HYDRID VÁPENATÝ (CAH2): VLASTNOSTI, REAKTIVITA A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Hydrid vápenatý je chemická sloučenina vzorce CaH2, což alkalické hydrid uzemnění. Tato chemická sloučenina má dvě iontové vazby mezi vápníkem a dvěma hydridovými ionty, jak je znázorněno na obrázku 1.

Je to fyziologický roztok, což znamená, že jeho struktura je podobná jako sůl. Jeho krystalická struktura je stejná jako u chloridu olovnatého (cotunnitového minerálu), jak je znázorněno na obrázku 2.

Obrázek 1: struktura hydridu vápenatého

Obrázek 2: krystalická struktura hydridu vápenatého

Všechny alkalické kovy a kovy alkalických zemin tvoří hydridové soli. V chemii je hydridem aniont vodíku, H- nebo, běžněji, je to sloučenina, ve které má jedno nebo více center vodíku nukleofilní, redukční nebo bazické vlastnosti.

Ve sloučeninách, které jsou považovány za hydridy, je atom vodíku připojen k elektropozitivnějšímu prvku nebo skupině.

Může být vyroben reakcí vápníku a vodíku při teplotě mezi 300 a 400 ° C. Dalším způsobem přípravy hydridu vápenatého je zahřívání chloridu vápenatého společně s vodíkem a kovovým sodíkem. Reakce probíhá následovně:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

Při této reakci tvoří vápník (Ca) a vodík (H) molekulu hydridu vápenatého, zatímco atomy sodíku společně s chlorem vytvářejí molekuly chloridu sodného (NaCl).

Hydrid vápenatý může být také vyroben redukcí oxidu vápenatého (CaO) hořčíkem (Mg). Reakce se provádí v přítomnosti vodíku. Tato reakce také produkuje oxid hořečnatý (MgO). Níže je uveden vzorec pro tuto chemickou reakci:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Fyzikální a chemické vlastnosti hydridu vápenatého

Hydrid vápenatý je sada krystalů s ortorombickou strukturou, která je bílá, pokud je čistá. Obecně je vzácné najít ji v této podobě, takže má sklon mít šedivý odstín. Chybí charakteristický zápach. Jeho vzhled je znázorněn na obrázku 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Obrázek 3: vzhled hydridu vápenatého

Má molekulovou hmotnost 42,094 g / mol, má teplotu tání 816 stupňů Celsia a hustotu 1,70 g / ml. Pokud se rozpustí ve vodě, prudce reaguje a vytváří vodík. Reaguje také s alkoholem (Národní centrum pro biotechnologické informace., SF).

Reaktivita a nebezpečí

Hydrid vápenatý je stabilní chemická látka, i když je vysoce reaktivní na vodu nebo vlhkost. Při kontaktu s vodou uvolňuje hořlavé vodíkové plyny, které se mohou spontánně vznítit.

Je považován za výbušnou směs. Při zahřátí v reakci s tetrahydrofuranem může dojít k explozi. Při smíchání s chlorečnanem, chlornanem, bromičnanem, chloristanem draselným se stává citlivým na teplo, tření a stává se výbušným (hydrid vápenatý 7789-78-8, 2016).

Když je fluorid stříbrný rozdrcen hydridem vápenatým, hmota se stává žhnoucí. Silné zahřívání hydridu chlorem, bromem nebo jodem vede k žhavení.

Směsi hydridu s různými bromičnany, například bromičnanem barnatým nebo chlorečnany, například chlorečnan barnatý a chloristany, jako je chloristan draselný, explodují při mletí. CaH2 reaguje žárově s fluoridem stříbrným, pokud je vystaven tření.

S touto sloučeninou se musí zacházet v inertní atmosféře. Pokud se s ním nebude správně zacházet, může představovat vážné ohrožení zdraví a bezpečnosti pracovníků laboratoře, prvních respondentů a zpracovatelů chemických odpadů (středisko UC pro laboratorní bezpečnost, 2013).

Extrémně nebezpečný v případě kontaktu s kůží nebo očima, protože je dráždivý. V případě kontaktu s pokožkou je velmi nebezpečný, protože může být leptavý.

Je také nebezpečný v případě požití a vdechnutí. Velikost poškození tkáně závisí na délce kontaktu. Kontakt s očima může způsobit poškození rohovky nebo slepotu.

Kontakt s kůží může způsobit zánět a puchýře. Vdechování prachu způsobí podráždění gastrointestinálního nebo dýchacího traktu, které se vyznačuje spálením, kýcháním a kašlem.

Těžká nadměrná expozice může způsobit poškození plic, udušení, bezvědomí nebo dokonce smrt. Zánět oka je charakterizován zarudnutím, zaléváním a svěděním. Zánět kůže je charakterizován svěděním, peelingem, zarudnutím nebo příležitostně puchýřky.

Opakovaná expozice očí na nízké úrovni může způsobit podráždění očí. Opakovaná expozice kůže může způsobit lokální destrukci kůže nebo dermatitidu.

Opakované vdechování prachu může způsobit různé stupně podráždění dýchacích cest nebo poškození plic. Opakované nebo dlouhodobé vdechování prachu může způsobit chronické podráždění dýchacích cest (Bezpečnostní list k materiálu Calciumhydride MSDS, 2005).

V případě kontaktu s očima by měly být okamžitě vypláchnuty velkým množstvím vody po dobu nejméně 15 minut, občas nadzvednuty horní a spodní víčka.

V případě kontaktu s kůží okamžitě opláchněte velkým množstvím vody po dobu nejméně 15 minut a současně odstraňte kontaminovaný oděv a obuv.

