Proprietà di idruro di calcio (CAH2), reattività e usi

Lui Idruro di calcio È un composto chimico della formula CAH2, che lo rende un idruro alcalino Terreo. Questo composto chimico ha due legami ionici tra calcio e 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 uguale a quella del cloruro di piombo (minerale Cotunnite) come mostrato nella Figura 2.

Figura 1: struttura idruro di calcio Figura 2: struttura cristallina dell'idruro di calcio

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

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

Può essere prodotto reagendo calcio e idrogeno a una temperatura tra 300 o 400 gradi Celsius. Un altro modo per preparare l'idruro di calcio è riscaldare il cloruro di calcio insieme all'idrogeno e al sodio metallico. 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 verificarsi riducendo l'ossido di calcio (CAO) con magnesio (mg). La reazione è fatta in presenza di idrogeno. Questa reazione produce anche ossido di magnesio (MGO). La formula per questa reazione chimica è presentata di seguito:

CAO + Mg + H2 → CAH2 + MGO

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Proprietà fisiche e chimiche dell'idruro di calcio

L'idruro di calcio è un insieme di cristalli di struttura ortorrombus bianca quando è puro. Generalmente, è raro trovarlo in questo modo, quindi di solito ha un tono grigio. Manca di un odore caratteristico. Il suo aspetto è mostrato nella Figura 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Figura 3: Aspetto dell'idruro di calcio

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 sciolto in acqua, reagisce violentemente l'idrogeno. Reagisce anche con l'alcol (National Center for Biotechnology Information., S.F.).

Reattività e pericoli

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

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

Quando il fluoro d'argento è schiacciato con idruro di calcio, l'impasto diventa incandescente. Il forte riscaldamento dell'idruro con cloro, bromo o iodio porta all'incandescenza.

Miscele di idruro con vari bromati, ad esempio bario o bromato cloratorio, ad esempio clorato di bario e perclurate come il perclorato di potassio, sfruttano durante la schiacciamento. Cah2 reagisce a incandescente con il fluoruro d'argento se è soggetto a attrito.

Questo composto deve essere gestito in un'atmosfera inerte. Se non viene gestito correttamente, può rappresentare una grave minaccia per la salute e la sicurezza del personale di laboratorio, dei bagnini e dei manipolatori dei rifiuti chimici (UC Center for Laboratory Safety, 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 danno ai tessuti dipende dalla lunghezza del contatto. Il contatto visivo può provocare danni corneali o cecità.

Il contatto con la pelle può produrre infiammazione e vesciche. L'inalazione di polvere produrrà irritazione del tratto gastrointestinale o respiratorio, caratterizzata da ardore, starnuti e tosse.

La sovraesposizione grave può causare danni polmonari, soffocamento, incoscienza e persino morte. L'infiammazione dell'occhio è caratterizzata da arrossamento, irrigazione e prurito. L'infiammazione della pelle è caratterizzata da prurito, peeling, arrossamento o, occasionalmente, formazione di ampoule.

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

L'inalazione ripetuta della polvere può produrre un grado variabile di irritazione respiratoria o danno polmonare. L'inalazione ripetuta o prolungata della polvere può causare irritazione respiratoria cronica (SCHEDA DI SICUREZZA IDRIO DI CALCIO MSDS, 2005).

In caso di contatto visivo, devono immediatamente sciacquare con molta acqua per almeno 15 minuti, sollevando occasionalmente le palpebre superiore e inferiore.

In caso di contatto con la pelle, deve essere sciacquato immediatamente con molta acqua per almeno 15 minuti mentre i vestiti e le scarpe contaminati vengono rimossi.

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In caso di assunzione, il vomito non dovrebbe essere indotto. Dovrebbe essere chiamato un centro di controllo dell'avvelenamento. È consigliabile.

In caso di inalazione, se la respirazione è difficile è necessario fornire ossigeno. Non dovresti dare la bocca a bocca se la vittima ingerita o inalata la sostanza.

La respirazione artificiale dovrebbe essere indotta con l'aiuto di una maschera tascabile equipaggiata con una valvola unidirezionale o un altro dispositivo respiratorio adeguato. In tutti i casi, le cure mediche devono essere ottenute immediatamente.

