KALCIUMHYDRID (CAH2): EGENSKAPER, REAKTIVITET OCH ANVÄNDNING - KEMI - 2026

Den kalciumhydrid är en kemisk förening med formeln CaH2, vilket gör alkalisk jordarts hydrid. Denna kemiska förening har två joniska bindningar mellan kalcium och de två hydridjonerna, såsom visas i figur 1.

Det är en salthydrid, vilket innebär att dess struktur liknar salt. Dess kristallina struktur är densamma som för blyklorid (kotunnitmineral) som visas i figur 2.

Figur 1: struktur av kalciumhydrid

Figur 2: Kristallstruktur av kalciumhydrid

Alla alkali- och jordalkalimetaller bildar hydridsalter. I kemi är en hydrid anjonen av väte, H- eller, oftare, är det en förening i vilken ett eller flera vätecenter har nukleofila, reducerande eller basiska egenskaper.

I föreningar som betraktas som hydrider är väteatomen bunden till ett mer elektropositivt element eller grupp.

Det kan produceras genom att reagera kalcium och väte vid en temperatur mellan 300 och 400 grader Celsius. Ett annat sätt att bereda kalciumhydrid är att värma kalciumklorid tillsammans med väte och metalliskt natrium. Reaktionen sker enligt följande:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

I denna reaktion skapar kalcium (Ca) och väte (H) en molekyl av kalciumhydrid medan natriumatomer tillsammans med klor skapar molekyler av natriumklorid (NaCl).

Kalciumhydrid kan också produceras genom att reducera kalciumoxid (CaO) med magnesium (Mg). Reaktionen utförs i närvaro av väte. Denna reaktion producerar också magnesiumoxid (MgO). Nedan är formeln för denna kemiska reaktion:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Fysikaliska och kemiska egenskaper hos kalciumhydrid

Kalciumhydrid är en uppsättning kristaller med en ortorombisk struktur som är vit när den är ren. I allmänhet är det sällsynt att hitta det i denna form så det brukar ha en gråaktig nyans. Det saknar en karakteristisk lukt. Dess utseende visas i figur 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Figur 3: utseende av kalciumhydrid

Den har en molekylvikt av 42,094 g / mol, har en smältpunkt av 816 grader och en densitet av 1,70 g / ml. Om det upplöses i vatten reagerar det våldsamt och producerar väte. Det reagerar också med alkohol (National Center for Biotechnology Information., SF).

Reaktivitet och faror

Kalciumhydrid är en stabil kemikalie, även om den är starkt reaktiv mot vatten eller fukt. Vid kontakt med vatten släpper det brandfarliga vätgaser som kan antändas spontant.

Det anses vara en explosiv förening. Vid uppvärmning i en reaktion med tetrahydrofuran kan det orsaka en explosion. När den blandas med klorat, hypoklorit, bromat, kaliumperklorat, blir den känslig för värme, friktion och blir explosiv (Calcium Hydride 7789-78-8, 2016).

När silverfluorid krossas med kalciumhydrid blir massan glödande. Stark uppvärmning av hydrid med klor, brom eller jod leder till glödande.

Blandningar av hydriden med olika bromater, till exempel bariumbromat eller klorater, till exempel bariumklorat och perklorater, såsom kaliumperklorat, exploderar vid slipning. CaH2 reagerar glödande med silverfluorid om det utsätts för friktion.

Denna förening måste hanteras under en inert atmosfär. Om den inte hanteras korrekt kan det utgöra ett allvarligt hot mot hälsa och säkerhet för laboratoriepersonal, första svarare och hanterare av kemiskt avfall (UC-center för laboratoriesäkerhet, 2013).

Extremt farligt vid kontakt med huden eller ögonen, eftersom det är en irriterande. Mycket farligt vid kontakt med huden eftersom det kan vara frätande.

Det är också farligt vid förtäring och inandning. Mängden vävnadsskada beror på kontaktlängden. Kontakt med ögonen kan resultera i hornhinneskada eller blindhet.

Kontakt med huden kan orsaka inflammation och blåsor. Inandning av damm ger irritation i mag-tarmkanalen eller luftvägarna, kännetecknad av förbränning, nysningar och hosta.

Svår överexponering kan orsaka lungskador, kvävning, medvetslöshet och till och med dödsfall. Inflammation i ögat kännetecknas av rodnad, vattning och klåda. Hudinflammation kännetecknas av klåda, skalning, rodnad eller ibland blåsor.

Upprepad låg exponering för ögon kan orsaka ögonirritation. Upprepad hudexponering kan orsaka lokal hudnedbrytning eller dermatit.

Upprepad inandning av damm kan ge varierande andningsirritation eller lungskada. Upprepad eller långvarig inandning av damm kan orsaka kronisk andningsirritation (Materialsäkerhetsdatablad Kalciumhydrid MSDS, 2005).

Vid kontakt med ögonen bör de sköljas omedelbart med mycket vatten i minst 15 minuter, och ibland lyfta övre och nedre ögonlock.

Vid kontakt med huden, skölj genast med mycket vatten i minst 15 minuter medan kontaminerade kläder och skor tas bort.

Vid förtäring bör kräkningar inte framkallas. Ett giftkontrollcenter bör kallas. Det är lämpligt att lämna exponeringsplatsen och flytta utomhus omedelbart.

