Calciumhydride (CaH2) eigenschappen, reactiviteit en gebruik

de calciumhydride is een chemische verbinding met de formule CaH2, waardoor het een aardalkalimetaal is. Deze chemische verbinding heeft twee ionische bindingen tussen calcium en de twee hydride-ionen, zoals weergegeven in figuur 1.

Het is een fysiologische zoutoplossing, wat betekent dat de structuur vergelijkbaar is met zout. De kristallijne structuur is dezelfde als die van loodchloride (Cotunnite mineraal) zoals weergegeven in figuur 2.

Alle alkalische en aardalkalimetalen vormen hydridezouten. In de chemie is een hydride het waterstofanion, H- of, meer algemeen, een verbinding waarin één of meer waterstofcentra nucleofiele, reducerende of basische eigenschappen hebben.

In verbindingen die worden beschouwd als hydriden, is het waterstofatoom gehecht aan een meer elektropositief element of groep.

Het kan worden geproduceerd door calcium en waterstof te laten reageren bij een temperatuur tussen 300 en 400 graden Celsius. Een andere manier om calciumhydride te bereiden, is het calciumchloride te verwarmen samen met waterstof en natriummetaal. De reactie gebeurt als volgt:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

In deze reactie vormen calcium (Ca) en waterstof (H) een molecuul calciumhydride, terwijl natriumatomen samen met chloor moleculen natriumchloride (NaCl) vormen..

Calciumhydride kan ook worden geproduceerd door calciumoxide (CaO) te verminderen met magnesium (Mg). De reactie wordt uitgevoerd in aanwezigheid van waterstof. Deze reactie produceert ook magnesiumoxide (MgO). Hieronder staat de formule voor deze chemische reactie:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

index

• 1 Fysische en chemische eigenschappen van calciumhydride
• 2 Reactiviteit en gevaren
• 3 Hantering en opslag
• 4 Toepassingen en toepassingen
  • 4.1 Droogmiddel
  • 4.2 Waterstofproductie
  • 4.3 Reductiemiddel
• 5 Nadeel bij het gebruik van calciumhydride
• 6 Referenties

Fysische en chemische eigenschappen van calciumhydride

Calciumhydride is een set kristallen met een witte orthorombische structuur als het puur is. Over het algemeen is het zeldzaam om het in deze vorm te vinden, dus het heeft meestal een grijsachtige tint. Het mist een karakteristieke geur. Het uiterlijk is te zien in figuur 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Het heeft een molecuulgewicht van 42.094 g / mol, heeft een smeltpunt van 816 graden Celsius en een dichtheid van 1,70 g / ml. Als het oplost in water reageert het heftig met de productie van waterstof. Het reageert ook met alcohol (National Center for Biotechnology Information., S.F.).

Reactiviteit en gevaren

Calciumhydride is een stabiele chemische stof, hoewel het zeer reactief is voor water of vocht. In contact met water komen er ontvlambare waterstofgassen vrij die spontaan kunnen ontbranden.

Het wordt als een explosief middel beschouwd. Bij verhitting in een reactie met tetrahydrofuran kan dit een explosie veroorzaken. Wanneer gemengd met chloraat, hypochloriet, bromaat, kaliumperchloraat, wordt het gevoelig voor hitte, wrijving en wordt het explosief (Calciumhydride 7789-78-8, 2016).

Wanneer het zilverfluoride wordt platgedrukt met calciumhydride, wordt de massa gloeiend. Sterke verhitting van de hydride met chloor, broom of jodium leidt tot gloeiing.

Mengsels van het hydride met verschillende bromaten, bijvoorbeeld bariumbromaat of chloraten, bijvoorbeeld bariumchloraat en perchloraten zoals kaliumperchloraat, exploderen bij trituratie. CaH2 reageert gloeiend met zilverfluoride als het aan wrijving onderhevig is.

Deze verbinding moet worden behandeld onder een inerte atmosfeer. Als het niet op de juiste manier wordt behandeld, kan dit een ernstige bedreiging vormen voor de gezondheid en veiligheid van laboratoriumpersoneel, redders en afhandelaars van chemische afvalstoffen (UC-centrum voor laboratoriumveiligheid, 2013).