Gestione e spazio di archiviazione

Il composto deve essere tenuto in una ciotola asciutta lontano dal calore. Deve essere tenuto lontano dalle fonti di accensione. La polvere non viene respirata. L'acqua non deve essere aggiunta a questo prodotto

In caso di ventilazione insufficiente, utilizzare attrezzature respiratorie adeguate come maschera da filtro. In caso di esposizione, dovrebbe essere ricercata cure mediche 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 armadio o in una conservazione separata per la sicurezza. Mantenere il contenitore ermeticamente chiuso.

Tieniti in un luogo fresco e ben ventilato. Tutte le apparecchiature contenenti materiale per evitare scintille elettriche devono essere messe a terra. Il contenitore deve essere mantenuto asciutto e in un luogo fresco.

È un materiale non infiammabile. Tuttavia, i vigili del fuoco devono utilizzare le attrezzature appropriate mentre estinguono un incendio attorno a questo composto chimico.

Non è mai consigliabile usare l'acqua per spegnere un incendio attorno all'idruro di calcio. La sabbia secca può essere utilizzata, nonché composti come cloruro di sodio e carbonato di sodio a questo scopo.

Per eliminare i rifiuti di idruro di calcio, deve essere scomposto aggiungendo 25 ml di metanolo per ogni grammo di idruro sotto un'atmosfera di azoto mentre si agita.

Una volta terminata la reazione, lo stesso volume di acqua viene aggiunto al composto acquoso del metodo del calcio e scartato nello scarico con molta acqua (National Research Council, 1995).

Usi e applicazioni

Agente essicante

L'idruro di potassio è un essiccante relativamente morbido. Per questo motivo, l'uso di questo composto come essiccante è più sicuro rispetto a agenti più reattivi, come le leghe di sodio-potassio e sodio. Reagire con l'acqua come segue:

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 a seguito di un processo di filtrazione, distillazione o decantazione.

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Questo composto chimico è un efficace essiccante per molti solventi di base come ammine e piridina. A volte viene utilizzato per asciugare i solventi prima di utilizzare più essiccanti reattivi.

Produzione di idrogeno

Negli anni '40, questo composto era disponibile come fonte di idrogeno sotto il nome commerciale di "idrolite".

È stato usato come fonte di idrogeno per molto tempo. È ancora utilizzato per produrre idrogeno puro nei laboratori per vari esperimenti, batterie a carburante avanzate e applicazioni della batteria (elementi americani, S.F.).

Il composto è stato ampiamente usato per decenni come mezzo sicuro e conveniente per gonfiare i palloncini meteorologici.

Allo stesso modo, viene utilizzato regolarmente nei laboratori per produrre piccole quantità di idrogeno altamente puro per gli esperimenti. Il contenuto di umidità del carburante diesel viene calcolato dall'idrogeno sviluppato dopo il trattamento CAH2.

Agente riducente

Quando viene riscaldato tra 600 e 1000 gradi Celsius, l'ossido di zirconio, il niobio, l'uranio, il cromo, il titanio, il vanadio e il tantal possono essere ridotti per preparare la polvere di questi metalli, quindi l'idruro di calcio può essere usato.

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

Zio + 2Cah2 → Cao + H2 + Ti

Svantaggio nell'uso dell'idruro di calcio

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

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

-Questo composto in polvere è incompatibile con molti solventi. La tua reazione ai clorocarburi può persino causare esplosioni.

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

-La differenziazione tra idruro di calcio e idrossido di calcio è piuttosto difficile a causa delle loro apparenze simili.

Riferimenti

1. Elementi americani. (S.F.). Idruro di calcio. Estratto dagli americani.com: americani.com.
2. Hydruro di calcio 7789-78-8. (2016). Estratto da Chemicalbook.com: chimico.com.
3. Idruro di calcio. (S.F.). Estratto dallo studente di chimica: chimica.com.
4. SCHEDA DATI DI SICUREZZA MATERIALE MSDS MSDS CALCIO. (2005, 10 ottobre). Estratto da sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. (S.F.). Database composto pubchem; CID = 105052. Estratto da Pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov.
6. Consiglio Nazionale per la Ricerca. (1995). Pratiche prudenti in laboratorio: maneggevolezza e deval di sostanze chimiche. Washinton: Nationalcademy Press.
7. Royal Society of Chemistry . (2015). ID idruro di calcio 94784. Estratto da Chemspider.com: Chemspider.com.
8. UC Center for Laboratory Safety. (2013, 18 gennaio). Procedura di operazione standard idruro di calcio. Estratto da Chemeng.Ucsb.Edu: Chenegr.Ucsb.Edu.