ГІДРИД КАЛЬЦІЮ (CAH2): ВЛАСТИВОСТІ, РЕАКЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Гідрид кальцію являє собою хімічну сполуку формули CaH2, що робить гідрид щелочноземельного. Ця хімічна сполука має дві іонні зв’язки між кальцієм та двома іонами гідриду, як показано на малюнку 1.

Це сольовий гідрид, а це означає, що за своєю будовою подібна до солі. Його кристалічна структура така ж, як у хлориду свинцю (мінерал котуніт), як показано на малюнку 2.

Фігура 1: структура гідриду кальцію

Фіг.2: кристалічна структура гідриду кальцію

Всі лужні та лужноземельні метали утворюють гідридні солі. У хімії гідрид є аніоном водню, H- або, більш часто, це сполука, в якій один або більше водневих центрів мають нуклеофільні, відновлюючі або основні властивості.

У сполуках, які вважаються гідридами, атом водню приєднаний до більш електропозитивного елемента або групи.

Він може бути отриманий шляхом взаємодії кальцію та водню при температурі від 300 до 400 градусів Цельсія. Інший спосіб приготування гідриду кальцію - нагрівання хлориду кальцію разом з воднем та металевим натрієм. Реакція відбувається наступним чином:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

У цій реакції кальцій (Са) та водень (Н) створюють молекулу гідриду кальцію, тоді як атоми натрію разом із хлором створюють молекули хлориду натрію (NaCl).

Гідрид кальцію також може бути отриманий за рахунок відновлення оксиду кальцію (СаО) з магнієм (Mg). Реакцію проводять у присутності водню. Ця реакція також виробляє оксид магнію (MgO). Нижче наведена формула цієї хімічної реакції:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Фізичні та хімічні властивості гідриду кальцію

Гідрид кальцію - це набір кристалів з орторомбічною структурою, які білі, коли чисті. Взагалі рідко можна зустріти його в такому вигляді, тому він має сіруватий відтінок. У ньому відсутній характерний запах. Її вигляд показаний на рисунку 3 (Королівське товариство хімії, 2015).

Фігура 3: поява гідриду кальцію

Він має молекулярну масу 42,094 г / моль, має температуру плавлення 816 градусів Цельсія та щільність 1,70 г / мл. Якщо він розчиняється у воді, він бурхливо реагує, виробляючи водень. Він також реагує на алкоголь (Національний центр інформації про біотехнології., SF).

Реактивність та небезпека

Гідрид кальцію є стабільним хімічним речовиною, хоча він дуже реакційноздатний до води або вологи. При контакті з водою вона виділяє легкозаймисті водневі гази, які можуть самозайматися.

Вважається вибухонебезпечним складом. При нагріванні в реакції з тетрагідрофураном це може спричинити вибух. При змішуванні з хлоратом, гіпохлоритом, броматом, перхлоратом калію він стає чутливим до тепла, тертя та стає вибухонебезпечним (кальцій гідрид 7789-78-8, 2016).

Коли фторид срібла подрібнюється гідридом кальцію, маса набуває розжарювання. Сильне нагрівання гідриду хлором, бром або йодом призводить до розпалу.

Суміші гідриду з різними броматами, наприклад, броматом барію або хлоратами, наприклад хлоридом барію та перхлоратами, такими як перхлорат калію, вибухають при подрібненні. СаН2 реагує в розжаренні з фторидом срібла, якщо він піддається тертю.

З цією сполукою слід поводитися в інертній атмосфері. Якщо не поводитися з ними належним чином, це може становити серйозну загрозу здоров'ю та безпеці працівників лабораторії, перших реагуючих та поводження з хімічними відходами (Центр UC з лабораторної безпеки, 2013).

Надзвичайно небезпечний у разі контакту зі шкірою чи очима, оскільки це подразник. Дуже небезпечно при контакті зі шкірою, оскільки це може бути корозійним.

Він також небезпечний у разі прийому всередину та вдихання. Кількість пошкодження тканини залежить від довжини контакту. Контакт з очима може призвести до пошкодження рогівки або сліпоти.

Контакт зі шкірою може викликати запалення і пухирі. Вдихання пилу призведе до подразнення шлунково-кишкового або дихального тракту, характеризується печінням, чханням і кашлем.

Сильне перенапруження може спричинити пошкодження легенів, задуху, непритомність і навіть смерть. Запалення ока характеризується почервонінням, поливом і сверблячкою. Запалення шкіри характеризується сверблячкою, лущенням, почервонінням або зрідка відрижкою.

Повторне опромінення очей низького рівня може викликати роздратування очей. Повторне потрапляння шкіри може спричинити локальне руйнування шкіри або дерматит.

Повторне вдихання пилу може призвести до різного ступеня роздратування дихання або пошкодження легенів. Повторне або тривале вдихання пилу може спричинити хронічне подразнення дихальних шляхів (Матеріал безпеки матеріалів Кальцію гідрид МСДС, 2005).

У разі контакту з очима їх слід негайно промити великою кількістю води не менше 15 хвилин, періодично піднімаючи верхню та нижню повіку.

У разі контакту зі шкірою негайно промийте великою кількістю води не менше 15 хвилин, знімаючи забруднений одяг та взуття.

У разі прийому всередину блювоту не слід викликати. Слід викликати центр боротьби з отрутами. Доцільно залишити місце впливу та негайно перенестись на вулицю.

