Lastnosti kalcijevega hidrida (CaH2), reaktivnost in uporaba



The kalcijev hidrid je kemična spojina s formulo CaH2, zaradi katere je zemeljsko-alkalni hidrid. Ta kemična spojina ima dve ionski vezi med kalcijem in dvema hidridnima ionoma, kot je prikazano na sliki 1.

To je slani hidrid, kar pomeni, da je njegova struktura podobna soli. Njegova kristalna struktura je enaka strukturi svinčevega klorida (Cotunnite mineral), kot je prikazano na sliki 2.

Vse alkalne in zemeljsko alkalijske kovine tvorijo hidridne soli. V kemiji je hidrid vodikov anion, H- ali, bolj pogosto, spojina, v kateri ima eno ali več vodikovih središč nukleofilne, redukcijske ali bazične lastnosti.

V spojinah, ki se obravnavajo kot hidridi, je vodikov atom vezan na bolj elektropozitivni element ali skupino.

Lahko se proizvaja z reagiranjem kalcija in vodika pri temperaturi med 300 in 400 stopinj Celzija. Drug način za pripravo kalcijevega hidrida je segrevanje kalcijevega klorida skupaj z vodikom in natrijevo kovino. Reakcija poteka takole:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

V tej reakciji kalcij (Ca) in vodik (H) tvorita molekulo kalcijevega hidrida, medtem ko natrijevi atomi skupaj s klorom ustvarjajo molekule natrijevega klorida (NaCl)..

Kalcijev hidrid se lahko proizvaja tudi z zmanjšanjem kalcijevega oksida (CaO) z magnezijem (Mg). Reakcijo izvedemo v prisotnosti vodika. Pri tej reakciji nastane tudi magnezijev oksid (MgO). Spodaj je formula za to kemijsko reakcijo:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Indeks

  • 1 Fizikalne in kemijske lastnosti kalcijevega hidrida
  • 2 Reaktivnost in nevarnosti
  • 3 Ravnanje in skladiščenje
  • 4 Uporaba in aplikacije
    • 4.1 Sredstvo za sušenje
    • 4.2 Proizvodnja vodika
    • 4.3 Reducirno sredstvo
  • 5 Pomanjkljivost pri uporabi kalcijevega hidrida
  • 6 Reference

Fizikalne in kemijske lastnosti kalcijevega hidrida

Kalcijev hidrid je niz kristalov z belo ortoromno strukturo, ko je čist. Na splošno je redko v tej obliki, zato ima običajno sivkast odtenek. Ni značilen vonj. Njegov videz je prikazan na sliki 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ima molekulsko maso 42,094 g / mol, ima tališče 816 stopinj Celzija in gostoto 1,70 g / ml. Če se raztopi v vodi, reagira silovito in proizvaja vodik. Prav tako reagira z alkoholom (Nacionalni center za biotehnološke informacije, S.F.).

Reaktivnost in nevarnosti

Kalcijev hidrid je stabilna kemikalija, čeprav je zelo reaktivna na vodo ali vlago. V stiku z vodo sprosti vnetljive vodikove pline, ki se lahko spontano vžgejo.

Šteje se za eksplozivno spojino. Ko se segreje v reakciji s tetrahidrofuranom, lahko povzroči eksplozijo. Ko se zmeša s kloratom, hipokloritom, bromatom, kalijevim perkloratom, postane občutljiv na toploto, trenje in postane eksploziven (Calcium Hydride 7789-78-8, 2016).

Ko se srebrov fluorid zdrobi s kalcijevim hidridom, postane masa navadna. Močno segrevanje hidrida s klorom, bromom ali jodom vodi do žarjenja.

Mešanice hidrida z različnimi bromati, na primer barijev bromat ali klorati, na primer barijev klorat in perklorati, kot je kalijev perklorat, eksplodirajo ob trituraciji. CaH2 reagira z žarilno nitko s srebrovim fluoridom, če je predmet trenja.

