KALCIJA HIDRĪDS (CAH2): ĪPAŠĪBAS, REAĢĒTSPĒJA UN LIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Kalcija hidrīds ir ķīmisks savienojums ar formulu CaH2, kas padara sārmzemju hidrīdu. Šim ķīmiskajam savienojumam ir divas jonu saites starp kalciju un diviem hidrīda joniem, kā parādīts 1. attēlā.

Tas ir fizioloģiskais hidrīds, kas nozīmē, ka tā struktūra ir līdzīga sālim. Tā kristāliskā struktūra ir tāda pati kā svina hlorīda (kotunnīta minerāls) struktūrai, kā parādīts 2. attēlā.

1. attēls: kalcija hidrīda struktūra

2. attēls: kalcija hidrīda kristāla struktūra

Visi sārmu un sārmzemju metāli veido hidrīdu sāļus. Ķīmijā hidrīds ir ūdeņraža anjons, H- vai, visbiežāk, tas ir savienojums, kurā vienam vai vairākiem ūdeņraža centriem ir nukleofīlas, reducējošas vai pamata īpašības.

Savienojumos, kurus uzskata par hidīdiem, ūdeņraža atoms ir pievienots vairāk elektropozitīvam elementam vai grupai.

To var ražot, reaģējot ar kalciju un ūdeņradi temperatūrā no 300 līdz 400 grādiem pēc Celsija. Vēl viens kalcija hidrīda pagatavošanas veids ir karsēt kalcija hlorīdu kopā ar ūdeņradi un metālisko nātriju. Reakcija notiek šādi:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

Šajā reakcijā kalcijs (Ca) un ūdeņradis (H) rada kalcija hidrīda molekulu, bet nātrija atomi kopā ar hloru veido nātrija hlorīda (NaCl) molekulas.

Kalcija hidrīdu var iegūt arī, reducējot kalcija oksīdu (CaO) ar magniju (Mg). Reakcija tiek veikta ūdeņraža klātbūtnē. Šīs reakcijas rezultātā rodas arī magnija oksīds (MgO). Zemāk ir šīs ķīmiskās reakcijas formula:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Kalcija hidrīda fizikālās un ķīmiskās īpašības

Kalcija hidrīds ir kristālu komplekts ar ortorombisku struktūru, kas ir tīri balti. Parasti to reti atrod šādā formā, tāpēc tai ir raksturīga pelēcīga nokrāsa. Tam trūkst raksturīgas smakas. Tās izskats ir parādīts 3. attēlā (Karaliskā ķīmijas biedrība, 2015).

3. attēls: kalcija hidrīda izskats

Tā molekulmasa ir 42,094 g / mol, tā kušanas temperatūra ir 816 grādi pēc Celsija un blīvums 1,70 g / ml. Ja tas izšķīst ūdenī, tas reaģē vardarbīgi, veidojot ūdeņradi. Tas reaģē arī ar alkoholu (Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs., SF).

Reaģētspēja un bīstamība

Kalcija hidrīds ir stabila ķīmiska viela, lai arī tas ļoti reaģē uz ūdeni vai mitrumu. Saskarē ar ūdeni tas izdala viegli uzliesmojošas ūdeņraža gāzes, kas var spontāni aizdegties.

To uzskata par sprādzienbīstamu savienojumu. Sildot reakcijā ar tetrahidrofurānu, tas var izraisīt eksploziju. Sajaucot ar hlorātu, hipohlorītu, bromātu, kālija perhlorātu, tas kļūst jutīgs pret karstumu, berzi un kļūst sprādzienbīstams (Kalcija hidrīds 7789-78-8, 2016).

Kad sudraba fluorīdu sasmalcina ar kalcija hidrīdu, masa kļūst kvēlspuldze. Spēcīga hidrīda sildīšana ar hloru, bromu vai jodu noved pie kvēlošanas.

Hidrīda maisījumi ar dažādiem bromātiem, piemēram, bārija bromātu vai hlorātiem, piemēram, bārija hlorātu, un perhlorāti, piemēram, kālija perhlorāts, uzsprāgst. CaH2 kvēlspuldzēs reaģē ar sudraba fluorīdu, ja tas ir pakļauts berzei.

Ar šo savienojumu jārīkojas inertā atmosfērā. Ja tas netiek pareizi apstrādāts, tas var radīt nopietnus draudus laboratorijas personāla, pirmo reaģētāju un ķīmisko atkritumu apstrādātāju veselībai un drošībai (UC centrs laboratorijas drošībai, 2013).

