Kalsiumhydridi (CaH2) ominaisuudet, reaktiivisuus ja käyttö



kalsiumhydridiä on kemiallinen yhdiste, jolla on kaava CaH2, joka tekee siitä alkalisen maa- hydridin. Tällä kemiallisella yhdisteellä on kaksi ionisidosta kalsiumin ja kahden hydridi-ionin välillä, kuten kuviossa 1 on esitetty.

Se on suolaliuoshydridi, mikä tarkoittaa, että sen rakenne on samanlainen kuin suola. Sen kiteinen rakenne on sama kuin lyijykloridin (Cotunnite-mineraali), kuten kuviossa 2 on esitetty.

Kaikki alkali- ja maa-alkalimetallit muodostavat hydridisuoloja. Kemiassa hydridi on vetyanioni, H- tai yleisemmin yhdiste, jossa yhdellä tai useammalla vetykeskuksella on nukleofiilisiä, pelkistäviä tai perusominaisuuksia.

Yhdisteissä, joita pidetään hydrideinä, vetyatomi on kiinnittynyt enemmän elektropositiiviseen elementtiin tai ryhmään.

Se voidaan valmistaa saattamalla kalsium ja vety reagoimaan lämpötilassa, joka on 300 - 400 astetta. Toinen tapa kalsiumhydridin valmistamiseksi on kalsiumkloridin lämmittäminen yhdessä vety- ja natriummetallin kanssa. Reaktio tapahtuu seuraavasti:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

Tässä reaktiossa kalsium (Ca) ja vety (H) muodostavat kalsiumhydridin molekyylin, kun taas natriumatomit yhdessä kloorin kanssa muodostavat natriumkloridin (NaCl) molekyylejä..

Kalsiumhydridiä voidaan valmistaa myös pelkistämällä kalsiumoksidia (CaO) magnesiumilla (Mg). Reaktio suoritetaan vedyn läsnä ollessa. Tämä reaktio tuottaa myös magnesiumoksidia (MgO). Alla on tämän kemiallisen reaktion kaava:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

indeksi

  • 1 Kalsiumhydridin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet
  • 2 Reaktiivisuus ja vaarat
  • 3 Käsittely ja varastointi
  • 4 Käyttö ja sovellukset
    • 4.1 Kuivausaine
    • 4.2 Vetytuotanto
    • 4.3 Pelkistävä aine
  • 5 Kalsiumhydridin käytön haitat
  • 6 Viitteet

Kalsiumhydridin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Kalsiumhydridi on joukko kiteitä, joissa on valkoinen ortorombinen rakenne, kun se on puhdasta. Yleensä on harvinaista löytää se tässä muodossa, joten sillä on yleensä harmaasävy. Siinä ei ole tyypillistä hajua. Sen ulkonäkö on esitetty kuvassa 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Sen molekyylipaino on 42 094 g / mol, sen sulamispiste on 816 ° C ja tiheys 1,70 g / ml. Jos se liukenee veteen, se reagoi voimakkaasti veteen. Se reagoi myös alkoholin kanssa (National Centre for Biotechnology Information., S.F.).

Reaktiivisuus ja vaarat

Kalsiumhydridi on stabiili kemikaali, vaikka se on erittäin reaktiivinen veden tai kosteuden kanssa. Kosketuksessa veden kanssa se vapauttaa palavia vetykaasuja, jotka voivat syttyä itsestään.

Sitä pidetään räjähtävänä yhdisteenä. Kuumennettaessa reaktiossa tetrahydrofuraanin kanssa se voi aiheuttaa räjähdyksen. Kun se sekoitetaan kloraatin, hypokloriitin, bromaatin, kaliumperkloraatin kanssa, se tulee herkäksi kuumuudelle, kitkalle ja räjähtää (Calcium Hydride 7789-78-8, 2016).

Kun hopeafluoridi murskataan kalsiumhydridillä, massa muuttuu hehkulaksi. Hydridin voimakas kuumentaminen kloorin, bromin tai jodin kanssa johtaa hehkuun.

Hydridin seokset eri bromaateilla, esimerkiksi bariumbromaatilla tai kloraateilla, esimerkiksi bariumkloraatilla ja perkloraateilla, kuten kaliumperkloraatilla, räjähtävät trituroitumisen jälkeen. CaH2 reagoi hitaasti hopeafluoridilla, jos se on kitka.