To spojino je treba obdelati v inertni atmosferi. Če se z njimi ne ravna pravilno, lahko predstavlja resno nevarnost za zdravje in varnost laboratorijskega osebja, reševalcev in upravljavcev kemičnih odpadkov (UC center za laboratorijsko varnost, 2013)..

Zelo nevarno v primeru stika s kožo ali očmi, saj je dražilno. Zelo nevarno v primeru stika s kožo, ker je lahko jedko.

Nevarna je tudi pri zaužitju in vdihavanju. Višina poškodbe tkiva je odvisna od dolžine stika. Stik z očmi lahko povzroči poškodbo roženice ali slepoto.

Stik s kožo lahko povzroči vnetje in mehurje. vdihavanje prahu proizvajajo draženje gastrointestinalnega ali respiratornega trakta, označen s sežigom, kihanje in kašljanje.

Huda prekomerna izpostavljenost lahko povzroči poškodbo pljuč, zadušitev, nezavest in celo smrt. Za vnetje očesa so značilni rdečina, draženje in srbenje. Za vnetje kože je značilno srbenje, luščenje, pordelost ali občasno mehurji.

Ponavljajoča izpostavljenost oči nizki ravni lahko povzroči draženje oči. Ponavljajoča izpostavljenost na koži lahko povzroči lokalno uničenje kože ali dermatitis.

Ponavljajoče vdihavanje prahu lahko povzroči različno stopnjo draženja dihal ali poškodbe pljuč. Ponavljajoče ali dolgotrajno vdihavanje prahu lahko povzroči kronično draženje dihal (varnostni list materiala, kalcijev hidrid, MSDS, 2005).

Če pride v stik z očmi, jih je treba takoj izpirati z obilo vode vsaj 15 minut, občasno dvigati zgornje in spodnje veke..

V primeru stika s kožo je treba takoj izpirati z obilo vode vsaj 15 minut, pri tem pa odstraniti kontaminirana oblačila in obutev.

V primeru zaužitja ne smete izzvati bruhanja. Treba je poklicati center za nadzor zastrupitev. Priporočljivo je zapustiti razstavišče in se takoj preseliti na prostem.

V primeru vdihavanja, če je dihanje oteženo, je potrebno oskrbovati s kisikom. Vdihavanje ustno v usta se ne sme dajati, če je žrtev zaužila ali vdihnila snov.

Umetno dihanje je treba sprožiti s pomočjo žepne maske, opremljene z enosmernim ventilom ali drugo primerno medicinsko napravo za dihanje. V vseh primerih je treba takoj dobiti zdravniško pomoč.

Ravnanje in skladiščenje

Spojino hranite v suhi posodi stran od toplote. Hraniti ga je treba ločeno od virov vžiga. Ne vdihavajte prahu. Temu izdelku ni treba dodajati vode

V primeru nezadostnega prezračevanja nosite primerno dihalno opremo, kot je filtrirna maska. V primeru izpostavljenosti poiskati zdravniško pomoč in čim bolj pokazati nalepko. Preprečiti stik s kožo in očmi.

Vnetljive snovi na splošno morajo biti shranjene v ločenem varnostnem kabinetu ali skladiščnem prostoru. Vsebnik naj bo tesno zaprt.

Hranite na hladnem in dobro prezračevanem mestu. Vsa oprema, ki vsebuje material za preprečevanje električnih isker, mora biti ozemljena. Posodo hranite na suhem in hladnem mestu.

Je nevnetljiv material. Vendar pa morajo gasilci med gašenjem požara okoli te kemične spojine nositi ustrezno opremo.

Nikoli ni priporočljivo uporabiti vode za gašenje požara okrog kalcijevega hidrida. Uporabi se lahko suh pesek, kot tudi spojine, kot so natrijev klorid in natrijev karbonat.

Za odstranitev odpadkov kalcijevega hidrida je treba razgraditi z dodatkom 25 ml metanola za vsak gram hidrida v atmosferi dušika med mešanjem..

