KALCIUM-HIDRID (CAH2): TULAJDONSÁGOK, REAKCIÓKÉPESSÉG ÉS FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A kalcium-hidrid egy CaH2 képletű vegyület, amely alkáliföld-hidridet képez. Ennek a kémiai vegyületnek két ionkötése van a kalcium és a két hidrid-ion között, amint az az 1. ábrán látható.

Ez egy sós hidrid, ami azt jelenti, hogy szerkezete hasonló a sóhoz. Kristályszerkezete megegyezik a 2. ábrán látható ólom-kloriddal (kotunnit-ásvány).

1. ábra: a kalcium-hidrid szerkezete

2. ábra: A kalcium-hidrid kristályszerkezete

Az összes alkálifém és alkáliföldfémek hidrid sókat képeznek. A kémiában a hidrid a hidrogén anionja, H- vagy, általánosabban, olyan vegyület, amelyben egy vagy több hidrogéncentrum nukleofil, redukciós vagy bázikus tulajdonságokkal rendelkezik.

A hidrideknek tekintett vegyületekben a hidrogénatom egy elektropozitívebb elemhez vagy csoporthoz kapcsolódik.

Előállítható kalcium és hidrogén reagáltatásával 300 és 400 ° C közötti hőmérsékleten. A kalcium-hidrid elõállításának másik módja a kalcium-klorid melegítése hidrogénnel és fém-nátriummal. A reakció a következőképpen történik:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

Ebben a reakcióban a kalcium (Ca) és a hidrogén (H) egy kalcium-hidrid molekulát hoz létre, míg a nátrium-atomok a klórral együtt nátrium-klorid (NaCl) molekulákat hoznak létre.

A kalcium-hidrid úgy is előállítható, hogy a kalcium-oxidot (CaO) magnéziummal (Mg) redukálják. A reakciót hidrogén jelenlétében hajtjuk végre. Ez a reakció magnézium-oxidot (MgO) is eredményez. Az alábbiakban található a kémiai reakció képlete:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

A kalcium-hidrid fizikai és kémiai tulajdonságai

A kalcium-hidrid egy ortorombás szerkezetű kristálykészlet, amely tiszta fehér színű. Általában ritka, ha ilyen formában találja meg, így szürkés árnyalatú. Nincs jellegzetes szaga. Megjelenését a 3. ábra mutatja (Royal Society of Chemistry, 2015).

3. ábra: a kalcium-hidrid megjelenése

Molekulatömege 42,094 g / mol, olvadáspontja 816 Celsius fok és sűrűsége 1,70 g / ml. Ha vízben oldódik, hevesen reagál, hidrogént termelve. Alkohollal reagál (Nemzeti Biotechnológiai Információs Központ., SF).

Reakciókészség és veszélyek

A kalcium-hidrid stabil vegyi anyag, bár nagyon reagál a vízre vagy a nedvességre. Vízzel érintkezve gyúlékony hidrogén-gázokat bocsát ki, amelyek spontán meggyulladhatnak.

Robbanásveszélyes vegyületnek tekintik. Ha tetrahidrofuránnal reagáltatjuk, robbanást okozhat. Klóráttal, hipoklorittal, bromáttal, kálium-perkloráttal keverve érzékeny hőre, súrlódásra és robbanásveszélyes (Kalcium-hidrid 7789-78-8, 2016).

Amikor az ezüst-fluoridot kalcium-hidriddel zúzzák, a tömeg izzássá válik. A hidrid klórral, brómmal vagy jóddal történő erős hevítése izzadáshoz vezet.

A hidrid keverékei különféle bromátokkal, például bárium-bromáttal vagy klorátokkal, például bárium-kloráttal és perklorátokkal, például kálium-perkloráttal, őrlés közben felrobbannak. A CaH2 izzólámpával reagál az ezüst-fluoriddal, ha súrlódásnak van kitéve.

Ezt a vegyületet inert atmoszférában kell kezelni. Ha nem megfelelően kezelik, komoly veszélyt jelenthet a laboratóriumi személyzet, az első reagálók és a vegyi hulladékkezelők egészségére és biztonságára (UC Központ laboratóriumi biztonságért, 2013).