Vid inandning, om andningen är svår är det nödvändigt att tillföra syre. Återupplivning av mun till mun ska inte ges om offret har svält eller inhalerat ämnet.

Konstgjord andning bör induceras med hjälp av en fickmask försedd med en envägsventil eller annan lämplig medicinsk andningsapparat. I alla fall bör läkare omedelbart fås.

Hantering och lagring

Föreningen ska förvaras i en torr behållare borta från värme. Det bör hållas borta från antändningskällor. Damm bör inte andas. Vatten bör inte tillsättas till denna produkt

Vid otillräcklig ventilation ska du använda lämplig andningsutrustning, till exempel en filtermaske. Vid exponering, kontakta läkare och visa etiketten där det är möjligt. Undvik kontakt med hud och ögon.

Brandfarligt material ska i allmänhet förvaras i en separat säkerhetsskåp eller förråd. Håll behållaren tätt stängd.

Förvara på en sval och väl ventilerad plats. All utrustning som innehåller material måste vara jordad för att undvika elektriska gnistor. Behållaren ska hållas torr och på en sval plats.

Det är ett icke-brandfarligt material. Brandmän måste dock bära lämplig utrustning medan de kämpar mot en brand runt denna kemiska förening.

Det är aldrig tillrådligt att använda vatten för att släcka en eld runt kalciumhydrid. Torr sand, såväl som föreningar som natriumklorid och natriumkarbonat kan användas för detta ändamål.

För att ta bort kalciumhydridavfall måste det sönderdelas genom att tillsätta 25 ml metanol för varje gram hydrid under kväveatmosfär under omrörning.

När reaktionen är klar tillsätts samma volym vatten till den vattenhaltiga kalciummetoxidföreningen och den kastas i avloppet med mycket vatten (National Research Council, 1995).

Användningar och applikationer

Torkmedel

Kaliumhydrid är ett relativt milt torkmedel. Av denna anledning är användningen av denna förening som ett torkmedel säkrare jämfört med mer reaktiva medel, såsom natrium-kalium och natriummetalllegeringar. Reagerar med vatten på följande sätt:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Hydrolysprodukterna från denna reaktion, väte (gas) och Ca (OH) 2 (en vattenblandning), kan separeras från det kemiska lösningsmedlet efter ett förfarande för filtrering, destillation eller dekantering.

Denna kemiska förening är ett effektivt torkmedel för många basiska lösningsmedel såsom aminer och pyridin. Det används ibland för att torka lösningsmedel innan man använder mer reaktiva torkmedel.

Väteproduktion

På 1940-talet var denna förening tillgänglig som källa till väte under handelsnamnet "Hydrolith."

Det har använts som källa till väte under lång tid. Det används fortfarande för att producera rent väte i laboratorier för olika experiment, avancerade bränsleceller och batteritillämpningar (American Elements, SF).

Föreningen har använts i många årtionden som ett säkert och bekvämt sätt att blåsa upp väderballonger.

Det används också regelbundet i laboratorier för att producera små mängder mycket rent väte för experiment. Fuktinnehållet i dieselbränsle beräknas utifrån vätet som utvecklats efter behandling med CaH2.

Reduktionsmedel

Vid uppvärmning mellan 600 och 1000 grader kan zirkoniumoxid, niob, uran, krom, titan, vanadin och tantal reduceras för att framställa pulvret av dessa metaller, så kalciumhydrid kan användas i metallurgi av damm.

Följande reaktion illustrerar hur kalciumhydrid fungerar som ett reduktionsmedel:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Nackdel med användningen av kalciumhydrid

Denna kemiska förening är ofta det föredragna valet som torkmedel; Men det har också några nackdelar:

-Torkningsverkan för denna förening är långsam, eftersom den inte är löslig i något lösningsmedel som den inte reagerar våldsamt.

-Denna pulverformiga förening är oförenlig med många lösningsmedel. Deras reaktion med klorkolväten kan till och med orsaka explosioner.

-Det kan inte användas för deoxygenering av lösningsmedel, eftersom det inte kan ta bort upplöst syre.

-Differentiering mellan kalciumhydrid och kalciumhydroxid är ganska svårt på grund av deras liknande utseende.

referenser

1. Amerikanska element. (SF). kalciumhydrid. Hämtad från americanelements.com: americanelements.com.
2. Kalciumhydrid 7789-78-8. (2016). Hämtad från Chemicalbook.com: Chemicalbook.com.
3. kalciumhydrid. (Sf). Hämtad från kemilärare: chemistrylearner.com.
4. Säkerhetsdatablad Kalciumhydrid MSDS. (2005, 10 oktober). Hämtad från sciencelab.com: sciencelab.com.
5. National Center for Biotechnology Information. (SF). PubChem Compound Database; CID = 105052. Hämtad från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Nationella forskningsrådet. (nittonhundranittiofem). Prudent Practices in the Laboratory: Hantering och kassering av kemikalier. Washinton: NationalAacademy Press.
7. Royal Society of Chemistry. (2015). kalciumhydrid ID 94784. Hämtad från chemspider.com: chemspider.com.
8. UC-center för laboratoriesäkerhet. (2013, 18 januari). standard driftsförfarande kalciumhydrid. Hämtad från chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.