Proprietà di calcio idruro (CaH2), reattività e usi

il idruro di calcio è un composto chimico di formula CaH2, che lo rende un idruro alcalino terroso. Questo composto chimico ha due legami ionici tra il calcio e i due ioni idruro, come mostrato nella Figura 1.

È un idruro salino, il che significa che la sua struttura è simile al sale. La sua struttura cristallina è la stessa di quella del cloruro di piombo (minerale di cotunnite) come mostrato in figura 2.

Tutti i metalli alcalini e alcalino-terrosi formano sali di idruro. In chimica, un idruro è l'anione di idrogeno, H- o, più comunemente, un composto in cui uno o più centri di idrogeno hanno proprietà nucleofile, riducenti o basiche.

Nei composti che sono considerati idruri, l'atomo di idrogeno è collegato ad un elemento o gruppo più elettropositivo.

Può essere prodotto facendo reagire calcio e idrogeno a una temperatura compresa tra 300 e 400 gradi centigradi. Un altro modo per preparare l'idruro di calcio è quello di riscaldare il cloruro di calcio insieme all'idrogeno e al sodio. La reazione avviene come segue:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

In questa reazione il calcio (Ca) e l'idrogeno (H) creano una molecola di idruro di calcio mentre gli atomi di sodio insieme al cloro creano molecole di cloruro di sodio (NaCl).

L'idruro di calcio può anche essere prodotto riducendo l'ossido di calcio (CaO) con il magnesio (Mg). La reazione viene condotta in presenza di idrogeno. Questa reazione produce anche ossido di magnesio (MgO). Di seguito è riportata la formula per questa reazione chimica:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

indice

• 1 Proprietà fisiche e chimiche dell'idruro di calcio
• 2 Reattività e rischi
• 3 Manipolazione e stoccaggio
• 4 usi e applicazioni
  • 4.1 Agente disseccante
  • 4.2 Produzione di idrogeno
  • 4.3 Riducente agente
• 5 Svantaggi nell'uso di calcio idruro
• 6 riferimenti

Proprietà fisiche e chimiche dell'idruro di calcio

Il calcio idruro è un gruppo di cristalli ortorombici di colore bianco quando è puro. In genere, è raro trovarlo in questa forma, quindi di solito ha una tonalità grigiastra. Manca un odore caratteristico. Il suo aspetto è mostrato nella Figura 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ha un peso molecolare di 42.094 g / mol, ha un punto di fusione di 816 gradi Celsius e una densità di 1,70 g / ml. Se si scioglie in acqua reagisce violentemente producendo idrogeno. Reagisce anche con l'alcol (Centro nazionale per le informazioni biotecnologiche., S.F.).

Reattività e rischi

L'idruro di calcio è una sostanza chimica stabile, sebbene sia altamente reattivo all'acqua o all'umidità. A contatto con l'acqua, rilascia gas di idrogeno infiammabili che possono accendersi spontaneamente.

È considerato un composto esplosivo. Se riscaldato in una reazione con tetraidrofurano, può causare un'esplosione. Quando viene miscelato con clorato, ipoclorito, bromato, perclorato di potassio, diventa sensibile al calore, all'attrito e diventa esplosivo (calcio idruro 7789-78-8, 2016).

Quando il fluoruro d'argento viene schiacciato con idruro di calcio, la massa diventa incandescente. Il forte riscaldamento dell'idruro con cloro, bromo o iodio porta all'incandescenza.

Miscele dell'idruro con vari bromati, ad esempio bromato di bario o clorati, ad esempio cloruro di bario e perclorati come perclorato di potassio, esplodono dopo triturazione. CaH2 reagisce incandescente con fluoruro d'argento se soggetto ad attrito.

Questo composto deve essere maneggiato in un'atmosfera inerte. Se non viene gestito correttamente, può rappresentare una seria minaccia per la salute e la sicurezza del personale di laboratorio, dei bagnini e degli addetti ai rifiuti chimici (centro UC per la sicurezza dei laboratori, 2013).

Estremamente pericoloso in caso di contatto con la pelle o gli occhi, poiché è irritante. Molto pericoloso in caso di contatto con la pelle perché può essere corrosivo.

È anche pericoloso in caso di ingestione e inalazione. La quantità di danni ai tessuti dipende dalla lunghezza del contatto. Il contatto con gli occhi può provocare danni alla cornea o cecità.

Il contatto con la pelle può causare infiammazioni e vesciche. L'inalazione di polvere produrrà irritazione del tratto gastrointestinale o delle vie respiratorie, caratterizzata da bruciore, starnuti e tosse.

Una grave sovraesposizione può causare danni ai polmoni, asfissia, perdita di coscienza e persino la morte. L'infiammazione dell'occhio è caratterizzata da arrossamento, irritazione e prurito. L'infiammazione della pelle è caratterizzata da prurito, desquamazione, arrossamento o, occasionalmente, formazione di vesciche.

L'esposizione ripetuta degli occhi ad un livello basso può causare irritazione agli occhi. L'esposizione ripetuta alla pelle può causare distruzione della pelle locale o dermatite.

L'inalazione ripetuta di polvere può produrre un diverso grado di irritazione respiratoria o danno polmonare. L'inalazione ripetuta o prolungata di polvere può causare irritazione respiratoria cronica (Scheda dati di sicurezza del materiale idruro di calcio MSDS, 2005).

In caso di contatto con gli occhi, devono essere immediatamente risciacquati con abbondante acqua per almeno 15 minuti, sollevando occasionalmente le palpebre superiori e inferiori.

In caso di contatto con la pelle, sciacquare immediatamente con abbondante acqua per almeno 15 minuti durante la rimozione di indumenti e scarpe contaminati.