Zeer gevaarlijk in geval van contact met huid of ogen, omdat het irriterend is. Zeer gevaarlijk in geval van contact met de huid omdat het bijtend kan zijn.

Het is ook gevaarlijk bij inslikken en inademen. De hoeveelheid weefselschade hangt af van de lengte van het contact. Contact met de ogen kan leiden tot schade aan de cornea of ​​blindheid.

Contact met de huid kan ontsteking en blaren veroorzaken. Inademing van stof veroorzaakt irritatie van het maagdarmkanaal of de luchtwegen, gekenmerkt door verbranding, niezen en hoesten.

Ernstige overbelichting kan longbeschadiging, verstikking, bewusteloosheid en zelfs de dood veroorzaken. De ontsteking van het oog wordt gekenmerkt door roodheid, irritatie en jeuk. Ontsteking van de huid wordt gekenmerkt door jeuk, peeling, roodheid of soms blaarvorming.

Herhaalde blootstelling van de ogen tot een laag niveau kan oogirritatie veroorzaken. Herhaalde blootstelling aan de huid kan plaatselijke huidbeschadiging of dermatitis veroorzaken.

Herhaaldelijke inademing van stof kan een variërende mate van irritatie van de luchtwegen of longschade veroorzaken. Herhaalde of langdurige inademing van stof kan chronische irritatie van de luchtwegen veroorzaken (Material Safety Data Sheet Calcium hydride MSDS, 2005).

In geval van contact met de ogen, moeten ze onmiddellijk gedurende ten minste 15 minuten met veel water worden gespoeld, waarbij af en toe de bovenste en onderste oogleden worden opgetild..

In geval van contact met de huid onmiddellijk afspoelen met veel water gedurende tenminste 15 minuten, terwijl verontreinigde kleding en schoenen moeten worden verwijderd.

In geval van inslikken, mag braken niet worden veroorzaakt. Er moet een antigifcentrum worden gebeld. Het is raadzaam om het terrein van de tentoonstelling te verlaten en onmiddellijk naar buiten te gaan.

In geval van inademing is het, als ademen moeilijk is, nodig om zuurstof toe te dienen. Mond-op-mond-beademing mag niet worden gegeven als het slachtoffer de stof heeft ingeslikt of ingeademd.

Kunstmatige beademing moet worden geïnduceerd met behulp van een zakmasker dat is uitgerust met een unidirectionele klep of ander geschikt ademhalingsapparaat. In alle gevallen moet onmiddellijk medische hulp worden ingeroepen.

Behandeling en opslag

De verbinding moet in een droge container worden bewaard, uit de buurt van hitte. Het moet uit de buurt van ontstekingsbronnen worden gehouden. Stof niet inademen. Er mag geen water aan dit product worden toegevoegd

In geval van onvoldoende ventilatie, draag geschikte ademhalingsapparatuur zoals een filtermasker. In geval van blootstelling, dient u een arts te raadplegen en het etiket zo veel mogelijk te laten zien. Vermijd contact met huid en ogen.

Brandbare materialen moeten over het algemeen worden bewaard in een aparte beveiligingskast of opslagruimte. Houd de container goed gesloten.

Op een koele en goed geventileerde plaats bewaren. Alle apparatuur die materiaal bevat om elektrische vonken te vermijden, moet geaard zijn. De container moet droog en op een koele plaats worden bewaard.

Het is een niet-brandbaar materiaal. Brandbestrijders moeten echter geschikte apparatuur dragen terwijl ze een brand rond deze chemische verbinding blussen.

Het is nooit raadzaam om water te gebruiken om een ​​vuur rond calciumhydride te blussen. Droog zand kan worden gebruikt, evenals verbindingen zoals natriumchloride en natriumcarbonaat voor dit doel.

Om calciumhydride-afval te verwijderen, moet het worden ontleed door 25 ml methanol per gram hydride onder stikstof toe te voegen onder roeren.