Ko je reakcija končana, se vodni raztopini kalcijevega metoksidne spojine doda enak volumen vode, ki se odvaja v odtok z veliko vode (National Research Council, 1995)..

Uporabe in aplikacije

Sredstvo za sušenje

Kalijev hidrid je relativno blago sušilno sredstvo. Zaradi tega je uporaba te spojine kot sušilnega sredstva varnejša v primerjavi z več reaktivnimi sredstvi, kot so natrijeve kalijeve in natrijeve kovinske zlitine. Reagira z vodo na naslednji način:

CaH2 + 2 H20 → Ca (OH) 2 + 2 H2

Produkti hidrolize te reakcije, vodik (plin) in Ca (OH) 2 (vodna zmes), se lahko ločijo od kemičnega topila po postopku filtracije, destilacije ali dekantiranja..

Ta kemična spojina je učinkovito sušilo za številna osnovna topila, kot so amini in piridin. Včasih se uporablja za predhodno sušenje topil pred uporabo več reaktivnih sušilnikov.

Proizvodnja vodika

V štiridesetih letih je bila ta spojina na voljo kot vir vodika pod blagovno znamko "Hydrolith"..

Dolgo je bil uporabljen kot vir vodika. Še vedno se uporablja za proizvodnjo čistega vodika v laboratorijih za različne poskuse, napredne gorivne celice in baterije (American Elements, S.F.).

Spojina se že desetletja pogosto uporablja kot varno in priročno sredstvo za napihovanje vremenskih balonov.

Prav tako se redno uporablja v laboratorijih za proizvodnjo majhnih količin zelo čistega vodika za poskuse. Vsebnost vlage v dizelskem gorivu se izračuna z vodikom, razvitim po obdelavi s CaH2.

Reducirno sredstvo

Pri segrevanju med 600 in 1000 stopinj Celzija se lahko cirkonijev oksid, niobij, uran, krom, titan, vanadij in tantal zmanjšajo za pripravo prahu teh kovin, tako da se kalcijev hidrid lahko uporablja v metalurgiji. prahu.

Naslednja reakcija ponazarja, kako kalcijev hidrid deluje kot redukcijsko sredstvo: \ t

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Pomanjkljivost pri uporabi kalcijevega hidrida

Ta kemična spojina je pogosto najprimernejša izbira kot sušilno sredstvo; Vendar ima tudi nekaj slabosti:

-Dejavnost sušenja te spojine je počasna, saj ni topna v nobenem topilu, s katerim ne reagira nasilno.

-Ta praškasta spojina je nezdružljiva z mnogimi topili. Vaša reakcija s klorokarboni lahko celo povzroči eksplozije.

-Ne sme se uporabljati za deoksigenacijska topila, ker ne more odstraniti raztopljenega kisika.

-Razlikovanje med kalcijevim hidridom in kalcijevim hidroksidom je zelo težko zaradi podobnih pojavov.

Reference

  1. Ameriški elementi. (S.F.). kalcijev hidrid. Vzpostavljeno iz americanelements.com: americanelements.com.
  2. Kalcijev hidrid 7789-78-8. (2016). Vzpostavljeno iz chemicalbook.com: chemicalbook.com.
  3. kalcijev hidrid. (s.f.). Pridobljeno iz kemije učenec: chemistrylearner.com.
  4. List s podatki o varnosti materiala Kalcijev hidrid MSDS. (2005, 10. oktober). Vzpostavljeno iz sciencelab.com: sciencelab.com.
  5. Nacionalni center za biotehnološke informacije. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 105052. Vzpostavljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. raziskovalni svet. (1995). Preudarna praksa v laboratoriju: ravnanje s kemikalijami in njihovo odstranjevanje. Washinton: NationalAcademy Press.
  7. Royal Society of Chemistry. (2015). kalcijev hidrid ID 94784. Vzpostavljeno iz chemspider.com: chemspider.com.
  8. UC center za laboratorijsko varnost. (2013, 18. januar). standardni operacijski postopek kalcijev hidrid. Vzpostavljeno iz chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.