- Propietats físiques i químiques de l'hidrur de calci
- Reactivitat i perills
- Maneig i emmagatzematge
- Usos i aplicacions
- Agent dessecant
- Producció d'hidrogen
- Agent reductor
- Desavantatge en l'ús de l'hidrur de calci
- referències
El hidrur de calci és un compost químic de fórmula CaH2, la qual cosa ho fa un hidrur alcalí terreo. Aquest compost químic posseeix dos enllaços iònics entre el calci i els dos ions hidrurs, com es mostra a la figura 1.
Es tracta d'un hidrur salí, el que vol dir que la seva estructura és semblant a la sal. La seva estructura cristal·lina és la mateixa que la de l'clorur de plom (mineral cotunnita) com mostra la figura 2.
Figura 1: estructura de l'hidrur de calci
Figura 2: estructura cristal·lina de l'hidrur de calci
Tots els metalls alcalins i alcalinoterris formen sals d'hidrur. En la química, 1 hidrur és l'anió de l'hidrogen, H o, més comunament, és un compost en el qual un o més centres d'hidrogen tenen propietats nucleofíliques, reductores o bàsiques.
En els compostos que es consideren hidrurs, l'àtom d'hidrogen està unit a un element o grup més electropositiu.
Es pot produir fent reaccionar calci i hidrogen a una temperatura entre 300 o 400 graus centígrads. Una altra forma de preparar el hidrur de calci és escalfar el clorur de calci juntament amb hidrogen i sodi metàl·lic. La reacció succeeix de la següent manera:
CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl
En aquesta reacció el calci (Ca) i l'hidrogen (H) creen una molècula d'l'hidrur de calci mentre que els àtoms de sodi juntament amb el clor creen molècules de el clorur de sodi (NaCl).
El hidrur de calci també pot produir-se reduint l'òxid de calci (CaO) amb magnesi (Mg). La reacció es realitza en presència d'hidrogen. Aquesta reacció també produeix òxid de magnesi (MgO). A continuació es presenta la fórmula per a aquesta reacció química:
CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO
Propietats físiques i químiques de l'hidrur de calci
El hidrur de calci és un conjunt de cristalls d'estructura ortorrómbica de color blanc quan està pur. Generalment, és rar trobar-lo en aquesta forma per la qual cosa sol tenir una tonalitat grisenca. No té una olor característica. La seva aparença es mostra a la figura 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).
Figura 3: aparença de l'hidrur de calci
Posseeix un pes molecular de 42.094 g / mol, té un punt de fusió de 816 graus centígrads i una densitat de 1.70 g / ml. Si es dissol en aigua reacciona violentament produint hidrogen. També reacciona amb alcohol (National Center for Biotechnology Information., SF).
Reactivitat i perills
El hidrur de calci és un producte químic estable, encara que és altament reactiu a l'aigua o la humitat. En contacte amb l'aigua, allibera gasos inflamables d'hidrogen que poden encendre espontàniament.
Es considera un compost explosiu. Quan s'escalfa en una reacció amb tetrahidrofurà, pot causar una explosió. Quan es barreja amb clorat, hipoclorit, bromat, perclorat de potassi, es fa sensible a la calor, a la fricció i es fa explosiu (Calcium Hydride 7789-78-8, 2016).
Quan el fluorur de plata és triturat amb hidrur de calci, la massa es torna incandescent. L'escalfament fort de l'hidrur amb clor, brom o iode condueix a la incandescència.
Mescles de l'hidrur amb diversos bromats, per exemple el bromat de bari o clorats, per exemple el clorat de bari i perclorats com perclorat de potassi, exploten el triturar. CaH2 reacciona incandescentemente amb fluorur de plata si està subjecte a fricció.
Aquest compost ha de manejar sota una atmosfera inert. Si no es maneja adequadament, pot representar una seriosa amenaça per a la salut i seguretat de el personal de laboratori, dels socorristes i dels manipuladors de deixalles químiques (UC center for Laboratory safety, 2013).
Extremadament perillós en cas de contacte amb la pell o els ulls, ja que és irritant. Molt perillós en cas de contacte amb la pell ja que pot ser corrosiu.
També és perillós en cas d'ingestió i inhalació. La quantitat de dany tissular depèn de la longitud d'el contacte. El contacte amb els ulls pot resultar en dany corneal o ceguesa.
El contacte amb la pell pot produir inflamació i butllofes. La inhalació de pols produirà irritació de les vies gastrointestinals o respiratòries, caracteritzada per ardor, esternuts i tos.
La sobreexposició severa pot produir dany pulmonar, asfíxia, inconsciència i fins a la mort. La inflamació de l'ull es caracteritza per enrogiment, reg i picor. La inflamació de la pell es caracteritza per picor, descamació, enrogiment o, ocasionalment, formació de butllofes.
L'exposició repetida dels ulls a un nivell baix pot produir irritació als ulls. L'exposició repetida a la pell pot produir destrucció local de la pell, o dermatitis.
La inhalació repetida de pols pot produir un grau variable d'irritació respiratòria o dany pulmonar. La inhalació repetida o prolongada de pols pot provocar irritació respiratòria crònica (Material Safety Data Sheet Calcium hydride MSDS, 2005).
En cas de contacte amb els ulls, s'han esbandir immediatament amb abundant aigua durant al menys 15 minuts, aixecant ocasionalment les parpelles superior i inferior.
En cas de contacte amb la pell s'ha d'esbandir immediatament amb abundant aigua durant al menys 15 minuts mentre es treu la roba contaminada i les sabates.
En cas d'ingesta no ha d'induir vòmit. S'ha de trucar a un centre de control d'enverinament. És recomanable retirar-se de el lloc d'exposició i traslladar-se a l'aire lliure immediatament.