V případě požití by nemělo být vyvoláno zvracení. Je třeba zavolat toxické kontrolní středisko. Je vhodné opustit místo expozice a okamžitě se pohybovat venku.

V případě vdechnutí, je-li dýchání obtížné, je nutné dodávat kyslík. Resuscitace z úst do úst by neměla být podávána, pokud oběť polkla nebo vdechla látku.

Umělé dýchání by mělo být indukováno pomocí masky kapsy vybavené jednosměrným ventilem nebo jiným vhodným respiračním lékařským zařízením. Ve všech případech je třeba okamžitě vyhledat lékařskou pomoc.

Manipulace a skladování

Sloučenina by měla být uchovávána v suché nádobě mimo dosah tepla. Měl by být umístěn mimo zdroje zapálení. Prach by neměl být vdechován. K tomuto výrobku by se neměla přidávat voda

V případě nedostatečné ventilace používejte vhodné dýchací vybavení, například filtrační masku. V případě expozice vyhledejte lékařskou pomoc a pokud možno zobrazte štítek. Vyvarujte se kontaktu s kůží a očima.

Hořlavé materiály by obecně měly být skladovány v oddělené bezpečnostní skříni nebo skladovací místnosti. Uchovávejte obal těsně uzavřený.

Uchovávejte na chladném a dobře větraném místě. Veškeré zařízení obsahující materiál musí být uzemněno, aby nedošlo k jiskření elektrickým proudem. Nádoba by měla být udržována v suchu a na chladném místě.

Je to nehořlavý materiál. Hasiči však musí při hašení požáru kolem této chemické sloučeniny nosit vhodné vybavení.

Nikdy není vhodné používat vodu k uhasení ohně kolem hydridu vápenatého. K tomuto účelu lze použít suchý písek a sloučeniny, jako je chlorid sodný a uhličitan sodný.

Aby se odstranily zbytky hydridu vápenatého, musí se za míchání rozložit přidáním 25 ml methanolu na každý gram hydridu pod atmosférou dusíku.

Po dokončení reakce se do vodné sloučeniny methoxidu vápenatého přidá stejný objem vody a vypustí se do odtoku velkým množstvím vody (Národní rada pro výzkum, 1995).

Použití a aplikace

Vysoušedlo

Hydrid draselný je relativně mírné sušidlo. Z tohoto důvodu je použití této sloučeniny jako vysoušedla bezpečnější ve srovnání s reaktivnějšími činidly, jako jsou sodík-draslík a slitiny sodíku. Reaguje s vodou následujícím způsobem:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Hydrolytické produkty této reakce, vodík (plyn) a Ca (OH) 2 (vodná směs), mohou být separovány z chemického rozpouštědla po filtraci, destilaci nebo dekantaci.

Tato chemická sloučenina je účinným vysoušedlem pro mnoho základních rozpouštědel, jako jsou aminy a pyridin. Někdy se používá k předsušení rozpouštědel před použitím reaktivnějších vysoušedel.

Výroba vodíku

Ve 40. letech 20. století byla tato sloučenina dostupná jako zdroj vodíku pod obchodním názvem „Hydrolith“.

Už dlouho se používá jako zdroj vodíku. V laboratořích se stále používá k výrobě čistého vodíku pro různé experimenty, pokročilé palivové články a aplikace baterií (American Elements, SF).

Sloučenina se po desetiletí široce používá jako bezpečný a pohodlný prostředek k nafouknutí meteorologických balónků.

V laboratořích se také pravidelně používá k výrobě malého množství vysoce čistého vodíku pro experimenty. Obsah vlhkosti v motorové naftě se počítá z vodíku vyvinutého po zpracování CaH2.

Redukční činidlo

Při zahřátí na 600 až 1000 stupňů Celsia lze oxid zirkoničitý, niob, uran, chrom, titan, vanad a tantal redukovat k přípravě prášku z těchto kovů, takže hydrid vápenatý lze použít v metalurgii prachu.

Následující reakce ilustruje, jak hydrid vápenatý působí jako redukční činidlo:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Nevýhoda při použití hydridu vápenatého

Tato chemická sloučenina je často preferovanou volbou jako sušícího činidla; Má však také některé nevýhody:

-Sušivý účinek této sloučeniny je pomalý, protože není rozpustný v žádném rozpouštědle, se kterým nereaguje násilně.

-Tato prášková sloučenina je nekompatibilní s mnoha rozpouštědly. Jejich reakce s chlorovanými uhlovodíky může dokonce způsobit výbuch.

- Nelze použít pro deoxygenační rozpouštědla, protože není schopna odstranit rozpuštěný kyslík.

- Rozlišování mezi hydridem vápenatým a hydroxidem vápenatým je poměrně obtížné vzhledem k jejich podobnému vzhledu.

Reference

1. Americké prvky. (SF). hydrid vápenatý. Citováno z americanelements.com: americanelements.com.
2. Hydrid vápenatý 7789-78-8. (2016). Citováno z webu chemikbook.com: chemicalbook.com.
3. hydrid vápenatý. (sf). Citováno z učebnice chemie: chemistrylearner.com.
4. Bezpečnostní list materiálu MSDS hydridu vápenatého. (2005, 10. října). Citováno z Sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Národní centrum pro biotechnologické informace. (SF). PubChem Compound Database; CID = 105052. Citováno z Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. národní výzkumná rada. (devatenáct devadesát pět). Obezřetné praktiky v laboratoři: Zacházení a likvidace chemikálií. Washinton: NationalAacademy Press.
7. Královská společnost chemie. (2015). hydrid vápenatý ID 94784. Citováno z: chemspider.com: chemspider.com.
8. UC centrum pro laboratorní bezpečnost. (2013, 18. ledna). standardní pracovní postup hydrid vápenatý. Citováno z chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.