КАЛЦИЈУМ ХИДРИД (ЦАХ2): СВОЈСТВА, РЕАКТИВНОСТ И УПОТРЕБЕ - ХЕМИЈА - 2025

Калцијум хидрид је хемијско једињење формуле ЦаХ2, што чини земноалкалних хидрид. Ово хемијско једињење има две јонске везе између калцијума и два хидридна јона, као што је приказано на слици 1.

То је слани хидрид, што значи да је по структури слична соли. Његова кристална структура је иста као и оловни хлорид (котуннит минерал) као што је приказано на слици 2.

Слика 1: структура калцијум хидрида

Слика 2: кристална структура калцијум хидрида

Сви алкалијски и земноалкалијски метали формирају хидридне соли. У хемији је хидрид анион водоника, Х- или, чешће, једињење у којем један или више водоничних центара имају нуклеофилна, редукциона или основна својства.

У једињењима која се сматрају хидридима, атом водоника је везан за електропозитивнији елемент или групу.

Може се произвести реакцијом калцијума и водоника на температури између 300 и 400 степени Целзијуса. Други начин за припрему калцијум хидрида је загревање калцијум хлорида заједно са водоником и металним раствором натријума. Реакција се дешава на следећи начин:

ЦаЦл2 + Х2 + 2На → ЦаХ2 + 2НаЦл

У овој реакцији, калцијум (Ца) и водоник (Х) стварају молекул калцијум хидрида, док натријум-атоми заједно са хлором стварају молекуле натријум-хлорида (НаЦл).

Калцијум хидрид се такође може произвести смањењем калцијумовог оксида (ЦаО) са магнезијумом (Мг). Реакција је изведена у присуству водоника. Ова реакција такође ствара магнезијум оксид (МгО). Испод је формула за ову хемијску реакцију:

ЦаО + Мг + Х2 → ЦаХ2 + МгО

Физичка и хемијска својства калцијум хидрида

Калцијум хидрид је скуп кристала са орторомбичном структуром који су бели када су чисти. Генерално, ретко је да се нађе у овом облику па има тенденцију сивкастог нијанси. Недостаје карактеристичан мирис. Изглед је приказан на слици 3 (Роиал Социети оф Цхемистри, 2015).

Слика 3: изглед калцијум хидрида

Молекулска тежина је 42.094 г / мол, тачка топљења од 816 степени Целзијуса и густина од 1.70 г / мл. Ако се раствара у води, реагује силовито, стварајући водоник. Такође реагује и на алкохол (Национални центар за биотехнолошке информације., СФ).

Реактивност и опасности

Калцијум хидрид је стабилна хемикалија, иако је врло реактиван на воду или влагу. У контакту са водом ослобађа се запаљиве водоничне гасове који се могу спонтано запалити.

Сматра се експлозивним једињењем. Ако се загрева у реакцији са тетрахидрофураном, може изазвати експлозију. Када се помеша са хлоратом, хипохлоритом, броматом, калијум перхлоратом, постаје осетљив на топлоту, трење и постаје експлозиван (Калцијум хидрид 7789-78-8, 2016).

Када се сребро флуорида здроби са калцијум хидридом, маса постаје ужарена. Снажно загревање хидрида са хлором, бромом или јодом доводи до запаљења.

Смеше хидрида са различитим броматама, на пример баријум бромат или хлорати, на пример баријев хлорат и перхлорати као што је калијум перхлорат, експлодирају током млевења. ЦаХ2 реагира жарљиво са флуоридом сребра ако је подложан трењу.

Са овим једињењем се мора руковати у инертној атмосфери. Ако се са њим не поступа правилно, може представљати озбиљну опасност за здравље и сигурност лабораторијског особља, особа које реагују на прво место и хемијског отпада (УЦ центар за лабораторијску сигурност, 2013).

Изузетно опасно у случају додира са кожом или очима, јер надражује. Веома опасно у случају контакта са кожом, јер може бити корозивно.

Опасан је и у случају гутања и удисања. Количина оштећења ткива зависи од дужине контакта. Контакт са очима може довести до оштећења рожнице или слепила.

Контакт са кожом може изазвати упалу и стварање пликова. Удисање прашине створиће иритацију гастроинтестиналног или респираторног тракта, а карактерише их пецкање, кихање и кашаљ.

Јако прекомерно излагање може проузроковати оштећење плућа, гушење, несвестицу, па чак и смрт. Упала ока карактерише црвенило, залијевање и свраб. Упала на кожи карактерише свраб, пилинг, црвенило или повремено пликове.

Вишекратно излагање очију на ниском нивоу може проузроковати иритацију ока. Понављано излагање коже може проузроковати локално уништавање коже или дерматитис.

Понављано удисање прашине може произвести различит степен иритације дисања или оштећења плућа. Понављано или дуготрајно удисање прашине може проузроковати хроничну иритацију дисајних путева (Подаци о безбедности материјала Калцијум хидрид МСДС, 2005).

У случају додира с очима, потребно их је одмах испрати с пуно воде најмање 15 минута, повремено подижући горњи и доњи капак.

У случају додира с кожом, одмах је исперите с много воде најмање 15 минута, уклањајући контаминирану одећу и обућу.

У случају гутања, повраћање не би требало да се изазива. Треба назвати центар за контролу отрова. Препоручљиво је напустити место излагања и одмах се преселити напољу.

