KALCIJEV HIDRID (CAH2): SVOJSTVA, REAKTIVNOST I UPOTREBE - KEMIJA - 2026

Kalcijev hidrid je kemijski spoj formule CaH2, što čini zemno hidrida. Ovaj kemijski spoj ima dvije ionske veze između kalcija i dva hidridna iona, kao što je prikazano na slici 1.

To je fiziološki hidrid, što znači da je po strukturi slična soli. Njegova kristalna struktura jednaka je onoj olovnog klorida (kotunnit mineral) kao što je prikazano na slici 2.

Slika 1: struktura kalcijevog hidrida

Slika 2: kristalna struktura kalcijevog hidrida

Svi alkalijski i zemnoalkalijski metali tvore hidridne soli. U kemiji, hidrid je anion vodika, H- ili, češće, to je spoj u kojem jedan ili više vodikovih centara imaju nukleofilna, reducirajuća ili osnovna svojstva.

U spojevima koji se smatraju hidridima vodikov atom povezan je s više elektropozitivnim elementom ili skupinom.

Može se proizvesti reakcijom kalcija i vodika na temperaturi između 300 i 400 stupnjeva Celzija. Drugi način pripreme kalcijevog hidrida je zagrijavanje kalcijevog klorida zajedno s hidrogenom i metalnim natrijem. Reakcija se događa kako slijedi:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

U ovoj reakciji kalcij (Ca) i vodik (H) stvaraju molekulu kalcijevog hidrida, dok natrijevi atomi zajedno s klorom stvaraju molekule natrijevog klorida (NaCl).

Kalcijev hidrid može se proizvesti i smanjenjem kalcijevog oksida (CaO) s magnezijem (Mg). Reakcija se provodi u prisutnosti vodika. Ova reakcija također proizvodi magnezijev oksid (MgO). Ispod je formula ove kemijske reakcije:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Fizička i kemijska svojstva kalcijevog hidrida

Kalcijev hidrid skup je kristala s ortorombičnom strukturom koji su bijeli kad su čisti. Općenito, rijetko ga je naći u ovakvom obliku, tako da ima sivkastu nijansu. Nedostaje mu karakterističan miris. Njegov izgled prikazan je na slici 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Slika 3: izgled kalcijevog hidrida

Molekulska masa mu je 42.094 g / mol, talište je 816 stupnjeva Celzijusa i gustoća 1.70 g / ml. Ako se otopi u vodi, reagira silovito, stvarajući vodik. Također reagira s alkoholom (Nacionalni centar za biotehnološke informacije., SF).

Reaktivnost i opasnosti

Kalcijev hidrid stabilna je kemikalija iako je vrlo reaktivan na vodu ili vlagu. U kontaktu s vodom oslobađa se zapaljivih vodikovih plinova koji se mogu spontano zapaliti.

Smatra se eksplozivnim spojem. Ako se zagrijava u reakciji s tetrahidrofuranom, može izazvati eksploziju. Kada se pomiješa s kloratom, hipokloritom, bromatom, kalijevim perhloratom, postaje osjetljiv na toplinu, trenje i postaje eksplozivan (Kalcijev hidrid 7789-78-8, 2016).

Kad se srebro fluorid zdrobi s kalcijevim hidridom, masa postaje žarulja. Snažno zagrijavanje hidrida s klorom, bromom ili jodom dovodi do sagorijevanja.

Smjese hidrida s raznim bromatama, na primjer, barij-bromat ili klorati, na primjer, barijev klorat i perklorati poput kalijevog perhlorata, eksplodiraju pri mljevenju. CaH2 reagira sa žarnom fluoridom u žarištu ako je pod trenjem.

S ovim spojem mora se rukovati u inertnoj atmosferi. Ako se njime ne postupa pravilno, može predstavljati ozbiljnu prijetnju zdravlju i sigurnosti laboratorijskog osoblja, osoba koje reagiraju na prvom mjestu i hemijskog otpada (UC centar za laboratorijsku sigurnost, 2013.).

