CANXI HYDRUA (CAH2): TÍNH CHẤT, KHẢ NĂNG PHẢN ỨNG VÀ SỬ DỤNG - HÓA HỌC - 2025

Các hydride canxi là một hợp chất hóa học của thức CaH2, mà làm cho hydride đất kiềm. Hợp chất hóa học này có hai liên kết ion giữa canxi và hai ion hyđrua, như trong Hình 1.

Nó là một hyđrua muối, có nghĩa là cấu trúc của nó tương tự như muối. Cấu trúc tinh thể của nó giống như cấu trúc của clorua chì (khoáng cotunnit) như trong hình 2.

Hình 1: cấu trúc của canxi hydrua

Hình 2: cấu trúc tinh thể của canxi hydrua

Tất cả các kim loại kiềm và kiềm thổ đều tạo thành muối hiđrua. Trong hóa học, hiđrua là anion của hiđro, H- hay thông thường hơn, nó là hợp chất trong đó một hoặc nhiều tâm hiđro có tính chất nucleophin, tính khử hoặc tính bazơ.

Trong các hợp chất được coi là hydrua, nguyên tử hydro được gắn với một nguyên tố hoặc nhóm điện dương hơn.

Nó có thể được sản xuất bằng cách phản ứng canxi và hydro ở nhiệt độ từ 300 đến 400 độ C. Một cách khác để điều chế canxi hiđrua là đun nóng canxi clorua cùng với hiđro và natri kim loại. Phản ứng xảy ra như sau:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

Trong phản ứng này, canxi (Ca) và hydro (H) tạo ra một phân tử canxi hydrua trong khi nguyên tử natri cùng với clo tạo ra phân tử natri clorua (NaCl).

Canxi hydrua cũng có thể được sản xuất bằng cách khử canxi oxit (CaO) với magiê (Mg). Phản ứng được thực hiện với sự có mặt của hydro. Phản ứng này cũng tạo ra magie oxit (MgO). Dưới đây là công thức của phản ứng hóa học này:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Tính chất vật lý và hóa học của canxi hiđrua

Canxi hiđrua là một tập hợp các tinh thể có cấu trúc hình thoi có màu trắng khi tinh khiết. Nói chung, hiếm khi tìm thấy nó ở dạng này vì vậy nó có xu hướng có màu xám. Nó thiếu một mùi đặc trưng. Sự xuất hiện của nó được thể hiện trong hình 3 (Hiệp hội Hóa học Hoàng gia, 2015).

Hình 3: sự xuất hiện của canxi hydrua

Nó có trọng lượng phân tử là 42,094 g / mol, có điểm nóng chảy là 816 độ C. và mật độ là 1,70 g / ml. Nếu nó hòa tan trong nước, nó phản ứng dữ dội, tạo ra hydro. Nó cũng phản ứng với rượu (Trung tâm Quốc gia về Thông tin Công nghệ Sinh học., SF).

Khả năng phản ứng và nguy cơ

Canxi hydrua là một chất hóa học ổn định, mặc dù nó rất dễ phản ứng với nước hoặc hơi ẩm. Khi tiếp xúc với nước, nó giải phóng khí hydro dễ cháy và có thể tự bốc cháy.

Nó được coi là một hợp chất dễ nổ. Khi đun nóng phản ứng với tetrahydrofuran có thể gây nổ. Khi trộn với clorat, hypoclorit, bromat, kali peclorat, nó trở nên nhạy cảm với nhiệt, ma sát và trở nên dễ nổ (Canxi Hydrua 7789-78-8, 2016).

Khi nghiền bạc florua với canxi hiđrua, khối lượng này trở nên nóng sáng. Đun nóng mạnh hiđrua với clo, brom hoặc iot dẫn đến hiện tượng nóng sáng.

Hỗn hợp của hiđrua với các bromat khác nhau, ví dụ bari bromat hoặc clorat, ví dụ bari clorat và peclorat như kali peclorat, nổ khi nghiền. CaH2 phản ứng cháy với bạc florua nếu nó chịu ma sát.

Hợp chất này phải được xử lý trong môi trường trơ. Nếu không được xử lý đúng cách, nó có thể đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe và sự an toàn của nhân viên phòng thí nghiệm, người phản ứng đầu tiên và người xử lý chất thải hóa học (Trung tâm UC về an toàn phòng thí nghiệm, 2013).

