CALCIUMHYDRID (CAH2): EGENSKABER, REAKTIVITET OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den calciumhydrid er en kemisk forbindelse med formlen CaH2, hvilket gør jordalkali- hydrid. Denne kemiske forbindelse har to ioniske bindinger mellem calcium og de to hydridioner, som vist i figur 1.

Det er et salthydrid, hvilket betyder, at dens struktur ligner salt. Dens krystallinske struktur er den samme som for blychlorid (cotunnit-mineral) som vist i figur 2.

Figur 1: struktur af calciumhydrid

Figur 2: krystalstruktur af calciumhydrid

Alle alkali- og jordalkalimetaller danner hydridsalte. I kemi er et hydrid anionen af ​​hydrogen, H- eller, mere almindeligt, er det en forbindelse, hvor et eller flere brintcentre har nukleofile, reducerende eller basiske egenskaber.

I forbindelser, der betragtes som hydrider, er hydrogenatom bundet til et mere elektropositivt element eller gruppe.

Det kan produceres ved at omsætte calcium og brint ved en temperatur mellem 300 og 400 grader celsius. En anden måde at fremstille calciumhydrid på er at opvarme calciumchlorid sammen med brint og metallisk natrium. Reaktionen sker som følger:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

I denne reaktion skaber calcium (Ca) og brint (H) et molekyle af calciumhydrid, mens natriumatomer sammen med klor danner molekyler af natriumchlorid (NaCl).

Calciumhydrid kan også produceres ved at reducere calciumoxid (CaO) med magnesium (Mg). Reaktionen udføres i nærværelse af brint. Denne reaktion producerer også magnesiumoxid (MgO). Nedenfor er formlen for denne kemiske reaktion:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Fysiske og kemiske egenskaber ved calciumhydrid

Calciumhydrid er et sæt krystaller med en orthorhombisk struktur, der er hvid, når den er ren. Generelt er det sjældent at finde det i denne form, så det har en grålig nuance. Det mangler en karakteristisk lugt. Dets udseende er vist i figur 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Figur 3: udseende af calciumhydrid

Det har en molekylvægt på 42,094 g / mol, har et smeltepunkt på 816 grader celsius og en densitet på 1,70 g / ml. Hvis det opløses i vand, reagerer det voldsomt og producerer brint. Det reagerer også med alkohol (National Center for Biotechnology Information., SF).

Reaktivitet og farer

Calciumhydrid er et stabilt kemikalie, selvom det er stærkt reaktivt over for vand eller fugt. Ved kontakt med vand frigiver det brandfarlige brintgasser, der kan antændes spontant.

Det betragtes som en eksplosiv forbindelse. Når det opvarmes i en reaktion med tetrahydrofuran, kan det forårsage en eksplosion. Når det blandes med chlorat, hypochlorit, bromate, kaliumperchlorat, bliver det følsomt over for varme, friktion og bliver eksplosivt (Calciumhydride 7789-78-8, 2016).

Når sølvfluorid knuses med calciumhydrid, bliver massen glødende. Stærk opvarmning af hydridet med klor, brom eller jod fører til glød.

Blandinger af hydridet med forskellige bromater, for eksempel bariumbromat eller chlorater, for eksempel bariumchlorat og perchlorater, såsom kaliumperchlorat, eksploderer ved formaling. CaH2 reagerer glødende med sølvfluorid, hvis det er udsat for friktion.

Denne forbindelse skal håndteres under en inert atmosfære. Hvis det ikke håndteres korrekt, kan det udgøre en alvorlig trussel mod sundheden og sikkerheden for laboratoriepersonale, første respondere og håndterere af kemisk affald (UC-center for laboratoriesikkerhed, 2013).

Ekstremt farlig i tilfælde af kontakt med huden eller øjnene, da det er et irriterende middel. Meget farlig i tilfælde af kontakt med huden, da det kan være ætsende.

Det er også farligt i tilfælde af indtagelse og indånding. Mængden af ​​vævsskade afhænger af kontaktlængden. Kontakt med øjnene kan resultere i hornhindeskade eller blindhed.

Kontakt med huden kan forårsage betændelse og blærer. Indånding af støv giver irritation i mave-tarmkanalen eller luftvejene, kendetegnet ved forbrænding, nyser og hoste.

Svær overeksponering kan forårsage lungeskade, kvælning, bevidstløshed og endda død. Øjenbetændelse er kendetegnet ved rødme, vanding og kløe. Betændelse i huden er kendetegnet ved kløe, skrælning, rødme eller lejlighedsvis blærer.

Gentagen øjeneksponering på lavt niveau kan forårsage øjenirritation. Gentagen hudeksponering kan forårsage lokal ødelæggelse af huden eller dermatitis.

Gentagen indånding af støv kan give forskellige grader af luftvejsirritation eller lungeskade. Gentagen eller langvarig indånding af støv kan forårsage kronisk irritation af åndedrætsorganerne (Sikkerhedsdatablad Calciumhydrid MSDS, 2005).

I tilfælde af kontakt med øjnene skal de straks skylles med rigeligt vand i mindst 15 minutter, og derefter løftes lejlighedsvis øverste og nedre øjenlåg.

I tilfælde af kontakt med huden, skyl straks med rigeligt vand i mindst 15 minutter, mens kontamineret tøj og sko fjernes.

I tilfælde af indtagelse bør opkast ikke fremkaldes. Et giftkontrolcenter skal kaldes. Det anbefales at forlade eksponeringsstedet og bevæge sig udendørs med det samme.

