Calciumhydrid (CaH2) egenskaber, reaktivitet og anvendelser

3399
Charles McCarthy
Calciumhydrid (CaH2) egenskaber, reaktivitet og anvendelser

Det calciumhydrid Det er en kemisk forbindelse med formlen CaH2, som gør det til et jordalkalisk hydrid. Denne kemiske forbindelse har to ionbindinger mellem calcium og de to hydridioner, som vist i figur 1.

Det er et saltvand, hvilket betyder, at dets struktur ligner salt. Dens krystallinske struktur er den samme som for blychlorid (cotunnitmineral) som vist i figur 2.

Figur 1: struktur af calciumhydrid
Figur 2: krystalstruktur af calciumhydrid

Alle jord- og jordalkalimetaller danner hydridsalte. I kemi er et hydrid anionen af ​​hydrogen, H- eller mere almindeligt er det en forbindelse, hvor et eller flere hydrogencentre har nukleofile, reducerende eller basiske egenskaber.

I forbindelser, der betragtes som hydrider, er hydrogenatomet bundet til et mere elektropositivt element eller en gruppe.

Det kan produceres ved at omsætte calcium og brint ved en temperatur mellem 300 og 400 grader Celsius. En anden måde at fremstille calciumhydrid på er at opvarme calciumchlorid sammen med hydrogen og metallisk natrium. Reaktionen sker som følger:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

I denne reaktion skaber calcium (Ca) og hydrogen (H) et molekyle af calciumhydrid, mens natriumatomer sammen med klor skaber molekyler af natriumchlorid (NaCl)..

Calciumhydrid kan også produceres ved at reducere calciumoxid (CaO) med magnesium (Mg). Reaktionen udføres i nærværelse af hydrogen. Denne reaktion producerer også magnesiumoxid (MgO). Nedenfor er formlen for denne kemiske reaktion:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Artikelindeks

  • 1 Fysiske og kemiske egenskaber af calciumhydrid
  • 2 Reaktivitet og farer
  • 3 Håndtering og opbevaring
  • 4 Anvendelser og applikationer
    • 4.1 Tørringsmiddel
    • 4.2 Brintproduktion
    • 4.3 Reduktionsmiddel
  • 5 Ulempe ved brugen af ​​calciumhydrid
  • 6 Referencer

Fysiske og kemiske egenskaber af calciumhydrid

Calciumhydrid er et sæt krystaller med en orthorhombisk struktur i hvid farve, når den er ren. Generelt er det sjældent at finde det i denne form, så det har normalt en grålig nuance. Det mangler en karakteristisk lugt. Dens udseende er vist i figur 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Figur 3: udseende af calciumhydrid

Den har en molekylvægt på 42,094 g / mol, har et smeltepunkt på 816 grader Celsius og en densitet på 1,70 g / ml. Hvis det opløses i vand, reagerer det voldsomt og producerer brint. Reagerer også med alkohol (National Center for Biotechnology Information., S.F.).

Reaktivitet og farer

Calciumhydrid er et stabilt kemikalie, selvom det er meget reaktivt over for vand eller fugt. I kontakt med vand frigiver det brændbare brintgasser, der kan antændes spontant.

Det betragtes som en eksplosiv forbindelse. Når det opvarmes i en reaktion med tetrahydrofuran, kan det forårsage en eksplosion. Når det blandes med klorat, hypochlorit, bromat, kaliumperchlorat, bliver det følsomt over for varme, friktion og bliver eksplosivt (Calcium Hydrid 7789-78-8, 2016).

Når sølvfluorid knuses med calciumhydrid, bliver massen glødende. Stærk opvarmning af hydridet med klor, brom eller iod fører til glød.

Blandinger af hydridet med forskellige bromater, for eksempel bariumbromat eller chlorater, for eksempel bariumchlorat og perchlorater, såsom kaliumperchlorat, eksploderer ved formaling. CaH2 reagerer glødende med sølvfluorid, hvis den udsættes for friktion.