У случају удисања, ако је дисање отежано, потребно је снабдевати кисеоником. Оживљавање од уста до уста не сме се давати ако је жртва прогутала или удахнула супстанцу.

Умјетно дисање треба потицати помоћу џепне маске опремљене једносмјерним вентилом или другим прикладним респираторним медицинским уређајем. У свим случајевима треба одмах добити лекарску помоћ.

Руковање и складиштење

Једињење треба чувати у сувој посуди даље од топлоте. Треба га држати даље од извора запаљења. Прашина не треба удисати. Вода се не сме додати овом производу

У случају недовољне вентилације, носите одговарајућу респираторну опрему као што је филтер маска. У случају изложености потражите лекарску помоћ и покажите налепницу где је то могуће. Избегавајте контакт са кожом и очима.

Запаљиви материјали, генерално, треба да се чувају у посебном безбедносном плакару или остави. Држите посуду добро затворену.

Чувати на хладном и добро проветреном месту. Сва опрема која садржи материјал мора бити уземљена како би се избегле електричне искре. Контејнер треба чувати на сувом и хладном месту.

То је незапаљив материјал. Међутим, ватрогасци морају да носе одговарајућу опрему док се боре против пожара око овог хемијског једињења.

Никада није препоручљиво користити воду за гашење ватре око калцијумовог хидрида. У ту се сврху могу користити суви пијесак, као и једињења попут натријум-хлорида и натријум-карбоната.

За уклањање отпадака калцијум хидрида, мора се разградити додавањем 25 мл метанола за сваки грам хидрида у атмосфери азота током мешања.

По завршетку реакције, иста запремина воде додаје се воденом једињењу калцијум-метоксида и испушта се у одвод са пуно воде (Национални савет за истраживање, 1995.).

Употребе и апликације

Средство за сушење

Калијум хидрид је релативно благ средство за сушење. Из тог разлога, употреба овог једињења као средства за сушење је сигурнија у поређењу са реактивнијим средствима, као што су натријум-калијум и легуре метала натријума. Реагира водом као што следи:

ЦаХ2 + 2Х2О → Ца (ОХ) 2 + 2Х2

Производи хидролизе ове реакције, водоник (гас) и Ца (ОХ) 2 (водена смеша), могу се одвојити од хемијског растварача после процеса филтрације, дестилације или декантирања.

Ово хемијско једињење је ефикасан средство за исушивање многих основних растварача као што су амини и пиридин. Понекад се користи за претходно сушење растварача пре употребе реактивнијих средства за сушење.

Производња водоника

У четрдесетим годинама прошлог века ово једињење је било доступно као извор водоника под трговачким називом "Хидролитх".

Као извор водоника користи се већ дуже време. И даље се користи за производњу чистог водоника у лабораторијама за разне експерименте, напредне горивне ћелије и батерије (Америцан Елементс, СФ).

Ово једињење се деценијама широко користи као сигурно и практично средство надувавања балона.

Такође се редовно користи у лабораторијама за производњу малих количина високо чистог водоника за експерименте. Садржај влаге у дизел гориву израчунава се из водоника развијеног након третмана са ЦаХ2.

Редукционо средство

Када се загрева између 600 и 1000 степени целзијуса, цирконијум оксид, ниобијум, уранијум, хром, титанијум, ванадијум и тантал могу се редуковати да се припреми прах ових метала, па калцијум хидрид може да се користи у металургији од прашине.

Следећа реакција илуструје како калцијум хидрид делује као редукционо средство:

ТиО + 2ЦаХ2 → ЦаО + Х2 + Ти

Недостатак употребе калцијум хидрида

Ово хемијско једињење је често пожељни избор као средства за сушење; Међутим, има и неке недостатке:

-Сушење сушења овог једињења је споро, јер није растворљиво у ниједном растварачу са којим не реагује бурно.

-Ово једињење у праху је некомпатибилно са многим растварачима. Њихова реакција са хлорокарбонима може чак изазвати експлозије.

-Не може се користити за раствараче за деоксигенацију, јер није у стању да уклони растворени кисеоник.

-Диференција између калцијум хидрида и калцијумовог хидроксида је прилично тешка због сличних изгледа.

Референце

1. Америцан Елементс. (СФ). калцијум хидрид. Преузето са америцанелементс.цом: америцанелементс.цом.
2. Калцијум хидрид 7789-78-8. (2016). Преузето са цхемицалбоок.цом: цхемицалбоок.цом.
3. калцијум хидрид. (сф) Преузето од полазника хемије: цхемистрилеарнер.цом.
4. Лист са подацима о сигурности материјала Калцијум-хидрид МСДС. (2005, 10. октобра). Преузето са сциенцелаб.цом: сциенцелаб.цом.
5. Национални центар за информације о биотехнологији. (СФ). ПубЦхем база података; ЦИД = 105052. Преузето са пубцхем.нцби.нлм.них.гов: пубцхем.нцби.нлм.них.гов.
6. национални истраживачки савет. (деветнаест деведесет пет). Добра пракса у лабораторији: Руковање и одлагање хемикалија. Васхинтон: НатионалАацадеми Пресс.
7. Краљевско хемијско друштво. (2015). калцијум хидрид ИД 94784. Преузето са цхемспидер.цом: цхемспидер.цом.
8. УЦ центар за лабораторијску сигурност. (2013., 18. јануара). стандардни оперативни поступак калцијум хидрид. Преузето са цхеменгр.уцсб.еду: цхеменгр.уцсб.еду.