Cực kỳ nguy hiểm trong trường hợp tiếp xúc với da hoặc mắt, vì nó là chất gây kích ứng. Rất nguy hiểm trong trường hợp tiếp xúc với da vì nó có thể ăn mòn.

Nó cũng nguy hiểm trong trường hợp nuốt phải và hít phải. Mức độ tổn thương mô phụ thuộc vào độ dài của tiếp xúc. Tiếp xúc với mắt có thể dẫn đến tổn thương giác mạc hoặc mù lòa.

Tiếp xúc với da có thể gây viêm và phồng rộp. Hít phải bụi sẽ gây kích ứng đường tiêu hóa hoặc đường hô hấp, đặc trưng bởi bỏng rát, hắt hơi và ho.

Phơi nhiễm quá mức có thể gây tổn thương phổi, ngạt thở, bất tỉnh và thậm chí tử vong. Viêm mắt có đặc điểm là đỏ, chảy nước và ngứa. Viêm da được đặc trưng bởi ngứa, bong tróc, mẩn đỏ hoặc đôi khi phồng rộp.

Tiếp xúc với mắt ở mức độ thấp nhiều lần có thể gây kích ứng mắt. Tiếp xúc với da nhiều lần có thể gây phá hủy da cục bộ hoặc viêm da.

Việc hít bụi nhiều lần có thể gây kích ứng đường hô hấp hoặc tổn thương phổi ở các mức độ khác nhau. Hít bụi nhiều lần hoặc kéo dài có thể gây kích ứng đường hô hấp mãn tính (Bảng Dữ liệu An toàn Vật liệu Canxi hydride MSDS, 2005).

Trong trường hợp tiếp xúc với mắt, chúng cần được rửa ngay với nhiều nước trong ít nhất 15 phút, thỉnh thoảng nâng mí mắt trên và dưới.

Trong trường hợp tiếp xúc với da, rửa sạch ngay lập tức với nhiều nước trong ít nhất 15 phút trong khi cởi bỏ quần áo và giày bị nhiễm bẩn.

Trong trường hợp nuốt phải, không được gây nôn. Một trung tâm kiểm soát chất độc nên được gọi. Nên rời khỏi nơi phơi và chuyển ra ngoài trời ngay.

Trong trường hợp hít phải, nếu khó thở cần cung cấp oxy. Không nên hồi sức bằng miệng-miệng nếu nạn nhân ăn phải hoặc hít phải chất này.

Hô hấp nhân tạo phải được thực hiện với sự hỗ trợ của mặt nạ bỏ túi có van một chiều hoặc thiết bị y tế hô hấp phù hợp khác. Trong mọi trường hợp, cần được chăm sóc y tế ngay lập tức.

Xử lý và bảo quản

Hợp chất nên được giữ trong hộp khô, tránh nhiệt. Nó nên được tránh xa các nguồn gây cháy. Không nên thở bụi. Không nên thêm nước vào sản phẩm này

Trong trường hợp không đủ thông gió, hãy đeo thiết bị hô hấp thích hợp như mặt nạ lọc. Trong trường hợp tiếp xúc, hãy tìm kiếm sự chăm sóc y tế và dán nhãn nếu có thể. Tránh tiếp xúc với da và mắt.

Nói chung, các vật liệu dễ cháy nên được cất giữ trong tủ bảo mật hoặc phòng chứa riêng. Giữ bình chứa đóng kín.

Để nơi thoáng mát và thông thoáng. Tất cả các thiết bị chứa vật liệu phải được nối đất để tránh tia lửa điện. Hộp đựng phải được giữ khô ráo và ở nơi thoáng mát.

Nó là một vật liệu không cháy. Tuy nhiên, nhân viên cứu hỏa phải đeo thiết bị thích hợp trong khi chữa cháy xung quanh hợp chất hóa học này.

Không bao giờ được khuyến khích sử dụng nước để dập tắt đám cháy xung quanh hyđrua canxi. Cát khô, cũng như các hợp chất như natri clorua và natri cacbonat có thể được sử dụng cho mục đích này.

Để loại bỏ các mảnh vụn canxi hyđrua, nó phải được phân hủy bằng cách thêm 25 ml metanol cho mỗi gam hyđrua trong môi trường nitơ trong khi khuấy.

