Wodorek wapnia (CaH2) Właściwości, reaktywność i zastosowania

The wodorek wapnia jest związkiem chemicznym o wzorze CaH2, który czyni z niego wodorek metalu ziem alkalicznych. Ten związek chemiczny ma dwa wiązania jonowe między wapniem a dwoma jonami wodorkowymi, jak pokazano na rysunku 1.

Jest to wodorek solny, co oznacza, że ​​jego struktura jest podobna do soli. Jego krystaliczna struktura jest taka sama jak struktura chlorku ołowiu (minerału Cotunnite), jak pokazano na rysunku 2.

Wszystkie metale alkaliczne i ziem alkalicznych tworzą sole wodorkowe. W chemii wodorek jest anionem wodorowym, H- lub, częściej, związkiem, w którym jedno lub więcej centrów wodorowych ma właściwości nukleofilowe, redukujące lub zasadowe.

W związkach uważanych za wodorki, atom wodoru jest przyłączony do bardziej elektropozytywnego elementu lub grupy.

Może być wytwarzany przez reakcję wapnia i wodoru w temperaturze od 300 do 400 stopni Celsjusza. Innym sposobem przygotowania wodorku wapnia jest ogrzewanie chlorku wapnia razem z wodorem i metalem sodowym. Reakcja przebiega następująco:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

W tej reakcji wapń (Ca) i wodór (H) tworzą cząsteczkę wodorku wapnia, podczas gdy atomy sodu wraz z chlorem tworzą cząsteczki chlorku sodu (NaCl).

Wodorek wapnia może być również wytwarzany przez redukcję tlenku wapnia (CaO) z magnezem (Mg). Reakcję prowadzi się w obecności wodoru. Ta reakcja wytwarza także tlenek magnezu (MgO). Poniżej znajduje się wzór na tę reakcję chemiczną:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Indeks

• 1 Właściwości fizyczne i chemiczne wodorku wapnia
• 2 Reaktywność i zagrożenia
• 3 Obsługa i przechowywanie
• 4 Zastosowania i aplikacje
  • 4.1 Środek suszący
  • 4.2 Produkcja wodoru
  • 4.3 Środek redukujący
• 5 Wada przy stosowaniu wodorku wapnia
• 6 referencji

Właściwości fizyczne i chemiczne wodorku wapnia

Wodorek wapnia to zestaw kryształów o białej strukturze rombowej, gdy jest czysty. Ogólnie rzecz biorąc, rzadko można go znaleźć w tej formie, więc zwykle ma szarawy odcień. Brak mu charakterystycznego zapachu. Jego wygląd pokazano na rysunku 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ma masę cząsteczkową 42 094 g / mol, ma temperaturę topnienia 816 stopni Celsjusza i gęstość 1,70 g / ml. Jeśli rozpuszcza się w wodzie, reaguje gwałtownie wytwarzając wodór. Reaguje również z alkoholem (National Center for Biotechnology Information., S.F.).

Reaktywność i zagrożenia

Wodorek wapnia jest stabilną substancją chemiczną, chociaż jest wysoce reaktywny na wodę lub wilgoć. W kontakcie z wodą uwalnia łatwopalne gazy wodorowe, które mogą zapalić się samorzutnie.

Jest uważany za związek wybuchowy. Po podgrzaniu w reakcji z tetrahydrofuranem może spowodować wybuch. Po zmieszaniu z chloranem, podchlorynem, bromianem, nadchloranem potasu staje się wrażliwy na ciepło, tarcie i staje się wybuchowy (wodorek wapnia 7789-78-8, 2016).

Gdy fluorek srebra jest kruszony wodorkiem wapnia, masa staje się żarząca. Silne ogrzewanie wodorku za pomocą chloru, bromu lub jodu prowadzi do żarzenia.

Mieszaniny wodorku z różnymi bromianami, na przykład bromian baru lub chlorany, na przykład chloran baru i nadchlorany, takie jak nadchloran potasu, wybuchają po roztarciu. CaH2 reaguje żarowo z fluorkiem srebra, jeśli podlega tarciu.