Zodra de reactie is voltooid, wordt hetzelfde volume water aan de waterige calciummethoxideverbinding toegevoegd en met veel water in de afvoer geloosd (National Research Council, 1995)..

Toepassingen en toepassingen

Droogmiddel

Kaliumhydride is een relatief mild droogmiddel. Vanwege deze reden is het gebruik van deze verbinding als een droogmiddel veiliger in vergelijking met meer reactieve middelen, zoals natrium-kalium en natriummetaallegeringen. Reageert met water op de volgende manier:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

De hydrolyseproducten van deze reactie, waterstof (gas) en Ca (OH) 2 (een waterig mengsel), kunnen worden gescheiden van het chemische oplosmiddel na een filtratie-, destillatie- of decantatieproces.

Deze chemische verbinding is een effectief droogmiddel voor vele basische oplosmiddelen zoals aminen en pyridine. Soms wordt het gebruikt om oplosmiddelen voor te drogen voordat meer reactieve droogmiddelen worden gebruikt.

Waterstofproductie

In de jaren 1940 was deze verbinding beschikbaar als een bron van waterstof onder de handelsnaam "Hydrolith".

Het is lange tijd als een bron van waterstof gebruikt. Het wordt nog steeds gebruikt om zuivere waterstof in laboratoria te produceren voor verschillende experimenten, geavanceerde brandstofcellen en batterijtoepassingen (American Elements, S.F.).

De verbinding wordt al decennia lang op grote schaal gebruikt als een veilig en gemakkelijk middel om weerballonnen op te blazen.

Evenzo wordt het regelmatig in laboratoria gebruikt om kleine hoeveelheden zeer zuivere waterstof voor experimenten te produceren. Het vochtgehalte van dieselbrandstof wordt berekend door de waterstof die wordt ontwikkeld na behandeling met CaH2.

Reductiemiddel

Bij verhitting tussen 600 en 1000 graden Celsius, zirkoonoxide, niobiumoxide, uranium, chroom, titaan, vanadium en tantaal worden gereduceerd tot het poeder van deze metalen te bereiden, zodat calciumhydride kan worden gebruikt in de metallurgie van stof.

De volgende reactie illustreert de manier waarop calciumhydride werkt als een reductiemiddel:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Nadeel bij het gebruik van calciumhydride

Deze chemische verbinding heeft vaak de voorkeur als droogmiddel; Het heeft echter ook enkele nadelen:

-De droogwerking van deze verbinding is traag, omdat het niet oplosbaar is in enig oplosmiddel waarmee het niet heftig reageert.

-Deze poederverbinding is incompatibel met veel oplosmiddelen. Je reactie met chloorkoolstoffen kan zelfs explosies veroorzaken.

-Het kan niet worden gebruikt voor het verwijderen van zuurstofarme oplosmiddelen, omdat het niet in staat is opgeloste zuurstof te elimineren.

-Het onderscheid tussen calciumhydride en calciumhydroxide is vrij moeilijk vanwege de vergelijkbare verschijningsvormen.

referenties

1. Amerikaanse elementen. (S.F.). calciumhydride. Opgehaald van americanelements.com: americanelements.com.
2. Calcium Hydride 7789-78-8. (2016). Opgehaald van chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. calciumhydride. (N.D.). Teruggeplaatst van scheikundeleerder: chemistrylearner.com.
4. Veiligheidsinformatieblad Calciumhydride MSDS. (2005, 10 oktober). Opgehaald van sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (S.F.). PubChem Compound-database; CID = 105052. Teruggeplaatst van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. nationale onderzoeksraad. (1995). Voorzichtige praktijken in het laboratorium: behandeling en verwijdering van chemicaliën. Washinton: NationalAcademy Press.
7. Royal Society of Chemistry. (2015). calciumhydride ID 94784. Afkomstig van chemspider.com: chemspider.com.
8. UC-centrum voor laboratoriumveiligheid. (2013, 18 januari). standaardwerkwijze calciumhydride. Teruggeplaatst van chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.