Denne forbindelse skal håndteres under en inert atmosfære. Hvis det ikke håndteres ordentligt, kan det udgøre en alvorlig trussel mod sundheden og sikkerheden for laboratoriepersonale, first responders og kemisk affaldshåndterere (UC Center for Laboratory Safety, 2013).

Ekstremt farlig i tilfælde af kontakt med huden eller øjnene, da det er irriterende. Meget farlig i tilfælde af hudkontakt, da det kan være ætsende.

Det er også farligt i tilfælde af indtagelse og indånding. Mængden af ​​vævsskade afhænger af længden af ​​kontakten. Kontakt med øjnene kan resultere i hornhindeskader eller blindhed..

Kontakt med huden kan forårsage betændelse og blærer. Indånding af støv vil forårsage irritation i mave-tarm- eller luftvejene, der er kendetegnet ved forbrænding, nysen og hoste..

Alvorlig overeksponering kan føre til lungeskader, kvælning, bevidstløshed og endda død. Betændelse i øjet er kendetegnet ved rødme, vanding og kløe. Betændelse i huden er kendetegnet ved kløe, afskalning, rødme eller lejlighedsvis blærer.

Gentagen øjeneksponering på lavt niveau kan forårsage øjenirritation. Gentagen eksponering af huden kan forårsage lokal ødelæggelse af huden eller dermatitis..

Gentagen indånding af støv kan give varierende grad af luftvejsirritation eller lungeskader. Gentagen eller langvarig indånding af støv kan forårsage kronisk luftvejsirritation (Sikkerhedsdatablad Calciumhydride MSDS, 2005).

I tilfælde af kontakt med øjnene skal de straks skylles med rigeligt vand i mindst 15 minutter, idet de øvre og nedre øjenlåg lejlighedsvis løftes..

I tilfælde af hudkontakt skylles straks med rigeligt vand i mindst 15 minutter, mens forurenet tøj og sko fjernes..

I tilfælde af indtagelse bør opkastning ikke induceres. Der bør kaldes et giftkontrolcenter. Det tilrådes at forlade eksponeringsstedet og straks flytte ud i det fri.

I tilfælde af indånding, hvis vejrtrækning er vanskelig, er det nødvendigt at tilføre ilt. Mund-til-mund-genoplivning bør ikke gives, hvis offeret har slugt eller inhaleret stoffet..

Kunstig åndedræt skal induceres ved hjælp af en lommemaske udstyret med en envejsventil eller andet egnet åndedrætsmedicinsk udstyr. I alle tilfælde skal lægehjælp indhentes straks..

Håndtering og opbevaring

Forbindelsen skal opbevares i en tør beholder væk fra varme. Det skal holdes væk fra antændelseskilder. Støv bør ikke ånde. Vand bør ikke tilsættes til dette produkt

I tilfælde af utilstrækkelig ventilation skal du bære passende åndedrætsværn, såsom en filtermaske. I tilfælde af eksponering, søg lægehjælp og vis etiketten, hvor det er muligt. Undgå kontakt med hud og øjne.

Brændbare materialer skal generelt opbevares i et separat sikkerhedsskab eller opbevaringsrum. Hold beholderen tæt lukket.

Opbevares på et køligt og godt ventileret sted. Alt udstyr, der indeholder materiale, skal være jordforbundet for at undgå elektriske gnister. Beholderen skal opbevares tørt og køligt.

Det er et ikke-brændbart materiale. Brandmænd skal dog bære passende udstyr, mens de bekæmper en brand omkring denne kemiske forbindelse..

Det tilrådes aldrig at bruge vand til at slukke en brand omkring calciumhydrid. Tørt sand såvel som forbindelser såsom natriumchlorid og natriumcarbonat kan anvendes til dette formål..

For at fjerne affald af calciumhydrid skal det nedbrydes ved tilsætning af 25 ml methanol for hvert gram hydrid under en nitrogenatmosfære under omrøring..