Z tym związkiem należy obchodzić się w atmosferze obojętnej. W przypadku niewłaściwego postępowania może stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa personelu laboratoryjnego, ratowników i podmiotów zajmujących się usuwaniem odpadów chemicznych (centrum bezpieczeństwa laboratoryjnego UC, 2013).

Wyjątkowo niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą lub oczami, ponieważ jest drażniący. Bardzo niebezpieczny w przypadku kontaktu ze skórą, ponieważ może być żrący.

Jest to również niebezpieczne w przypadku spożycia i wdychania. Ilość uszkodzeń tkanki zależy od długości kontaktu. Kontakt z oczami może spowodować uszkodzenie rogówki lub ślepotę.

Kontakt ze skórą może powodować stany zapalne i pęcherze. Wdychanie pyłu spowoduje podrażnienie przewodu pokarmowego lub dróg oddechowych, charakteryzujące się paleniem, kichaniem i kaszlem.

Ciężkie nadmierne narażenie może spowodować uszkodzenie płuc, uduszenie, utratę przytomności, a nawet śmierć. Zapalenie oka charakteryzuje się zaczerwienieniem, podrażnieniem i świądem. Zapalenie skóry charakteryzuje się świądem, łuszczeniem, zaczerwienieniem lub czasami pęcherzami.

Powtarzające się narażenie oczu na niski poziom może powodować podrażnienie oczu. Powtarzające się narażenie na skórę może spowodować miejscowe zniszczenie skóry lub zapalenie skóry.

Powtarzające się wdychanie pyłu może powodować różny stopień podrażnienia dróg oddechowych lub uszkodzenia płuc. Powtarzające się lub długotrwałe wdychanie pyłu może powodować przewlekłe podrażnienie dróg oddechowych (Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Wodorek wapnia MSDS, 2005).

W przypadku kontaktu z oczami należy je natychmiast przepłukać dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut, od czasu do czasu podnosząc górne i dolne powieki.

W przypadku kontaktu ze skórą należy natychmiast przepłukać dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut, zdejmując skażoną odzież i buty.

W przypadku połknięcia nie należy wywoływać wymiotów. Należy wezwać centrum kontroli zatruć. Wskazane jest, aby opuścić teren wystawy i natychmiast przenieść się na zewnątrz.

W przypadku wdychania, jeśli oddychanie jest utrudnione, konieczne jest dostarczenie tlenu. Oddychanie z ust do ust nie powinno być wykonywane, jeśli ofiara połknęła lub wdychała substancję.

Sztuczne oddychanie powinno być wywołane za pomocą kieszonkowej maski wyposażonej w jednokierunkowy zawór lub inne odpowiednie medyczne urządzenie oddechowe. We wszystkich przypadkach należy natychmiast uzyskać pomoc medyczną.

Obsługa i przechowywanie

Związek należy przechowywać w suchym pojemniku z dala od ciepła. Powinien być trzymany z dala od źródeł zapłonu. Nie wdychać pyłu. Do tego produktu nie należy dodawać wody

W przypadku niedostatecznej wentylacji nosić odpowiedni sprzęt do oddychania, taki jak maska ​​filtrująca. W przypadku narażenia powinieneś zwrócić się o pomoc medyczną i pokazać etykietę w miarę możliwości. Unikać kontaktu ze skórą i oczami.

Materiały łatwopalne, na ogół, powinny być przechowywane w oddzielnej szafie lub pomieszczeniu magazynowym. Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty.

Przechowywać w chłodnym i dobrze wentylowanym miejscu. Wszystkie urządzenia zawierające materiał, aby uniknąć iskier elektrycznych, muszą być uziemione. Pojemnik należy przechowywać w suchym miejscu w chłodnym miejscu.

Jest to materiał niepalny. Jednak strażacy muszą nosić odpowiedni sprzęt podczas gaszenia pożaru wokół tego związku chemicznego.

Nigdy nie zaleca się używania wody do gaszenia ognia wokół wodorku wapnia. W tym celu można stosować suchy piasek, a także związki, takie jak chlorek sodu i węglan sodu.

Aby usunąć odpady wodorku wapnia, należy go rozłożyć przez dodanie 25 ml metanolu na każdy gram wodorku w atmosferze azotu podczas mieszania.