Īpaši bīstams, ja nonāk saskarē ar ādu vai acīm, jo ​​tas ir kairinošs. Ļoti bīstams, nonākot saskarē ar ādu, jo tas var būt kodīgs.

Tas ir bīstams arī norīšanas un ieelpošanas gadījumā. Audu bojājumu apjoms ir atkarīgs no kontakta ilguma. Kontakts ar acīm var izraisīt radzenes bojājumus vai aklumu.

Kontakts ar ādu var izraisīt iekaisumu un pūtītes. Putekļu ieelpošana kairina kuņģa-zarnu traktu vai elpceļus, kam raksturīga dedzināšana, šķaudīšana un klepus.

Smaga pārmērīga iedarbība var izraisīt plaušu bojājumus, nosmakšanu, bezsamaņu un pat nāvi. Acu iekaisumu raksturo apsārtums, laistīšana un nieze. Ādas iekaisumu raksturo nieze, pīlings, apsārtums vai reizēm pūslīši.

Atkārtota zemā līmeņa iedarbība uz acīm var izraisīt acu kairinājumu. Atkārtota iedarbība uz ādu var izraisīt vietēju ādas iznīcināšanu vai dermatītu.

Atkārtota putekļu ieelpošana var izraisīt dažādas pakāpes elpceļu kairinājumu vai plaušu bojājumus. Atkārtota vai ilgstoša putekļu ieelpošana var izraisīt hronisku elpceļu kairinājumu (Materiālu drošības datu lapa Kalcija hidrīds MSDS, 2005).

Ja nokļūst acīs, tās nekavējoties jānoskalo ar lielu daudzumu ūdens vismaz 15 minūtes, laiku pa laikam paceļot augšējo un apakšējo plakstiņu.

Ja nokļūst uz ādas, nekavējoties vismaz 15 minūtes skalojiet ar lielu daudzumu ūdens, noņemot piesārņoto apģērbu un apavus.

Norīšanas gadījumā nedrīkst izraisīt vemšanu. Jāsauc indes kontroles centrs. Ieteicams atstāt iedarbības vietu un nekavējoties pārvietoties ārpus telpām.

Inhalācijas gadījumā, ja apgrūtināta elpošana, ir nepieciešams piegādāt skābekli. Ja upuris ir norijis vai ieelpojis vielu, nav jāveic reanimācija no mutes mutē.

Mākslīgā elpošana jāveic, izmantojot kabatas masku, kas aprīkota ar vienvirziena vārstu vai citu piemērotu elpceļu medicīnisko ierīci. Visos gadījumos nekavējoties jāmeklē medicīniskā palīdzība.

Lietošana un uzglabāšana

Savienojums jāuzglabā sausā traukā, prom no karstuma. To vajadzētu turēt prom no aizdegšanās avotiem. Putekļus nevajadzētu elpot. Šim produktam nevajadzētu pievienot ūdeni

Nepietiekamas ventilācijas gadījumā valkājiet piemērotu elpceļu, piemēram, filtra masku. Iedarbības gadījumā meklēt medicīnisko palīdzību un, ja iespējams, parādīt etiķeti. Izvairieties no saskares ar ādu un acīm.

Uzliesmojoši materiāli parasti jāuzglabā atsevišķā drošības skapī vai noliktavas telpā. Turiet trauku cieši noslēgtu.

Uzglabāt vēsā un labi vēdinātā vietā. Visām iekārtām, kurās ir materiāls, jābūt iezemētām, lai izvairītos no elektriskām dzirkstelēm. Trauku jātur sausā un vēsā vietā.

Tas ir neuzliesmojošs materiāls. Tomēr ugunsdzēsējiem, valkājot ugunsgrēku ap šo ķīmisko savienojumu, jāvalkā piemērots aprīkojums.

Ugunsgrēka dzēšanai ap kalcija hidrīdu nekad nav ieteicams lietot ūdeni. Šim nolūkam var izmantot sausas smiltis, kā arī tādus savienojumus kā nātrija hlorīds un nātrija karbonāts.

Lai noņemtu kalcija hidrīda atlūzas, tas jāsadala, maisot, slāpekļa atmosfērā pievienojot 25 ml metanola katram gramam hidrīda.