I tilfælde af indånding, hvis vejrtrækning er vanskelig, er det nødvendigt at tilføre ilt. Genoplivning af munden til munden bør ikke gives, hvis offeret har slugt eller inhaleret stoffet.

Kunstig åndedræt skal induceres ved hjælp af en lommemaske udstyret med en envejsventil eller anden egnet åndedrætsværn. I alle tilfælde skal lægehjælp straks indhentes.

Håndtering og opbevaring

Forbindelsen skal opbevares i en tør beholder væk fra varme. Det skal holdes væk fra antændelseskilder. Støv bør ikke indåndes. Vand bør ikke tilsættes til dette produkt

I tilfælde af utilstrækkelig ventilation skal du bruge egnet åndedrætsværn, såsom en filtermaske. I tilfælde af eksponering skal du søge lægehjælp og få vist etiketten, hvor det er muligt. Undgå kontakt med hud og øjne.

Brandfarlige materialer bør generelt opbevares i et separat sikkerhedskab eller opbevaringsrum. Hold beholderen tæt lukket.

Opbevares på et køligt og godt ventileret sted. Alt udstyr, der indeholder materiale, skal være jordet for at undgå elektriske gnister. Beholderen skal holdes tør og på et køligt sted.

Det er et ikke-antændeligt materiale. Brandmænd skal dog bære passende udstyr, mens de bekæmper en brand omkring denne kemiske forbindelse.

Det anbefales aldrig at bruge vand til at slukke en brand omkring kalkhydrid. Tørt sand såvel som forbindelser som natriumchlorid og natriumcarbonat kan anvendes til dette formål.

For at fjerne calciumhydridaffald skal det nedbrydes ved at tilsætte 25 ml methanol for hvert gram hydrid under en nitrogenatmosfære under omrøring.

Når reaktionen er afsluttet, sættes det samme volumen vand til den vandige calciummethoxidforbindelse og udledes i drænet med masser af vand (National Research Council, 1995).

Anvendelser og applikationer

Tørremiddel

Kaliumhydrid er et relativt mildt tørremiddel. På grund af denne grund er brugen af ​​denne forbindelse som et tørremiddel sikrere sammenlignet med mere reaktive midler, såsom natrium-kalium og natriummetalllegeringer. Reagerer med vand som følger:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Hydrolyseprodukterne fra denne reaktion, hydrogen (gas) og Ca (OH) 2 (en vandig blanding), kan adskilles fra det kemiske opløsningsmiddel efter en fremgangsmåde til filtrering, destillation eller dekantering.

Denne kemiske forbindelse er et effektivt tørremiddel til mange basiske opløsningsmidler, såsom aminer og pyridin. Det bruges undertiden til at tørre opløsningsmidler, før der anvendes mere reaktive tørremiddel.

Brintproduktion

I 1940'erne var denne forbindelse tilgængelig som en kilde til brint under handelsnavnet "Hydrolith."

Det har været brugt som en kilde til brint i lang tid. Det bruges stadig til at producere rent brint i laboratorier til forskellige eksperimenter, avancerede brændselsceller og batteri-applikationer (American Elements, SF).

Forbindelsen har været vidt brugt i årtier som et sikkert og bekvemt middel til oppustning af vejrballoner.

Det bruges også regelmæssigt i laboratorier til at producere små mængder meget rent brint til eksperimenter. Fugtighedsindholdet i dieselbrændstof beregnes ud fra det brint, der er udviklet efter behandling med CaH2.

Reduktionsmiddel

Ved opvarmning mellem 600 og 1000 grader kan zirkoniumoxid, niob, uran, krom, titan, vanadium og tantal reduceres til fremstilling af pulveret af disse metaller, så calciumhydrid kan anvendes i metallurgi af støv.

Følgende reaktion illustrerer, hvordan calciumhydrid fungerer som et reduktionsmiddel:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Ulempe ved brugen af ​​calciumhydrid

Denne kemiske forbindelse er ofte det foretrukne valg som tørremiddel; Det har dog også nogle ulemper:

-Tørringsvirkningen af ​​denne forbindelse er langsom, da den ikke er opløselig i noget opløsningsmiddel, som det ikke reagerer voldsomt.

-Denne pulveriserede forbindelse er uforenelig med mange opløsningsmidler. Deres reaktion med chlorcarbons kan endda forårsage eksplosioner.

-Det kan ikke bruges til deoxygenering af opløsningsmidler, da det ikke er i stand til at fjerne opløst ilt.

-Differentiering mellem calciumhydrid og calciumhydroxid er ret vanskeligt på grund af deres lignende udseende.

Referencer

1. Amerikanske elementer. (SF). calciumhydrid. Hentet fra americanelements.com: americanelements.com.
2. Calciumhydrid 7789-78-8. (2016). Hentet fra Chemicalbook.com: Chemicalbook.com.
3. calciumhydrid. (Sf). Hentet fra kemi-studerende: chemistrylearner.com.
4. Sikkerhedsdatablad Calciumhydrid MSDS. (2005, 10. oktober). Hentet fra sciencelab.com: sciencelab.com.
5. National Center for Biotechnology Information. (SF). PubChem Compound Database; CID = 105052. Hentet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. nationalt forskningsråd. (nitten femoghalvfems). Forsigtig praksis i laboratoriet: Håndtering og bortskaffelse af kemikalier. Washinton: NationalAacademy Press.
7. Royal Society of Chemistry. (2015). calciumhydrid ID 94784. Hentet fra chemspider.com: chemspider.com.
8. UC-center for laboratoriesikkerhed. (2013, 18. januar). standard driftsprocedure calciumhydrid. Hentet fra chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.