Po zakończeniu reakcji tę samą objętość wody dodaje się do wodnego związku metanolanu wapnia i odprowadza do kanalizacji z dużą ilością wody (National Research Council, 1995)..

Zastosowania i aplikacje

Środek suszący

Wodorek potasu jest stosunkowo łagodnym środkiem suszącym. Z tego powodu stosowanie tego związku jako środka osuszającego jest bezpieczniejsze w porównaniu z bardziej reaktywnymi środkami, takimi jak sodowo-potasowe i sodowe stopy metali. Reaguje z wodą w następujący sposób:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Produkty hydrolizy tej reakcji, wodór (gaz) i Ca (OH) 2 (mieszanina wodna) można oddzielić od rozpuszczalnika chemicznego po procesie filtracji, destylacji lub dekantacji.

Ten związek chemiczny jest skutecznym środkiem osuszającym dla wielu podstawowych rozpuszczalników, takich jak aminy i pirydyna. Czasami jest on używany do wstępnego suszenia rozpuszczalników przed użyciem bardziej reaktywnych środków osuszających.

Produkcja wodoru

W latach czterdziestych związek ten był dostępny jako źródło wodoru pod nazwą handlową „Hydrolith”.

Przez długi czas był używany jako źródło wodoru. Nadal jest wykorzystywany do produkcji czystego wodoru w laboratoriach do różnych eksperymentów, zaawansowanych ogniw paliwowych i akumulatorów (American Elements, S.F.).

Związek ten jest szeroko stosowany od dziesięcioleci jako bezpieczny i wygodny sposób pompowania balonów pogodowych.

Podobnie jest regularnie wykorzystywany w laboratoriach do produkcji małych ilości wysoce czystego wodoru do eksperymentów. Zawartość wilgoci w oleju napędowym oblicza się za pomocą wodoru wytworzonego po obróbce CaH2.

Środek redukujący

Po podgrzaniu od 600 do 1000 stopni Celsjusza można zredukować tlenek cyrkonu, niob, uran, chrom, tytan, wanad i tantal w celu przygotowania proszku z tych metali, dzięki czemu wodorku wapnia można używać w metalurgii kurzu.

Następująca reakcja ilustruje sposób, w jaki wodorek wapnia działa jako środek redukujący:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Wada przy stosowaniu wodorku wapnia

Ten związek chemiczny jest często preferowanym wyborem jako środek suszący; Ma jednak także pewne wady:

-Działanie suszące tego związku jest powolne, ponieważ nie jest rozpuszczalne w żadnym rozpuszczalniku, z którym nie reaguje gwałtownie.

-Ten proszek jest niekompatybilny z wieloma rozpuszczalnikami. Twoja reakcja z chlorowęglowodorami może nawet spowodować wybuchy.

-Nie można go stosować do odtleniaczy rozpuszczalników, ponieważ nie jest w stanie wyeliminować rozpuszczonego tlenu.

-Różnicowanie pomiędzy wodorkiem wapnia i wodorotlenkiem wapnia jest dość trudne ze względu na podobny wygląd.

Referencje

1. Elementy amerykańskie. (S.F.). wodorek wapnia. Pobrane z americanelements.com: americanelements.com.
2. Wodorek wapnia 7789-78-8. (2016). Źródło: Chemicalbook.com: Chemicalbook.com.
3. wodorek wapnia. (s.f.). Źródło: uczeń chemii: chemistrylearner.com.
4. Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Wodorek wapnia MSDS. (2005, 10 października). Źródło: sciencelab.com: sciencelab.com.
5. National Center for Biotechnology Information. (S.F.). PubChem Compound Database; CID = 105052. Źródło: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. krajowa rada badawcza. (1995). Rozważne praktyki w laboratorium: postępowanie z chemikaliami i ich usuwanie. Washinton: NationalAcademy Press.
7. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). wodorek wapnia ID 94784. Źródło: chemspider.com: chemspider.com.
8. Centrum UC dla bezpieczeństwa laboratoryjnego. (2013, 18 stycznia). standardowa procedura operacyjna wodorek wapnia. Źródło: chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.