Izuzetno opasno u slučaju dodira s kožom ili očima, jer djeluje nadražujuće. Vrlo opasno u slučaju dodira s kožom jer može biti korozivno.

Opasan je i u slučaju gutanja i udisanja. Količina oštećenja tkiva ovisi o duljini kontakta. Kontakt s očima može rezultirati oštećenjem rožnice ili sljepoćom.

Kontakt s kožom može uzrokovati upalu i žuljeve. Udisanje prašine stvorit će iritaciju gastrointestinalnog ili respiratornog trakta, karakterizirano paljenjem, kihanjem i kašljem.

Jako prekomjerno izlaganje može uzrokovati oštećenje pluća, gušenje, nesvjesticu, pa čak i smrt. Upala oka karakterizira crvenilo, zalijevanje i svrbež. Upala kože karakterizira svrbež, ljuštenje, crvenilo ili povremeno plikove.

Višekratno izlaganje očima na niskoj razini može uzrokovati iritaciju oka. Ponavljano izlaganje kože može prouzrokovati lokalno uništavanje kože ili dermatitis.

Ponavljano udisanje prašine može proizvesti različite stupnjeve iritacije dišnog sustava ili oštećenja pluća. Ponavljano ili dugotrajno udisanje prašine može uzrokovati kroničnu iritaciju dišnog sustava (Materijal o sigurnosti materijala Kalcijev hidrid MSDS, 2005).

U slučaju dodira s očima, treba ih odmah isprati s puno vode najmanje 15 minuta, povremeno podižući gornji i donji kapak.

U slučaju dodira s kožom, odmah je isperite s puno vode najmanje 15 minuta, uklanjajući onečišćenu odjeću i obuću.

U slučaju gutanja, povraćanje ne bi trebalo izazvati. Treba nazvati centar za kontrolu otrova. Preporučljivo je napustiti mjesto izlaganja i odmah se preseliti vani.

U slučaju udisanja, ako je disanje otežano, potrebno je opskrbiti kisikom. Oživljavanje usta na usta ne smije se davati ako je žrtva progutala ili udahnula tvar.

Umjetno disanje treba poticati džepnom maskom opremljenom jednosmjernim ventilom ili drugim prikladnim respiratornim medicinskim uređajem. U svim slučajevima treba odmah potražiti medicinsku pomoć.

Rukovanje i skladištenje

Spoj treba čuvati u suhom spremniku daleko od vrućine. Treba ga držati dalje od izvora zapaljenja. Prašina se ne smije udisati. Voda se ne smije dodati ovom proizvodu

U slučaju nedovoljne ventilacije nosite odgovarajuću respiratornu opremu poput filtrirne maske. U slučaju izloženosti potražite liječničku pomoć i pokažite naljepnicu gdje je to moguće. Izbjegavajte kontakt s kožom i očima.

Zapaljivi materijali, u pravilu, trebaju se skladištiti u zasebnom sigurnosnom ormaru ili ostavi. Držite spremnik čvrsto zatvorenim.

Čuvati na hladnom i dobro prozračenom mjestu. Sva oprema koja sadrži materijal mora biti uzemljena kako bi se izbjegle električne iskre. Spremnik treba držati suh i na hladnom mjestu.

To je nezapaljiv materijal. Međutim, vatrogasci moraju nositi odgovarajuću opremu dok se bore protiv požara oko ovog kemijskog spoja.

Nikada nije preporučljivo koristiti vodu za gašenje vatre oko kalcijevog hidrida. U tu se svrhu mogu koristiti suhi pijesak, kao i spojevi poput natrijevog klorida i natrijevog karbonata.

Da bi se uklonili ostaci kalcijevog hidrida, potrebno ih je razgraditi dodavanjem 25 ml metanola za svaki gram hidrida u atmosferi dušika, uz miješanje.