Rendkívül veszélyes a bőrrel vagy szemmel való érintkezés esetén, mivel irritáló. Nagyon veszélyes a bőrrel való érintkezés esetén, mivel maró hatású lehet.

Lenyelés és belégzés esetén is veszélyes. A szövetkárosodás mértéke az érintkezés hosszától függ. A szemmel való érintkezés szaruhártya sérülést vagy vakságot okozhat.

A bőrrel való érintkezés gyulladást és hólyagokat okozhat. A por belégzése irritációt okozhat a gyomor-bélrendszerben vagy a légzőrendszerben, amelyet égés, tüsszentés és köhögés jellemez.

A túlzott expozíció tüdőkárosodást, fulladást, eszméletvesztést és akár halált is okozhat. A szemgyulladást vörösödés, öntözés és viszketés jellemzi. A bőrgyulladást viszketés, hámlás, bőrpír vagy esetenként hólyagosodás jellemzi.

Az ismételt alacsony szintű szem expozíció szemirritációt okozhat. A bőr ismételt kitettsége helyi bőrpusztulást vagy dermatitiszt okozhat.

A por ismételt belégzése különböző mértékű légúti irritációt vagy tüdőkárosodást okozhat. A por ismételt vagy hosszantartó belégzése krónikus légúti irritációt okozhat (Anyagbiztonsági adatlap, Kalcium-hidrid, MSDS, 2005).

Ha szembe kerül, azonnal öblítse le bő vízzel, legalább 15 percig, alkalmanként megemelve a felső és az alsó szemhéjat.

Bőrrel való érintkezés esetén azonnal öblítse le bő vízzel, legalább 15 percig, miközben távolítsa el a szennyezett ruházatot és cipőt.

Lenyelés esetén hányást nem szabad kiváltani. Mérgezési központot kell hívni. Javasoljuk, hogy hagyja el az expozíció helyét, és azonnal mozgassa a szabadban.

Belélegzés esetén, ha nehéz a légzés, oxigént kell biztosítani. Nem szabad szájon át történő újraélesztést végezni, ha az áldozat lenyelte vagy belélegzi az anyagot.

A mesterséges légzést egyutas szeleppel vagy más alkalmas légzőkészülékkel felszerelt zsebmaszk segítségével kell kiváltani. Minden esetben azonnal orvoshoz kell fordulni.

Kezelés és tárolás

A vegyületet száraz tartályban, hőtől távol kell tartani. A gyújtóforrástól távol kell tartani. A port nem szabad belélegezni. A vizet nem szabad hozzáadni ehhez a termékhez

Nem megfelelő szellőzés esetén viseljen megfelelő légzőkészüléket, például szűrőmaszkot. Expozíció esetén orvoshoz kell fordulni, és ahol lehetséges, mutassa meg a címkét. Kerülje a bőrrel vagy szemmel való érintkezést.

A gyúlékony anyagokat általában külön biztonsági szekrényben vagy tárolóhelyiségben kell tárolni. A tartályt szorosan lezárva kell tartani.

Hűvös és jól szellőző helyen tárolandó. Minden anyagot tartalmazó berendezést földelni kell az elektromos szikra elkerülése érdekében. A tartályt száraz és hűvös helyen kell tartani.

Nem éghető anyag. A tűzoltóknak azonban megfelelő felszerelést kell viselniük, miközben a kémiai vegyület körül tüzet küzdenek.

Soha nem tanácsos vizet használni a tűz oltására a kalcium-hidrid körül. Erre a célra száraz homok, valamint vegyületek, például nátrium-klorid és nátrium-karbonát alkalmazhatók.

A kalcium-hidrid törmelék eltávolításához bontani kell oly módon, hogy nitrogénatmoszféra alatt keverés közben nitrogénatmoszférában 25 g metanolt adunk minden gramm hidridhez.

