Kalsiumhydrid (CaH2) egenskaper, reaktivitet og bruksområder

4170
David Holt
Kalsiumhydrid (CaH2) egenskaper, reaktivitet og bruksområder

De kalsiumhydrid Det er en kjemisk forbindelse med formelen CaH2, som gjør det til et jordalkalisk hydrid. Denne kjemiske forbindelsen har to ioniske bindinger mellom kalsium og de to hydridionene, som vist i figur 1.

Det er et saltvann, som betyr at strukturen ligner på salt. Den krystallinske strukturen er den samme som den for blyklorid (cotunnittmineral) som vist i figur 2.

Figur 1: struktur av kalsiumhydrid
Figur 2: krystallstruktur av kalsiumhydrid

Alle jord- og jordalkalimetaller danner hydridsalter. I kjemi er et hydrid anion av hydrogen, H- eller, mer vanlig, er det en forbindelse der ett eller flere hydrogensentre har nukleofile, reduserende eller basiske egenskaper.

I forbindelser som betraktes som hydrider, er hydrogenatomet bundet til et mer elektropositivt element eller en gruppe.

Det kan produseres ved å reagere kalsium og hydrogen ved en temperatur mellom 300 og 400 grader Celsius. En annen måte å fremstille kalsiumhydrid på er å varme opp kalsiumklorid sammen med hydrogen og metallisk natrium. Reaksjonen skjer som følger:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

I denne reaksjonen skaper kalsium (Ca) og hydrogen (H) et molekyl kalsiumhydrid mens natriumatomer sammen med klor skaper molekyler av natriumklorid (NaCl)..

Kalsiumhydrid kan også produseres ved å redusere kalsiumoksid (CaO) med magnesium (Mg). Reaksjonen utføres i nærvær av hydrogen. Denne reaksjonen produserer også magnesiumoksid (MgO). Nedenfor er formelen for denne kjemiske reaksjonen:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Artikkelindeks

  • 1 Fysiske og kjemiske egenskaper til kalsiumhydrid
  • 2 Reaktivitet og farer
  • 3 Håndtering og lagring
  • 4 Bruk og applikasjoner
    • 4.1 Tørkemiddel
    • 4.2 Hydrogenproduksjon
    • 4.3 Reduksjonsmiddel
  • 5 Ulempe ved bruk av kalsiumhydrid
  • 6 Referanser

Fysiske og kjemiske egenskaper av kalsiumhydrid

Kalsiumhydrid er et sett med krystaller med en ortorombisk struktur i hvit farge når den er ren. Generelt er det sjelden å finne den i denne formen, så den har vanligvis en grå fargetone. Det mangler en karakteristisk lukt. Dens utseende er vist i figur 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Figur 3: utseende av kalsiumhydrid

Den har en molekylvekt på 42,094 g / mol, har et smeltepunkt på 816 grader Celsius og en tetthet på 1,70 g / ml. Hvis det oppløses i vann, reagerer det voldsomt og produserer hydrogen. Reagerer også med alkohol (National Center for Biotechnology Information., S.F.).

Reaktivitet og farer

Kalsiumhydrid er et stabilt kjemikalie, selv om det er veldig reaktivt mot vann eller fuktighet. I kontakt med vann frigjør det brennbare hydrogengasser som kan antennes spontant.

Det regnes som en eksplosiv forbindelse. Ved oppvarming i en reaksjon med tetrahydrofuran kan det forårsake en eksplosjon. Når det blandes med klorat, hypokloritt, bromat, kaliumperklorat, blir det følsomt for varme, friksjon og blir eksplosivt (Kalsiumhydrid 7789-78-8, 2016).

Når sølvfluorid knuses med kalsiumhydrid, blir massen glødende. Sterk oppvarming av hydridet med klor, brom eller jod fører til glød.

Blandinger av hydridet med forskjellige bromater, for eksempel bariumbromat eller klorater, for eksempel bariumklorat og perklorater slik som kaliumperklorat, eksploderer ved maling. CaH2 reagerer glødende med sølvfluorid hvis det utsettes for friksjon.