Tätä yhdistettä on käsiteltävä inertissä ilmakehässä. Jos sitä ei käsitellä asianmukaisesti, se voi aiheuttaa vakavan uhan laboratoriohenkilöstön, hengenpelastajien ja kemiallisten jätteiden käsittelijöiden terveydelle ja turvallisuudelle (laboratorioturvallisuuskeskus, 2013).

Äärimmäisen vaarallinen joutuessaan iholle tai silmiin, koska se on ärsyttävää. Erittäin vaarallinen, jos iho joutuu kosketuksiin, koska se voi olla syövyttävää.

Se on myös vaarallista nieltynä ja hengitettynä. Kudoksen vaurion määrä riippuu kosketuksen pituudesta. Roiskeet silmiin voivat aiheuttaa sarveiskalvon vaurioita tai sokeutta.

Ihokosketus voi aiheuttaa tulehdusta ja rakkuloita. Pölyn hengittäminen aiheuttaa ruoansulatuskanavan tai hengitysteiden ärsytystä, jolle on ominaista polttaminen, aivastelu ja yskä.

Vaikea ylivalotus voi aiheuttaa keuhkovaurion, tukehtumisen, tajuttomuuden ja jopa kuoleman. Silmän tulehdukseen on tunnusomaista punoitus, ärsytys ja kutina. Ihon tulehdukseen on tunnusomaista kutina, kuorinta, punoitus tai joskus rakkuloita.

Silmien toistuva altistuminen alhaiselle tasolle voi aiheuttaa silmien ärsytystä. Toistuva altistuminen iholle voi aiheuttaa paikallista ihon tuhoutumista tai dermatiittia.

Toistuva pölyn hengittäminen voi aiheuttaa vaihtelevan hengitysteiden ärsytyksen tai keuhkovaurion. Toistuva tai pitkäaikainen pölyn hengittäminen voi aiheuttaa kroonista hengitysteiden ärsytystä (käyttöturvallisuustiedote Kalsiumhydridi-MSDS, 2005).

Silmiin joutuessaan ne on huuhdeltava välittömästi runsaalla vedellä vähintään 15 minuutin ajan, joskus nostettava ylä- ja alahuulia..

Ihokosketus on huuhdeltava välittömästi runsaalla vedellä vähintään 15 minuutin ajan, samalla kun poistetaan saastuneet vaatteet ja kengät.

Nielemisen yhteydessä oksentelua ei saa aiheuttaa. Myrkytyskeskusta tulisi kutsua. On suositeltavaa lähteä näyttelypaikasta ja siirtyä heti ulkona.

Jos hengitys on vaikeaa, on tarpeen syöttää happea. Suun suuhun hengittämistä ei saa antaa, jos uhri on nauttinut tai hengittänyt aineen.

Keinotekoinen hengitys tulisi saada aikaan tasku- naamion avulla, joka on varustettu yksisuuntaisella venttiilillä tai muulla sopivalla hengityslääketieteellisellä laitteella. Kaikissa tapauksissa lääkärin hoito on saatava välittömästi.

Käsittely ja varastointi

Yhdiste tulee säilyttää kuivassa säiliössä lämmön poissa. Se on pidettävä erillään sytytyslähteistä. Älä hengitä pölyä. Tähän tuotteeseen ei saa lisätä vettä

Jos ilmanvaihto on riittämätön, käytä sopivaa hengityssuojainta, kuten suodatinmaskia. Jos olet altistunut, ota yhteyttä lääkäriin ja näytä etiketti mahdollisimman paljon. Vältä aineen joutumista iholle ja silmiin.

Syttyviä materiaaleja tulisi yleensä säilyttää erillisessä suojakaapissa tai varastotilassa. Pidä säiliö tiiviisti suljettuna.

Säilytä viileässä ja hyvin ilmastoidussa paikassa. Kaikkien laitteiden, jotka sisältävät materiaalia sähköisten kipinöiden välttämiseksi, on maadoitettava. Säiliö pitää pitää kuivana ja viileässä.

Se on palamaton materiaali. Palontorjuntien on kuitenkin käytettävä asianmukaisia ​​laitteita sammutettaessa tulipalo tämän kemiallisen yhdisteen ympärille.

Ei ole koskaan suositeltavaa käyttää vettä kalsiumhydridin tulipalon sammuttamiseksi. Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää kuivaa hiekkaa sekä yhdisteitä, kuten natriumkloridia ja natriumkarbonaattia.

Kalsiumhydridijätteen poistamiseksi se on hajotettava lisäämällä 25 ml metanolia kutakin grammaa hydridiä typpiatmosfäärissä sekoittaen.