У разі вдиху, якщо дихання утруднене, необхідно подавати кисень. Реанімацію з рота в рот не слід давати, якщо потерпілий проковтнув або вдихнув речовину.

Штучне дихання слід викликати за допомогою кишенькової маски з одностороннім клапаном або іншим відповідним респіраторним медичним пристроєм. У всіх випадках слід негайно отримати медичну допомогу.

Поводження та зберігання

З'єднання слід зберігати в сухому контейнері подалі від спеки. Його слід тримати подалі від джерел займання. Пил не повинна дихати. У цей продукт не слід додавати воду

У разі недостатньої вентиляції надягайте відповідне дихальне обладнання, наприклад фільтруючу маску. У разі впливу зверніться за медичною допомогою та демонструйте етикетку, де це можливо. Уникайте контакту зі шкірою та очима.

Вогненебезпечні матеріали, як правило, слід зберігати в окремій шафі або сховищі. Зберігайте контейнер щільно закритим.

Зберігати в прохолодному та добре провітрюваному місці. Вся техніка, що містить матеріал, повинна бути заземлена, щоб уникнути електричних іскор. Ємність слід зберігати в сухому та прохолодному місці.

Це негорючий матеріал. Однак пожежники повинні носити відповідне обладнання під час боротьби з вогнем навколо цього хімічного складу.

Ніколи не рекомендується використовувати воду для гасіння пожежі навколо гідриду кальцію. Для цього можна використовувати сухий пісок, а також такі сполуки, як хлорид натрію та карбонат натрію.

Щоб видалити уламки гідриду кальцію, його потрібно розкласти, додаючи 25 мл метанолу на кожен грам гідриду в атмосфері азоту при перемішуванні.

Після завершення реакції такий же об'єм води додають до водного з'єднання метоксиду кальцію і викидають у стічну воду з великою кількістю води (Національна наукова рада, 1995).

Використання та застосування

Сухостійкий засіб

Гідрид калію є відносно м'яким осушувачем. З цієї причини використання цієї сполуки в якості осушувача безпечніше порівняно з більш реакційноздатними агентами, такими як натрієво-калієві та натрієві металеві сплави. Реагує з водою наступним чином:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Продукти гідролізу цієї реакції, водень (газ) та Са (OH) 2 (водна суміш), можна відокремити від хімічного розчинника шляхом процесу фільтрації, перегонки або декантації.

Ця хімічна сполука є ефективним осушувачем для багатьох основних розчинників, таких як аміни та піридин. Його іноді використовують для попереднього висушування розчинників перед використанням більш реакційноздатних осушувачів.

Видобуток водню

У 40-х роках ця сполука була доступна як джерело водню під торговою назвою "Hydrolith".

Його давно використовують як джерело водню. Він досі використовується для отримання чистого водню в лабораторіях для проведення різних експериментів, сучасних паливних елементів та застосування акумуляторів (American Elements, SF).

З’єднання широко застосовується протягом десятиліть як безпечний і зручний засіб надуття повітряних куль.

Він також регулярно використовується в лабораторіях для отримання невеликих кількостей високо чистого водню для експериментів. Вміст вологи в дизельному паливі обчислюється з водню, розробленого після обробки CaH2.

Відновлюючий засіб

При нагріванні від 600 до 1000 градусів Цельсія оксид цирконію, ніобій, уран, хром, титан, ванадій та тантал можуть бути зменшені для приготування порошку цих металів, тому гідрид кальцію можна використовувати в металургії пилу.

Наступна реакція ілюструє, як гідрид кальцію діє як відновник:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Недоліки в застосуванні гідриду кальцію

Ця хімічна сполука часто є кращим вибором в якості сушильного агента; Однак він має і деякі недоліки:

-Висушувальна дія цієї сполуки повільна, оскільки вона не розчинна в жодному розчиннику, з яким вона не реагує бурхливо.

-Це порошкоподібне з'єднання несумісне з багатьма розчинниками. Їх реакція з хлоровуглеводами може навіть викликати вибухи.

-Не можна використовувати для дезоксигенації розчинників, оскільки він не здатний видаляти розчинений кисень.

-Розмежувати між гідридом кальцію та гідроксидом кальцію досить складно через їх схожих проявів.

Список літератури

1. Американські елементи. (СФ). гідрид кальцію. Отримано з americanelements.com: americanelements.com.
2. Гідрид кальцію 7789-78-8. (2016). Отримано з chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. гідрид кальцію. (sf). Отримано від учня з хімії: chemistrylearner.com.
4. Лист даних про безпеку матеріалів Кальцій гідрид кальцію MSDS. (2005 р., 10 жовтня). Отримано з sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Національний центр інформації про біотехнології. (СФ). PubChem Складова база даних; CID = 105052. Отримано з pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. національна наукова рада. (дев'ятнадцять дев'яносто п’ять). Розсудливі практики в лабораторії: поводження та утилізація хімікатів. Вашингтон: NationalAacademy Press.
7. Королівське хімічне товариство. (2015). гідрид кальцію ID 94784. Отримано з chemspider.com: chemspider.com.
8. Центр UC для лабораторної безпеки. (2013 р., 18 січня). стандартна операційна процедура гідрид кальцію. Отримано з chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.