Denne forbindelsen må håndteres under en inert atmosfære. Hvis det ikke håndteres riktig, kan det utgjøre en alvorlig trussel mot helsen og sikkerheten til laboratoriepersonell, førstepersonell og kjemisk avfallshåndtering (UC Center for Laboratory Safety, 2013).

Ekstremt farlig ved kontakt med huden eller øynene, da det er irriterende. Svært farlig ved hudkontakt da det kan være etsende.

Det er også farlig ved svelging og innånding. Mengden vevsskade avhenger av kontaktlengden. Kontakt med øynene kan føre til hornhinneskader eller blindhet..

Kontakt med huden kan forårsake betennelse og blemmer. Innånding av støv vil forårsake irritasjon i mage-tarmkanalen eller luftveiene, preget av svie, nysing og hoste..

Alvorlig overeksponering kan føre til lungeskader, kvelning, bevisstløshet og til og med død. Betennelse i øyet er preget av rødhet, vanning og kløe. Betennelse i huden er preget av kløe, avskalling, rødhet eller av og til blemmer.

Gjentatt øyeksponering på lavt nivå kan forårsake øyeirritasjon. Gjentatt eksponering av huden kan forårsake lokal ødeleggelse av huden eller dermatitt..

Gjentatt innånding av støv kan gi varierende grad av irritasjon i luftveiene eller lungeskader. Gjentatt eller langvarig innånding av støv kan forårsake kronisk luftveisirritasjon (Sikkerhetsdatablad for kalsiumhydrid MSDS, 2005).

I tilfelle kontakt med øynene, skal de skylles straks med rikelig med vann i minst 15 minutter, mens øvre og nedre øyelokk av og til løftes..

Ved hudkontakt, skyll straks med mye vann i minst 15 minutter mens du fjerner forurensede klær og sko..

Ved svelging skal oppkast ikke induseres. Et giftkontrollsenter bør kalles. Det anbefales å forlate eksponeringsstedet og flytte til friluft umiddelbart.

I tilfelle innånding, hvis det er vanskelig å puste, er det nødvendig å tilføre oksygen. Munn-til-munn-gjenoppliving skal ikke gis hvis offeret har svelget eller inhalert stoffet..

Kunstig åndedrett bør induseres ved hjelp av en lommemaske utstyrt med enveisventil eller annet egnet medisinsk åndedrettsutstyr. I alle tilfeller bør lege oppnås umiddelbart..

Håndtering og lagring

Forbindelsen skal oppbevares i en tørr beholder borte fra varme. Det bør holdes borte fra antennelseskilder. Støv skal ikke pustes. Vann skal ikke tilsettes dette produktet

I tilfelle utilstrekkelig ventilasjon, bruk egnet åndedrettsutstyr som en filtermaske. I tilfelle eksponering, søk legehjelp og vis etiketten der det er mulig. Unngå kontakt med hud og øyne.

Brennbare materialer, generelt, bør lagres i et eget sikkerhetsskap eller lagerrom. Hold beholderen tett lukket.

Oppbevares på et kjølig og godt ventilert sted. Alt utstyr som inneholder materiale, må være jordet for å unngå elektriske gnister. Beholderen skal holdes tørr og på et kjølig sted.

Det er et ikke-brennbart materiale. Imidlertid bør brannmenn bruke passende utstyr mens de bekjemper en brann rundt denne kjemiske forbindelsen..

Det er aldri lurt å bruke vann til å slukke en brann rundt kalsiumhydrid. Tørr sand, så vel som forbindelser som natriumklorid og natriumkarbonat kan brukes til dette formålet..

For å fjerne avfall av kalsiumhydrid, må det spaltes ved å tilsette 25 ml metanol for hvert gram hydrid under en nitrogenatmosfære under omrøring..