Når reaktionen er afsluttet, tilsættes det samme volumen vand til den vandige forbindelse af calciummethoxid, og det bortskaffes i afløbet med masser af vand (National Research Council, 1995).

Anvendelser og applikationer

Tørringsmiddel

Kaliumhydrid er et relativt mildt tørremiddel. På grund af denne grund er brugen af ​​denne forbindelse som tørremiddel sikrere sammenlignet med mere reaktive midler, såsom natrium-kalium- og natriummetalllegeringer. Reagerer med vand som følger:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Hydrolyseprodukterne fra denne reaktion, hydrogen (gas) og Ca (OH) 2 (en vandig blanding), kan adskilles fra det kemiske opløsningsmiddel efter en fremgangsmåde til filtrering, destillation eller dekantering..

Denne kemiske forbindelse er et effektivt tørremiddel til mange basiske opløsningsmidler, såsom aminer og pyridin. Nogle gange brugt til at fortørre opløsningsmidler, inden der anvendes mere reaktive tørremidler.

Brintproduktion

I 1940'erne var denne forbindelse tilgængelig som brintkilde under handelsnavnet "Hydrolith.".

Det har været brugt som brintkilde i lang tid. Det bruges stadig til at producere rent brint i laboratorier til forskellige eksperimenter, avancerede brændselsceller og batteriapplikationer (American Elements, S.F.).

Forbindelsen har været meget brugt i årtier som et sikkert og praktisk middel til at puste vejrballoner..

Det bruges også regelmæssigt i laboratorier til at producere små mængder meget rent brint til eksperimenter. Fugtindholdet i diesel beregnes ud fra det brint, der er udviklet efter behandling med CaH2.

Reduktionsmiddel

Ved opvarmning mellem 600 og 1000 grader Celsius kan zirconiumoxid, niob, uran, krom, titan, vanadium og tantal reduceres for at fremstille pulveret af disse metaller, så calciumhydrid kan bruges i støvmetallurgi.

Følgende reaktion illustrerer, hvordan calciumhydrid fungerer som et reduktionsmiddel:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Ulempe ved brugen af ​​calciumhydrid

Denne kemiske forbindelse er ofte det foretrukne valg som tørringsmiddel; Det har dog også nogle ulemper:

-Tørringsvirkningen af ​​denne forbindelse er langsom, da den ikke er opløselig i noget opløsningsmiddel, som den ikke reagerer voldsomt med..

-Denne pulverformige forbindelse er uforenelig med mange opløsningsmidler. Dens reaktion med chlorcarboner kan endda forårsage eksplosioner.

-Det kan ikke bruges til deoxygenererende opløsningsmidler, da det ikke er i stand til at fjerne opløst ilt.

-At skelne mellem calciumhydrid og calciumhydroxid er ret vanskeligt på grund af deres lignende udseende.

Referencer

  1. Amerikanske elementer. (S.F.). calciumhydrid. Hentet fra americanelements.com: americanelements.com.
  2. Calciumhydrid 7789-78-8. (2016). Hentet fra chemicalbook.com: chemicalbook.com.
  3. calciumhydrid. (s.f.). Hentet fra kemilæring: chemistrylearner.com.
  4. Sikkerhedsdatablad Calciumhydrid MSDS. (2005, 10. oktober). Hentet fra sciencelab.com: sciencelab.com.
  5. National Center for Biotechnology Information. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 105052. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. det nationale forskningsråd. (nitten femoghalvfems). Forsigtig praksis i laboratoriet: Håndtering og bortskaffelse af kemikalier. Washinton: NationalAacademy Press.
  7. Royal Society of Chemistry. (2015). calciumhydrid ID 94784. Hentet fra chemspider.com: chemspider.com.
  8. UC-center for laboratoriesikkerhed. (2013, 18. januar). standard driftsprocedure calciumhydrid. Hentet fra chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.

Endnu ingen kommentarer