Po završetku reakcije, istoj količini vode dodaje se u vodeni spoj kalcijevog metoksida i odlaže se u odvod s puno vode (Nacionalno vijeće za istraživanje, 1995.).

Upotrebe i primjene

Sredstvo za sušenje

Kalijev hidrid je relativno blag sredstvo za sušenje. Zbog toga je uporaba ovog spoja kao sredstva za sušenje sredstva sigurnija u usporedbi s reaktivnijim agensima, poput natrij-kalija i slitina metala natrija. Reagira s vodom kako slijedi:

CaH2 + 2 H20 → Ca (OH) 2 + 2 H2

Produkti hidrolize ove reakcije, vodik (plin) i Ca (OH) 2 (vodena smjesa), mogu se odvojiti od kemijskog otapala, postupkom filtracije, destilacije ili dekantiranja.

Ovaj kemijski spoj je djelotvoran sredstvo za sušenje mnogih osnovnih otapala poput amina i piridina. Ponekad se koristi za prethodno sušenje otapala prije upotrebe reaktivnijih sredstva za sušenje.

Proizvodnja vodika

U četrdesetim godinama ovaj spoj je bio dostupan kao izvor vodika pod trgovačkim nazivom "Hydrolith".

Kao izvor vodika koristi se već duže vrijeme. Još uvijek se koristi za proizvodnju čistog vodika u laboratorijima za razne eksperimente, napredne gorivne ćelije i baterije (American Elements, SF).

Spoj se već desetljećima široko koristi kao sigurno i prikladno sredstvo napuhavanja vremenskih balona.

Također se redovito koristi u laboratorijima za proizvodnju malih količina visoko čistog vodika za eksperimente. Sadržaj vlage u dizelskom gorivu izračunava se iz vodika razvijenog nakon tretiranja s CaH2.

Redukcijsko sredstvo

Kada se zagrijava između 600 i 1000 stupnjeva Celzijusa, cirkonijev oksid, niobij, uran, krom, titanijum, vanadij i tantal mogu se reducirati za pripremu praha tih metala, pa se kalcijev hidrid može koristiti u metalurgiji od prašine.

Sljedeća reakcija ilustrira kako kalcijev hidrid djeluje kao redukcijsko sredstvo:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Nedostatak u primjeni kalcijevog hidrida

Ovaj kemijski spoj često je preferirani izbor kao sredstva za sušenje; Međutim, ima i neke nedostatke:

- Djelovanje sušenja ovog spoja je sporo, jer nije topljivo ni u jednom otapalu s kojim ne reagira nasilno.

-Ovaj spoj u prahu nespojiv je s mnogim otapalima. Njihova reakcija s klorokarbonima može čak izazvati eksplozije.

-Ne može se koristiti za otapala za deoksigeniranje jer nije u stanju ukloniti otopljeni kisik.

- Razlikovati kalcijev hidrid od kalcijevog hidroksida prilično je teško zbog sličnih pojava.

Reference

1. Američki elementi. (SF). kalcijev hidrid. Preuzeto sa americanelements.com: americanelements.com.
2. Kalcijev hidrid 7789-78-8. (2016). Preuzeto s chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. kalcijev hidrid. (SF). Preuzeto od polaznika kemije: chemistrylearner.com.
4. List sa podacima o sigurnosti materijala Kalcijev hidrid MSDS. (2005., 10. listopada). Preuzeto sa sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (SF). PubChem baza podataka; CID = 105052. Preuzeto s pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. nacionalno vijeće za istraživanje. (devetnaest devedeset pet). Dobra praksa u laboratoriju: Rukovanje i zbrinjavanje kemikalija. Washinton: NationalAacademy Press.
7. Kraljevsko društvo za kemiju. (2015). kalcijev hidrid ID 94784. Preuzeto s chemspider.com: chemspider.com.
8. UC centar za laboratorijsku sigurnost. (2013., 18. siječnja). standardni operativni postupak kalcijev hidrid. Preuzeto s chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.