In caso di ingestione, non deve essere indotto il vomito. Dovrebbe essere chiamato un centro antiveleni. Si consiglia di lasciare il luogo di esposizione e spostarsi immediatamente all'esterno.

In caso di inalazione, se la respirazione diventa difficile, è necessario fornire ossigeno. La respirazione bocca a bocca non deve essere somministrata se la vittima ha ingerito o inalato la sostanza.

La respirazione artificiale deve essere indotta con l'aiuto di una maschera tascabile dotata di valvola unidirezionale o altro dispositivo medico respiratorio adatto. In tutti i casi, l'attenzione medica deve essere ottenuta immediatamente.

Manipolazione e stoccaggio

Il composto deve essere conservato in un contenitore asciutto lontano dal calore. Dovrebbe essere tenuto lontano dalle fonti di accensione. Non respirare la polvere. Non aggiungere acqua a questo prodotto

In caso di ventilazione insufficiente, indossare un apparecchio respiratorio adatto come una maschera filtrante. In caso di esposizione, è necessario consultare un medico e mostrare l'etichetta il più possibile. Evitare il contatto con la pelle e gli occhi.

I materiali infiammabili, in generale, devono essere conservati in un armadietto di sicurezza separato o in una stanza. Tenere il contenitore ben chiuso.

Conservare in un luogo fresco e ben ventilato. Tutte le apparecchiature che contengono materiale per evitare scintille elettriche devono essere messe a terra. Il contenitore deve essere tenuto asciutto e in un luogo fresco.

È un materiale non infiammabile. Tuttavia, i vigili del fuoco devono indossare attrezzature adeguate durante l'estinzione di un incendio attorno a questo composto chimico.

Non è mai consigliabile usare l'acqua per estinguere un incendio intorno all'idruro di calcio. A questo scopo possono essere usati sabbia asciutta e composti come il cloruro di sodio e il carbonato di sodio.

Per rimuovere i rifiuti di idruro di calcio, deve essere decomposto aggiungendo 25 ml di metanolo per ciascun grammo di idruro in atmosfera di azoto durante l'agitazione.

Una volta che la reazione è terminata, lo stesso volume di acqua viene aggiunto al composto di metossido di calcio acquoso e scaricato nello scarico con abbondante acqua (National Research Council, 1995).

Usi e applicazioni

Agente disseccante

L'idruro di potassio è un essiccante relativamente delicato. Per questo motivo, l'uso di questo composto come essiccante è più sicuro rispetto ad altri agenti reattivi, come le leghe di sodio e potassio e sodio. Reagisce con acqua nel modo seguente:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

I prodotti di idrolisi di questa reazione, idrogeno (gas) e Ca (OH) 2 (una miscela acquosa), possono essere separati dal solvente chimico dopo un processo di filtrazione, distillazione o decantazione.

Questo composto chimico è un disidratante efficace per molti solventi di base come ammine e piridina. A volte è usato per pre-asciugare i solventi prima di utilizzare più disidratanti reattivi.

Produzione di idrogeno

Negli anni '40 questo composto era disponibile come fonte di idrogeno con il nome commerciale di "Hydrolith".

È stato usato come fonte di idrogeno per molto tempo. È ancora utilizzato per produrre idrogeno puro nei laboratori per vari esperimenti, celle a combustibile avanzate e applicazioni per batterie (American Elements, S.F.).

Il composto è stato ampiamente utilizzato per decenni come mezzo sicuro e conveniente per gonfiare palloni meteorologici.

Allo stesso modo, viene regolarmente utilizzato nei laboratori per produrre piccole quantità di idrogeno altamente puro per esperimenti. Il contenuto di umidità del gasolio è calcolato dall'idrogeno sviluppato dopo il trattamento con CaH2.

Agente riducente

Quando riscaldato tra 600 e 1000 ° C, ossido di zirconio, niobio, uranio, cromo, titanio, vanadio e tantalio possono essere ridotti per preparare la polvere di questi metalli, così idruro di calcio può essere usato in metallurgia di polvere.

La seguente reazione illustra il modo in cui l'idruro di calcio agisce come agente riducente:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Svantaggio nell'uso di calcio idruro

Questo composto chimico è spesso la scelta preferita come agente essiccante; Tuttavia, ha anche alcuni svantaggi:

-L'azione di essiccazione di questo composto è lenta, poiché non è solubile in nessun solvente con il quale non reagisce violentemente.

-Questa polvere composta è incompatibile con molti solventi. La tua reazione con i clorocarburi può persino causare esplosioni.

-Non può essere usato per i solventi che deossigenano, poiché non è in grado di eliminare l'ossigeno disciolto.

- Differenziare tra l'idruro di calcio e l'idrossido di calcio è abbastanza difficile a causa delle sue apparizioni simili.

riferimenti

1. Elementi americani. (S.F.). idruro di calcio. Estratto da americanelements.com: americanelements.com.
2. Calcio idruro 7789-78-8. (2016). Estratto da chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. idruro di calcio. (N.d.). Estratto dallo studente di chimica: chemistrylearner.com.
4. Scheda di sicurezza del materiale SCHEDIDO di idruro di calcio. (2005, 10 ottobre). Estratto da sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Centro nazionale per le informazioni sulle biotecnologie. (S.F.). Database composto di PubChem; CID = 105052. Estratto da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. consiglio nazionale di ricerca. (1995). Pratiche prudenti in laboratorio: gestione e smaltimento di prodotti chimici. Washinton: NationalAcademy Press.
7. Royal Society of Chemistry. (2015). ID di calcio idruro 94784. Estratto da chemspider.com: chemspider.com.
8. Centro UC per la sicurezza di laboratorio. (2013, 18 gennaio). procedura operativa standard di calcio idruro. Estratto da chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.