ГИДРИД КАЛЬЦИЯ (CAH2): СВОЙСТВА, РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2026

Гидрид кальция представляет собой химическое соединение формулы CaH2, что делает гидрид щелочноземельного. Это химическое соединение имеет две ионные связи между кальцием и двумя ионами гидрида, как показано на рисунке 1.

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

Рисунок 1: структура гидрида кальция

Рисунок 2: кристаллическая структура гидрида кальция.

Все щелочные и щелочноземельные металлы образуют гидридные соли. В химии гидрид - это анион водорода, H- или, чаще, это 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.

Его можно получить путем реакции кальция и водорода при температуре от 300 до 400 градусов Цельсия. Другой способ получения гидрида кальция - нагревание хлорида кальция вместе с водородом и металлическим натрием. Реакция происходит следующим образом:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

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

Гидрид кальция также можно получить путем восстановления оксида кальция (CaO) магнием (Mg). Реакцию проводят в присутствии водорода. В этой реакции также образуется оксид магния (MgO). Ниже приводится формула этой химической реакции:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Физико-химические свойства гидрида кальция

Гидрид кальция представляет собой набор кристаллов орторомбической структуры, которые в чистом виде белые. Как правило, его редко можно найти в такой форме, поэтому он имеет сероватый оттенок. Не имеет характерного запаха. Его внешний вид показан на рисунке 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Рисунок 3: внешний вид гидрида кальция

Он имеет молекулярную массу 42,094 г / моль, имеет 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, Сан-Франциско).

Реакционная способность и опасности

Гидрид кальция является стабильным химическим веществом, хотя он очень реактивен к воде или влаге. При контакте с водой он выделяет горючие газы водорода, которые могут самовоспламеняться.

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

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

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

С этим составом следует обращаться в инертной атмосфере. При ненадлежащем обращении он может представлять серьезную угрозу здоровью и безопасности лабораторного персонала, служб быстрого реагирования и обработчиков химических отходов (Центр лабораторной безопасности UC, 2013).

Чрезвычайно опасен при попадании на кожу или в глаза, так как является раздражителем. Очень опасно при контакте с кожей, так как может вызывать коррозию.

Также это опасно при проглатывании и вдыхании. Степень повреждения тканей зависит от продолжительности контакта. Попадание в глаза может привести к повреждению роговицы или слепоте.

Контакт с кожей может вызвать воспаление и волдыри. Вдыхание пыли вызывает раздражение желудочно-кишечного тракта или дыхательных путей, которое характеризуется жжением, чиханием и кашлем.

Сильное чрезмерное воздействие может вызвать повреждение легких, удушье, потерю сознания и даже смерть. Воспаление глаза характеризуется покраснением, слезотечением и зудом. Воспаление кожи характеризуется зудом, шелушением, покраснением или иногда волдырями.

Повторяющееся воздействие на глаза в низкой дозе может вызвать раздражение глаз. Повторное воздействие на кожу может вызвать местное разрушение кожи или дерматит.

Повторное вдыхание пыли может вызвать раздражение дыхательных путей или повреждение легких различной степени. Повторное или продолжительное 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, периодически приподнимая верхнее и нижнее веко.

В случае попадания на кожу немедленно промыть большим количеством воды не менее 15 минут, снимая загрязненную одежду и обувь.

В случае проглатывания не следует вызывать рвоту. Следует вызвать токсикологический центр. Желательно покинуть место воздействия и сразу выйти на улицу.

При вдыхании, если дыхание затруднено, необходима подача кислорода. Реанимацию «рот в рот» нельзя проводить, если пострадавший проглотил или вдохнул вещество.

Искусственное дыхание следует вызывать с помощью карманной маски с односторонним клапаном или другого подходящего респираторного медицинского устройства. В любом случае следует немедленно обратиться за медицинской помощью.

Обращение и хранение

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

В случае недостаточной вентиляции используйте подходящее респираторное оборудование, например, фильтрующую маску. В случае воздействия обратиться к врачу и по возможности показать этикетку. Избегать попадания на кожу и глаза.

Легковоспламеняющиеся материалы, как правило, следует хранить в отдельном охранном шкафу или складском помещении. Хранить емкость плотно закрытой.

Хранить в прохладном и хорошо вентилируемом месте. Все оборудование, содержащее материал, должно быть заземлено во избежание возникновения электрических искр. Емкость должна храниться в сухом и прохладном месте.

Это негорючий материал. Однако пожарные должны носить соответствующее снаряжение при тушении пожара вокруг этого химического соединения.

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

Чтобы удалить остатки гидрида кальция, его необходимо разложить, добавив 25 мл метанола на каждый грамм гидрида в атмосфере азота при перемешивании.

После завершения реакции такой же объем воды добавляют к водному раствору метоксида кальция и сливают в канализацию с большим количеством воды (национальный исследовательский совет, 1995).

Использование и приложения

Осушитель

Гидрид калия - относительно мягкий осушитель. По этой причине использование этого соединения в качестве осушителя безопаснее по сравнению с более химически активными веществами, такими как натрий-калиевые и натриевые металлические сплавы. Реагирует с водой следующим образом:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Продукты гидролиза этой реакции, водород (газ) и Са (ОН) 2 (водная смесь), могут быть отделены от химического растворителя путем 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 реактивных осушителей.

Производство водорода

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

Он долгое время использовался в качестве источника водорода. Он до сих пор используется для производства чистого водорода в лабораториях для различных экспериментов, передовых топливных элементов и батарей (American Elements, SF).

Компаунд на протяжении десятилетий широко использовался в качестве безопасного и удобного средства надувания метеорологических шаров.

Он также регулярно используется в лабораториях для производства небольших количеств водорода высокой степени чистоты для экспериментов. Влагосодержание дизельного топлива рассчитывается по водороду, полученному после обработки CaH2.

Восстановитель

При нагревании от 600 до 1000 градусов по Цельсию оксид циркония, ниобий, уран, хром, титан, ванадий и тантал могут быть восстановлены для получения порошка этих металлов, поэтому гидрид кальция может использоваться в металлургии. пыли.

Следующая реакция показывает, как гидрид кальция действует как восстанавливающий агент:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Недостаток использования гидрида кальция

Это химическое соединение часто является предпочтительным выбором в качестве осушителя; Однако у него есть и недостатки:

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

-Это порошкообразное соединение несовместимо со многими растворителями. Их реакция с хлороуглеродами может даже вызвать взрывы.

-Его нельзя использовать для дезоксигенирования растворителей, так как он не способен удалять растворенный кислород.

- Отличить гидрид кальция от гидроксида кальция довольно сложно из-за их схожего внешнего вида.

Ссылки

1. Американские элементы. (СФ). гидрид кальция. Получено с сайта americanelements.com: americanelements.com.
2. Гидрид кальция 7789-78-8. (2016). Получено с сайта chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. гидрид кальция. (SF). Получено с изучающего химию: chemistrylearner.com.
4. Паспорт безопасности материала Гидрид кальция MSDS. (2005, 10 октября). Получено с сайта sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Национальный центр биотехнологической информации. (СФ). База данных PubChem Compound; CID = 105052. Получено с сайта pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Национальный исследовательский совет. (тысяча девятьсот девяносто пятый год). Благоразумная практика в лаборатории: обращение с химическими веществами и их утилизация. Вашингтон: NationalAacademy Press.
7. Королевское химическое общество. (2015). гидрид кальция ID 94784. Получено с сайта chemspider.com: chemspider.com.
8. Центр лабораторной безопасности УНЦ. (2013, 18 января). стандартная рабочая процедура гидрида кальция. Получено с chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.