Når reaksjonen er fullført, tilsettes det samme volumet vann til den vandige forbindelsen av kalsiummetoksid, og den kastes i avløpet med rikelig med vann (National Research Council, 1995).

Bruksområder og applikasjoner

Tørkemiddel

Kaliumhydrid er et relativt mildt tørkemiddel. På grunn av denne årsaken er bruken av denne forbindelsen som tørkemiddel sikrere sammenlignet med mer reaktive midler, slik som natrium-kalium og natriummetalllegeringer. Reagerer med vann som følger:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Hydrolyseproduktene fra denne reaksjonen, hydrogen (gass) og Ca (OH) 2 (en vandig blanding), kan skilles fra det kjemiske løsningsmidlet etter en prosess med filtrering, destillasjon eller dekantering..

Denne kjemiske forbindelsen er et effektivt tørkemiddel for mange basiske løsningsmidler som aminer og pyridin. Noen ganger brukt til å tørke løsemidler før du bruker mer reaktive tørkemidler.

Hydrogenproduksjon

På 1940-tallet var denne forbindelsen tilgjengelig som en kilde til hydrogen under handelsnavnet "Hydrolith.".

Det har vært brukt som hydrogenkilde i lang tid. Det brukes fortsatt til å produsere rent hydrogen i laboratorier for forskjellige eksperimenter, avanserte brenselceller og batteriapplikasjoner (American Elements, S.F.).

Forbindelsen har vært mye brukt i flere tiår som et trygt og praktisk middel for å blåse opp værballonger..

Det brukes også regelmessig i laboratorier for å produsere små mengder meget rent hydrogen for eksperimenter. Fuktighetsinnholdet i diesel er beregnet fra hydrogen utviklet etter behandling med CaH2.

Reduksjonsmiddel

Ved oppvarming mellom 600 og 1000 grader Celsius kan zirkoniumoksid, niob, uran, krom, titan, vanadium og tantal reduseres for å tilberede pulveret av disse metallene, slik at kalsiumhydrid kan brukes i støvmetallurgi.

Følgende reaksjon illustrerer hvordan kalsiumhydrid virker som et reduksjonsmiddel:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Ulempe ved bruk av kalsiumhydrid

Denne kjemiske forbindelsen er ofte det foretrukne valget som tørkemiddel; Imidlertid har det også noen ulemper:

-Tørrvirkningen av denne forbindelsen er langsom, siden den ikke er løselig i noe løsemiddel som den ikke reagerer voldsomt med..

-Denne pulverformige forbindelsen er inkompatibel med mange løsningsmidler. Dens reaksjon med klorkarboner kan til og med forårsake eksplosjoner.

-Den kan ikke brukes til deoksygenererende løsemidler, da den ikke er i stand til å fjerne oppløst oksygen.

-Å skille mellom kalsiumhydrid og kalsiumhydroksid er ganske vanskelig på grunn av deres lignende utseende.

Referanser

  1. Amerikanske elementer. (S.F.). kalsiumhydrid. Hentet fra americanelements.com: americanelements.com.
  2. Kalsiumhydrid 7789-78-8. (2016). Hentet fra chemicalbook.com: chemicalbook.com.
  3. kalsiumhydrid. (s.f.). Hentet fra kjemielev: chemistrylearner.com.
  4. Sikkerhetsdatablad Kalsiumhydrid MSDS. (2005, 10. oktober). Hentet fra sciencelab.com: sciencelab.com.
  5. Nasjonalt senter for bioteknologisk informasjon. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 105052. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. nasjonalt forskningsråd. (nitten nitti fem). Forsiktig praksis i laboratoriet: Håndtering og avhending av kjemikalier. Washinton: NationalAacademy Press.
  7. Royal Society of Chemistry. (2015). kalsiumhydrid ID 94784. Hentet fra chemspider.com: chemspider.com.
  8. UC senter for laboratoriesikkerhet. (2013, 18. januar). standard driftsprosedyre kalsiumhydrid. Hentet fra chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.