контейнере вдали от источников тепла. Следует хранить вдали от источников возгорания. Не вдыхать пыль. В этот продукт нельзя добавлять воду

В случае недостаточной вентиляции, носить подходящее респираторное оборудование, такое как маска фильтра. В случае воздействия, вам следует обратиться к врачу и показать этикетку как можно больше. Избегать контакта с кожей и глазами.

Легковоспламеняющиеся материалы, как правило, должны храниться в отдельном шкафу безопасности или в помещении для хранения. Держите контейнер плотно закрытым.

Хранить в прохладном и хорошо проветриваемом месте. Все оборудование, содержащее материал, чтобы избежать электрических искр, должно быть заземлено. Контейнер должен быть сухим и в прохладном месте.

Это невоспламеняющийся материал. Однако при тушении пожара вокруг этого химического соединения пожарные должны носить соответствующее оборудование..

Никогда не рекомендуется использовать воду для тушения пожара вокруг гидрида кальция. Для этой цели можно использовать сухой песок, а также такие соединения, как хлорид натрия и карбонат натрия..

Для удаления отходов гидрида кальция его необходимо разложить, добавив 25 мл метанола на каждый грамм гидрида в атмосфере азота при перемешивании..

По окончании реакции к водному соединению метоксида кальция добавляют тот же объем воды и сбрасывают в канализацию с большим количеством воды (National Research Council, 1995)..

Использование и приложения

Осушитель

Гидрид калия является относительно мягким влагопоглотителем. По этой причине использование этого соединения в качестве осушителя является более безопасным по сравнению с более активными реагентами, такими как натрий-калийные и натриевые металлические сплавы. Реагирует с водой следующим образом:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Продукты гидролиза этой реакции, водород (газ) и Ca (OH) 2 (водная смесь), могут быть отделены от химического растворителя после процесса фильтрации, дистилляции или декантации.

Это химическое соединение является эффективным осушителем для многих основных растворителей, таких как амины и пиридин. Иногда его используют для предварительной сушки растворителей перед использованием более активных реактивов.

Производство водорода

В 1940-х годах это соединение было доступно в качестве источника водорода под торговым названием «Гидролит»..

Он был использован в качестве источника водорода в течение длительного времени. Это все еще используется, чтобы произвести чистый водород в лабораториях для различных экспериментов, передовых топливных элементов и приложений батареи (American Elements, S.F.).

Соединение широко использовалось на протяжении десятилетий в качестве безопасного и удобного средства надувания аэростатов.

Кроме того, он регулярно используется в лабораториях для производства небольших количеств очень чистого водорода для экспериментов. Содержание влаги в дизельном топливе рассчитывается по водороду, выработанному после обработки CaH2..

Восстановитель

При нагревании от 600 до 1000 градусов Цельсия оксид оксида циркония, ниобия, урана, хрома, титана, ванадия и тантала может быть восстановлен для приготовления порошка этих металлов, так что гидрид кальция можно использовать в металлургии. пыли.

Следующая реакция иллюстрирует способ, которым гидрид кальция действует как восстановитель:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Недостаток в использовании гидрида кальция

Это химическое соединение часто является предпочтительным выбором в качестве осушающего агента; Тем не менее, он также имеет некоторые недостатки:

-Сушильное действие этого соединения медленное, так как оно не растворяется ни в одном растворителе, с которым оно не вступает в бурную реакцию.

-Это порошковое соединение несовместимо со многими растворителями. Ваша реакция с хлоруглеродами может даже вызвать взрывы.

-Его нельзя использовать для дезоксигенирующих растворителей, поскольку он не способен удалять растворенный кислород..

-Различие между гидридом кальция и гидроксидом кальция довольно сложно из-за его сходного вида.

ссылки

1. Американские элементы. (S.F.). гидрид кальция. Получено с сайта americanelements.com: americanelements.com.
2. Гидрид кальция 7789-78-8. (2016). Получено с chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. гидрид кальция. (Н.Д.). Получено от учащегося химии: chemlearner.com.
4. Паспорт безопасности материала Гидрид кальция MSDS. (2005, 10 октября). Получено с sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Национальный центр биотехнологической информации. (S.F.). База данных PubChem Compound; CID = 105052. Получено из pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. национальный исследовательский совет. (1995). Благоразумные практики в лаборатории: обращение с химическими веществами и их утилизация. Вашингтон: Национальная Академическая Пресса.
7. Королевское химическое общество. (2015). гидрид кальция ID 94784. Получено с chemspider.com: chemspider.com.
8. UC центр лабораторной безопасности. (2013, 18 января). стандартная рабочая процедура гидрида кальция. Получено с chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.