Kun reaktio on valmis, lisätään sama tilavuus vettä kalsiummetoksidin vesiliuokseen ja poistetaan valumaan runsaalla vedellä (National Research Council, 1995)..

Käyttö ja sovellukset

Kuivausaine

Kaliumhydridi on suhteellisen lievä kuivausaine. Tästä syystä tämän yhdisteen käyttö kuivausaineena on turvallisempi verrattuna reaktiivisempiin aineisiin, kuten natriumkalium- ja natriummetalliseoksiin. Reagoi veden kanssa seuraavalla tavalla:

CaH2 + 2 H20 → Ca (OH) 2 + 2 H2

Tämän reaktion hydrolyysituotteet, vety (kaasu) ja Ca (OH) 2 (vesiseos) voidaan erottaa kemiallisesta liuottimesta suodatus-, tislaus- tai dekantointiprosessin jälkeen.

Tämä kemiallinen yhdiste on tehokas kuivatusaine monille emäksisille liuottimille, kuten amiinit ja pyridiini. Joskus sitä käytetään liuottimien kuivattamiseen ennen reaktiivisten kuivausaineiden käyttöä.

Vetytuotanto

1940-luvulla tämä yhdiste oli saatavana vedyn lähteenä nimellä Hydrolith..

Sitä on käytetty vedyn lähteenä pitkään. Sitä käytetään edelleen tuottamaan puhdasta vetyä laboratorioissa eri kokeiluja, kehittyneitä polttoainekennoja ja akkukäyttöjä varten (American Elements, S.F.).

Yhdistettä on käytetty laajalti vuosikymmeniä turvallisena ja kätevänä keinona ilmapallojen täyttämiseen.

Samoin sitä käytetään säännöllisesti laboratorioissa pienten määrien tuottamiseksi erittäin puhdasta vetyä kokeisiin. Dieselpolttoaineen kosteuspitoisuus lasketaan CaH2-käsittelyn jälkeen kehittyneellä vedyllä.

Pelkistävä aine

Kuumennettaessa 600–1000 astetta, zirkoniumoksidia, niobiumia, uraania, kromia, titaania, vanadiinia ja tantaalia voidaan vähentää näiden metallien jauheen valmistamiseksi siten, että kalsiumhydridiä voidaan käyttää metallurgiassa. pölyä.

Seuraava reaktio kuvaa tapaa, jolla kalsiumhydridi toimii pelkistävänä aineena:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Kalsiumhydridin käytön haitta

Tämä kemiallinen yhdiste on usein edullinen valinta kuivausaineena; Siinä on kuitenkin myös joitakin haittoja:

-Tämän yhdisteen kuivausvaikutus on hidas, koska se ei liukene mihinkään liuottimeen, jonka kanssa se ei reagoi voimakkaasti.

-Tämä jauheyhdiste on yhteensopimaton useiden liuottimien kanssa. Reaktio kloorivetyjen kanssa voi jopa aiheuttaa räjähdyksiä.

-Sitä ei voida käyttää liuottimien hapettamiseen, koska se ei kykene poistamaan liuennutta happea.

-Kalsiumhydridin ja kalsiumhydroksidin erottaminen on melko vaikeaa sen samankaltaisten esiintymien vuoksi.

viittaukset

  1. American Elements. (S.F.). kalsiumhydridiä. Haettu osoitteesta americanelements.com: americanelements.com.
  2. Kalsiumhydridi 7789-78-8. (2016). Haettu osoitteesta chemicalbook.com: chemicalbook.com.
  3. kalsiumhydridiä. (N.D.). Haettu kemian oppijasta: chemistrylearner.com.
  4. Materiaaliturvallisuustiedote Kalsiumhydridilevy. (2005, 10. lokakuuta). Haettu osoitteesta sciencelab.com: sciencelab.com.
  5. Kansallinen bioteknologian tiedotuskeskus. (S.F.). PubChem-yhdistelmätietokanta; CID = 105052. Haettu osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. kansallinen tutkimusneuvosto. (1995). Hyviä käytäntöjä laboratoriossa: kemikaalien käsittely ja hävittäminen. Washinton: NationalAcademy Press.
  7. Royal Society of Chemistry. (2015). kalsiumhydriditunnus 94784. Haettu osoitteesta chemspider.com: chemspider.com.
  8. UC-keskus laboratorioiden turvallisuuteen. (2013, 18. tammikuuta). vakiotoimintamenetelmä kalsiumhydridi. Haettu osoitteesta chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.