Pēc reakcijas pabeigšanas tādu pašu ūdens daudzumu pievieno ūdens kalcija metoksīda savienojumam un ar lielu daudzumu ūdens novada kanalizācijā (Nacionālā pētniecības padome, 1995).

Lietojumi un lietojumprogrammas

Mitruma līdzeklis

Kālija hidrīds ir salīdzinoši viegls žāvēšanas līdzeklis. Šī iemesla dēļ šī savienojuma kā desikanta lietošana ir drošāka salīdzinājumā ar vairāk reaktīviem līdzekļiem, piemēram, nātrija-kālija un nātrija metālu sakausējumiem. Reaģē ar ūdeni šādi:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Šīs reakcijas hidrolīzes produktus, ūdeņradi (gāzi) un Ca (OH) 2 (ūdens maisījums), var atdalīt no ķīmiskā šķīdinātāja, izmantojot filtrēšanas, destilācijas vai dekantēšanas procesu.

Šis ķīmiskais savienojums ir efektīvs desikants daudziem pamata šķīdinātājiem, piemēram, amīniem un piridīnam. Dažreiz to izmanto, lai iepriekš izžāvētu šķīdinātājus pirms reaktīvāku desikantu lietošanas.

Ūdeņraža ražošana

1940. gados šis savienojums bija pieejams kā ūdeņraža avots ar tirdzniecības nosaukumu "Hydrolith".

To jau ilgu laiku izmanto kā ūdeņraža avotu. To joprojām izmanto tīra ūdeņraža ražošanai laboratorijās dažādiem eksperimentiem, progresīvām degvielas šūnām un akumulatoru lietojumiem (American Elements, SF).

Savienojums gadu desmitiem ilgi tiek plaši izmantots kā drošs un ērts gaisa balonu piepūšanas līdzeklis.

To regulāri izmanto arī laboratorijās, lai eksperimentos iegūtu nelielu daudzumu ļoti tīra ūdeņraža. Dīzeļdegvielas mitruma saturu aprēķina pēc ūdeņraža, kas izveidots pēc apstrādes ar CaH2.

Reduktors

Karsējot no 600 līdz 1000 grādiem pēc Celsija, cirkonija oksīdu, niobija, urāna, hroma, titāna, vanādija un tantāla var reducēt, lai iegūtu šo metālu pulveri, tāpēc kalcija hidrīdu var izmantot metalurģijā no putekļiem.

Šī reakcija parāda, kā kalcija hidrīds darbojas kā reducētājs:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Trūkumi kalcija hidrīda lietošanā

Šis ķīmiskais savienojums bieži ir vēlamā izvēle kā žāvēšanas līdzeklis; Tomēr tam ir arī daži trūkumi:

-Šī savienojuma žūšanas darbība ir lēna, jo tas nešķīst nevienā šķīdinātājā, ar kuru tas nereaģē spēcīgi.

-Šis pulverveida savienojums nav saderīgs ar daudziem šķīdinātājiem. Viņu reakcija ar hlorogļūdeņražiem pat var izraisīt eksploziju.

-To nevar izmantot šķīdinātāju dezoksigenēšanai, jo tas nespēj noņemt izšķīdušo skābekli.

-Diferencēt kalcija hidrīdu un kalcija hidroksīdu ir diezgan grūti, ņemot vērā to līdzīgo izskatu.

Atsauces

1. Amerikas elementi. (SF). kalcija hidrīds. Saņemts no vietnes americanelements.com: americanelements.com.
2. Kalcija hidrīds 7789-78-8. (2016). Saņemts no chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. kalcija hidrīds. (sf). Iegūts no ķīmijas apguvēja: chemistrylearner.com.
4. Materiālu drošības datu lapa Kalcija hidrīda MSDS. (2005. gads, 10. oktobris). Saņemts no sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. (SF). PubChem salikto datu bāze; CID = 105052. Saturs iegūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. valsts pētījumu padome. (deviņpadsmit deviņdesmit pieci). Piesardzīga prakse laboratorijā: ķīmisko vielu apstrāde un iznīcināšana. Vašintons: NationalAacademy Press.
7. Karaliskā ķīmijas biedrība. (2015). kalcija hidrīds ID 94784. Izgūts no vietnes chemspider.com: chemspider.com.
8. UC centrs laboratorijas drošībai. (2013. gads, 18. janvāris). standarta darbības procedūra kalcija hidrīds. Saturs iegūts no chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.