A reakció befejeződése után ugyanolyan mennyiségű vizet adunk a vizes kalcium-metoxid-vegyülethez és nagy mennyiségű vízzel ürítjük a csatornába (Nemzeti Kutatási Tanács, 1995).

Felhasználások és alkalmazások

Szárítószer

A kálium-hidrid viszonylag enyhe szárítószer. Ezen okból kifolyólag a vegyület szárítószerként való használata biztonságosabb, mint a reakcióképesebb ágensek, például a nátrium-kálium és a nátrium-fémötvözetek. Vízzel reagál a következőképpen:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

A reakció hidrolízistermékei, a hidrogén (gáz) és a Ca (OH) 2 (vizes keverék) elválaszthatók a kémiai oldószertől szűrési, desztillációs vagy dekantálási eljárás alkalmazásával.

Ez a kémiai vegyület hatásos szárítószer sok bázikus oldószerhez, például aminokhoz és piridinhez. Időnként oldószerek előszárításához használják, mielőtt több reaktív szárítószert használnak.

Hidrogéntermelés

Az 1940-es években ez a vegyület hidrogénforrásként volt elérhető "Hydrolith" néven.

Régóta hidrogénforrásként használják. Még mindig tiszta hidrogén előállítására használják laboratóriumokban különféle kísérletekhez, fejlett üzemanyagcellákhoz és akkumulátorokhoz (American Elements, SF).

A vegyületet évtizedek óta széles körben használják biztonságos és kényelmes eszközként az időjárási léggömbök felfújására.

Rendszeresen használják laboratóriumokban kis mennyiségű rendkívül tiszta hidrogén előállításához kísérletekhez. A dízelüzemanyag nedvességtartalmát a CaH2-kezelés után képződött hidrogénből kell kiszámítani.

Redukálószer

600–1000 fok közötti hőmérsékleten hevítve a cirkónium-oxid, a niobium, az urán, a króm, a titán, a vanádium és a tantál redukálható ezen fémek porának előállítására, így a kalcium-hidridet felhasználhatják a kohászatban por.

A következő reakció bemutatja, hogyan működik a kalcium-hidrid redukálószerként:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Hátrány a kalcium-hidrid használatában

Ez a kémiai vegyület gyakran az előnyös választás szárítószerként; Ennek azonban vannak hátrányai is:

- A vegyület szárítási hatása lassú, mivel nem oldódik olyan oldószerben, amellyel hevesen nem reagál.

-Ez a porított vegyület sok oldószerrel nem kompatibilis. A klórozott szénhidrogénekkel való reakciók robbanást is okozhat.

- Nem használható oldószerek dezoxigénezésére, mivel nem képes eltávolítani az oldott oxigént.

-A kalcium-hidrid és a kalcium-hidroxid közötti megkülönböztetés meglehetősen nehéz, hasonló megjelenésük miatt.

Irodalom

1. Amerikai elemek. (SF). kalcium-hidrid. Visszakeresve az americanelements.com webhelyről: americanelements.com.
2. Kalcium-hidrid 7789-78-8. (2016). Visszakeresve a chemicalbook.com webhelyről: chemicalbook.com.
3. kalcium-hidrid. (Sf). A kémia hallgatójától szerezték be: chemistrylearner.com.
4. Anyagbiztonsági adatlap Kalcium-hidrid MSDS. (2005, október 10.). Visszakeresve a sciencelab.com webhelyről: sciencelab.com.
5. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (SF). PubChem vegyület adatbázis; CID = 105052. A lap eredeti címe: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. nemzeti kutatási tanács. (ezerkilencszázkilencvenöt). Prudens gyakorlat a laboratóriumban: vegyi anyagok kezelése és ártalmatlanítása. Washinton: NationalAacademy Press.
7. A Kémiai Királyi Társaság. (2015). kalcium-hidrid ID 94784. Beolvasva a chemspider.com webhelyről: chemspider.com.
8. UC központ a laboratóriumi biztonságért. (2013, január 18). standard működési eljárás kalcium-hidrid. Vissza a következőhöz: chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.