En cas d'inhalació, si respirar resulta difícil cal subministrar oxigen. No s'ha de donar respiració boca a boca si la víctima va ingerir o inhalar la substància.
S'ha de induir la respiració artificial amb l'ajuda d'una màscara de butxaca equipada amb una vàlvula unidireccional o un altre dispositiu mèdic respiratori adequat. En tots els casos s'ha d'obtenir atenció mèdica immediatament.
Maneig i emmagatzematge
El compost s'ha de mantenir en un recipient sec lluny de la calor. S'ha de mantenir allunyat de fonts d'ignició. No s'ha de respirar la pols. No s'ha d'afegir aigua a aquest producte
En cas de ventilació insuficient, feu servir un equip respiratori adequat com una màscara amb filtre. En cas d'exposició, s'ha de buscar atenció mèdica i mostrar l'etiqueta en la mesura del possible. Evitar el contacte amb la pell i els ulls.
Els materials inflamables, en general, han de ser emmagatzemats en un armari o cambra d'emmagatzematge de seguretat separat. Mantenir l'envàs hermèticament tancat.
Mantenir en un lloc fresc i ben ventilat. S'han de connectar a terra tots els equips que continguin material per evitar espurnes elèctriques. El recipient s'ha de mantenir sec i en un lloc fresc.
És un material no inflamable. No obstant això, els bombers han d'usar equip apropiat mentre s'extingeix un incendi al voltant d'aquest compost químic.
Mai no és aconsellable utilitzar aigua per extingir un incendi al voltant de l'hidrur de calci. Es pot utilitzar sorra seca, així com compostos com clorur de sodi i carbonat sòdic per a aquest fi.
Per eliminar deixalles d'hidrur de calci, s'ha de descompondre a l'afegir 25 ml de metanol per cada gram d'hidrur sota una atmosfera de nitrogen mentre s'agita.
Un cop acabada la reacció, s'afegeix el mateix volum d'aigua a l'compost aquós de metòxid de calci i es rebutja en el drenatge amb abundant aigua (national research council, 1995).
Usos i aplicacions
Agent dessecant
El hidrur de potassi és un dessecant relativament suau. A causa d'aquesta raó, l'ús d'aquest compost com un dessecant és més segur en comparació amb agents més reactius, com els aliatges de sodi-potassi i sodi metall. Reacciona amb l'aigua de la següent manera:
CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2
Els productes d'hidròlisi d'aquesta reacció, hidrogen (gas) i Ca (OH) 2 (una barreja aquosa), poden separar-se de l'dissolvent químic seguint un procés de filtració, destil·lació o decantació.
Aquest compost químic és un dessecant eficaç per a molts dissolvents bàsics com amines i piridina. De vegades s'usa per pre-assecar dissolvents abans d'usar dessecants més reactius.
Producció d'hidrogen
En la dècada de 1940, aquest compost estava disponible com una font d'hidrogen sota el nom comercial de «Hydrolith».
S'ha utilitzat com a font d'hidrogen durant molt de temps. Encara s'utilitza per produir hidrogen pur en laboratoris per a diversos experiments, piles de combustible avançades i aplicacions de bateries (American Elements, SF).
El compost ha estat àmpliament utilitzat durant dècades com un mitjà segur i convenient per a inflar globus meteorològics.
Així mateix, s'utilitza regularment en laboratoris per produir petites quantitats d'hidrogen altament pur per a experiments. El contingut d'humitat de el combustible dièsel es calcula per l'hidrogen desenvolupat després del tractament amb CaH2.
Agent reductor
Quan s'escalfa entre 600 i 1000 graus centígrads, l'òxid de zirconi, niobi, urani, crom, titani, vanadi i tàntal es pot reduir per preparar la pols d'aquests metalls, de manera que l'hidrur de calci es pot utilitzar en la metal·lúrgia de pols.
La següent reacció il·lustra la manera en què l'hidrur de calci actua com a agent reductor:
TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Tu
Desavantatge en l'ús de l'hidrur de calci
Aquest compost químic és, sovint, l'elecció preferida com a agent d'assecat; No obstant això, també té alguns desavantatges:
-La acció d'assecat d'aquest compost és lenta, ja que no és soluble en cap dissolvent amb el qual no reaccioni violentament.
-Aquest compost en pols és incompatible amb molts dissolvents. La seva reacció amb els clorocarbonos pot fins i tot provocar explosions.
-No es pot utilitzar per dissolvents desoxigenants, ja que no és capaç d'eliminar l'oxigen dissolt.
Diferenciar entre hidrur de calci i hidròxid de calci és bastant difícil a causa de les seves aparences similars.
referències
- American Elements. (SF). calcium hydride. Retrieved from americanelements.com: americanelements.com.
- Calcium Hydride 7789-78-8. (2016). Retrieved from chemicalbook.com: chemicalbook.com.
- calcium hydride. (Sf). Retrieved from chemistry learner: chemistrylearner.com.
- Material Safety Data Sheet Calcium hydride MSDS. (2005, octubre 10). Retrieved from sciencelab.com: sciencelab.com.
- National Center for Biotechnology Information. (SF). PubChem Compound Database; CID = 105.052. Retrieved from pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- national research council. (1995). Prudent Practices in the Laboratory: Handling and Disposal of Chemicals. Washington: NationalAacademy Press.
- Royal Society of Chemistry. (2015). calcium hydride ID 94784. Retrieved from chemspider.com: chemspider.com.
- UC center for Laboratory safety. (2013, gener 18). estàndard operatin procedure calcium hydride. Retrieved from chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.