Sau khi phản ứng hoàn tất, cùng một lượng nước được thêm vào hợp chất canxi metoxit trong nước và xả nhiều nước vào cống (hội đồng nghiên cứu quốc gia, 1995).

Sử dụng và ứng dụng

Chất hút ẩm

Kali hydrua là một chất hút ẩm tương đối nhẹ. Vì lý do này, việc sử dụng hợp chất này làm chất hút ẩm là an toàn hơn so với các chất phản ứng hơn, chẳng hạn như hợp kim kim loại natri-kali và natri. Phản ứng với nước như sau:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Các sản phẩm thủy phân của phản ứng này, hydro (khí) và Ca (OH) 2 (một hỗn hợp nước), có thể được tách ra khỏi dung môi hóa học sau một quá trình lọc, chưng cất hoặc gạn lọc.

Hợp chất hóa học này là chất hút ẩm hiệu quả cho nhiều dung môi cơ bản như amin và pyridine. Nó đôi khi được sử dụng để làm khô trước dung môi trước khi sử dụng các chất hút ẩm hoạt tính hơn.

Sản xuất hydro

Trong những năm 1940, hợp chất này có sẵn như một nguồn hydro với tên thương mại "Hydrolith".

Nó đã được sử dụng làm nguồn cung cấp hydro trong một thời gian dài. Nó vẫn được sử dụng để sản xuất hydro tinh khiết trong các phòng thí nghiệm cho các thí nghiệm khác nhau, tế bào nhiên liệu tiên tiến và các ứng dụng pin (American Elements, SF).

Hợp chất này đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều thập kỷ như một phương tiện an toàn và tiện lợi để làm phồng bóng bay thời tiết.

Nó cũng thường xuyên được sử dụng trong các phòng thí nghiệm để sản xuất một lượng nhỏ hydro tinh khiết cao cho các thí nghiệm. Độ ẩm của nhiên liệu diesel được tính toán từ hydro được tạo ra sau khi xử lý bằng CaH2.

Chât khử

Khi nung nóng từ 600 đến 1000 độ C., oxit zirconi, niobi, urani, crom, titan, vanadi và tantali có thể bị khử để điều chế bột của các kim loại này, vì vậy canxi hyđrua có thể được sử dụng trong luyện kim Bụi.

Phản ứng sau đây minh họa cách canxi hiđrua đóng vai trò là chất khử:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Bất lợi trong việc sử dụng canxi hydrua

Hợp chất hóa học này thường được ưu tiên lựa chọn làm chất làm khô; Tuy nhiên, nó cũng có một số nhược điểm:

- Quá trình làm khô của hợp chất này diễn ra chậm, vì nó không hòa tan trong bất kỳ dung môi nào mà nó không phản ứng dữ dội.

- Hợp chất dạng bột này không tương thích với nhiều dung môi. Phản ứng của chúng với chlorocarbon thậm chí có thể gây ra vụ nổ.

- Nó không thể được sử dụng cho các dung môi khử oxy, vì nó không có khả năng loại bỏ oxy hòa tan.

-Phân biệt canxi hiđrua và canxi hiđroxit khá khó khăn do chúng có bề ngoài giống nhau.

Người giới thiệu

1. Yếu tố Mỹ. (SF). canxi hiđrua. Lấy từ americanelements.com: americanelements.com.
2. Canxi Hydrua 7789-78-8. (2016). Lấy từ Chemicalbook.com: Chemicalbook.com.
3. canxi hiđrua. (sf). Lấy từ người học hóa học: chemistrylearner.com.
4. Bảng dữ liệu an toàn vật liệu Calcium hydride MSDS. (2005, ngày 10 tháng 10). Lấy từ sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia. (SF). Cơ sở dữ liệu tổng hợp PubChem; CID = 105052. Lấy từ pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. hội đồng nghiên cứu quốc gia. (1995). Thực hành Thận trọng trong Phòng thí nghiệm: Xử lý và Thải bỏ Hóa chất. Washinton: NationalAacademy Press.
7. Hiệp hội Hóa học Hoàng gia. (2015). canxi hiđrua ID 94784. Lấy từ chemspider.com: chemspider.com.
8. Trung tâm UC về an toàn phòng thí nghiệm. (2013, ngày 18 tháng 1). quy trình vận hành tiêu chuẩn canxi hydrua. Lấy từ chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.