Меню

Нагревание кальция в токе водорода



Гидрид кальция (CaH2) свойства, реакционная способность и использование

гидрид кальция представляет собой химическое соединение формулы CaH2, что делает его щелочноземельным гидридом. Это химическое соединение имеет две ионные связи между кальцием и двумя гидрид-ионами, как показано на рисунке 1.

Это солевой гидрид, что означает, что его структура похожа на соль. Его кристаллическая структура такая же, как у хлорида свинца (минерал котуннит), как показано на рисунке 2.

Все щелочные и щелочноземельные металлы образуют гидридные соли. В химии гидридом является водородный анион, H- или, чаще, соединение, в котором один или несколько водородных центров обладают нуклеофильными, восстанавливающими или основными свойствами..

В соединениях, которые считаются гидридами, атом водорода присоединен к более электроположительному элементу или группе.

Он может быть получен путем взаимодействия кальция и водорода при температуре от 300 до 400 градусов по Цельсию. Другой способ приготовления гидрида кальция состоит в том, чтобы нагревать хлорид кальция вместе с водородом и металлическим натрием. Реакция происходит следующим образом:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

В этой реакции кальций (Ca) и водород (H) образуют молекулу гидрида кальция, а атомы натрия вместе с хлором образуют молекулы хлорида натрия (NaCl)..

Гидрид кальция также можно получить восстановлением оксида кальция (CaO) магнием (Mg). Реакция проводится в присутствии водорода. Эта реакция также производит оксид магния (MgO). Ниже приведена формула для этой химической реакции:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

  • 1 Физико-химические свойства гидрида кальция
  • 2 Реактивность и опасности
  • 3 Обработка и хранение
  • 4 Использование и применение
    • 4.1 Осушитель
    • 4.2 Производство водорода
    • 4.3 Восстановитель
  • 5 Недостаток в использовании гидрида кальция
  • 6 Ссылки

Физико-химические свойства гидрида кальция

Гидрид кальция представляет собой набор кристаллов с белой ромбической структурой, когда он чистый. Обычно его редко можно найти в такой форме, поэтому он обычно имеет сероватый оттенок. Ему не хватает характерного запаха. Его внешний вид показан на рисунке 3 (Королевское химическое общество, 2015).

Он имеет молекулярную массу 42,094 г / моль, температуру плавления 816 градусов по Цельсию и плотность 1,70 г / мл. Если он растворяется в воде, он бурно реагирует с образованием водорода. Он также реагирует с алкоголем (Национальный центр биотехнологической информации., S.F.).

Реактивность и опасности

Гидрид кальция является стабильным химическим веществом, хотя он очень реагирует на воду или влагу. При соприкосновении с водой выделяет легковоспламеняющиеся газообразные водороды, которые могут самовозгораться.

Это считается взрывчатым веществом. При нагревании в реакции с тетрагидрофураном он может вызвать взрыв. При смешивании с хлоратом, гипохлоритом, броматом, перхлоратом калия он становится чувствительным к теплу, трению и становится взрывоопасным (гидрид кальция 7789-78-8, 2016).

Когда фторид серебра измельчают гидридом кальция, масса становится раскаленной. Сильный нагрев гидрида с хлором, бромом или йодом приводит к накаливанию.

Смеси гидрида с различными броматами, например броматом бария или хлоратами, например хлоратом бария, и перхлоратами, такими как перхлорат калия, взрываются при растирании. CaH2 реагирует накаливания с фторидом серебра, если подвергается трению.

Это соединение должно обрабатываться в инертной атмосфере. Неправильное обращение с ним может представлять серьезную угрозу здоровью и безопасности лабораторного персонала, спасателей и лиц, занимающихся обработкой химических отходов (UC центр безопасности лабораторий, 2013).

Чрезвычайно опасен при попадании на кожу или в глаза, так как вызывает раздражение. Очень опасно при попадании на кожу, так как может вызывать коррозию.

Это также опасно при проглатывании и вдыхании. Количество повреждений ткани зависит от длины контакта. Контакт с глазами может привести к повреждению роговицы или слепоте.

Попадание на кожу может вызвать воспаление и волдыри. Вдыхание пыли вызовет раздражение желудочно-кишечного тракта или дыхательных путей, для которого характерны жжение, чихание и кашель..

Сильное передержка может вызвать повреждение легких, удушье, потерю сознания и даже смерть. Воспаление глаз характеризуется покраснением, раздражением и зудом. Воспаление кожи характеризуется зудом, шелушением, покраснением или иногда волдырями.

Повторное воздействие на глаза низкого уровня может вызвать раздражение глаз. Повторное воздействие на кожу может вызвать местное разрушение кожи или дерматит.

Повторное вдыхание пыли может вызывать различную степень раздражения дыхательных путей или повреждения легких. Повторное или длительное вдыхание пыли может вызвать хроническое раздражение дыхательных путей (паспорт безопасности материала. Гидрид кальция MSDS, 2005)..

Читайте также:  Подбор сварочных электродов по току

В случае попадания в глаза их следует немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут, иногда поднимая верхнее и нижнее веко..

При попадании на кожу немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут при снятии загрязненной одежды и обуви..

В случае проглатывания не следует вызывать рвоту. Нужно вызвать токсикологический центр. Желательно покинуть выставочную площадку и немедленно выйти на улицу..

В случае вдыхания, если дыхание затруднено, необходимо обеспечить кислородом. Рот-рот-дыхание не следует давать, если пострадавший проглотил или вдохнул вещество.

Искусственное дыхание следует вызывать с помощью карманной маски, снабженной однонаправленным клапаном или другим подходящим респираторным медицинским устройством. Во всех случаях медицинская помощь должна быть получена немедленно.

Обработка и хранение

Состав должен храниться в сухом контейнере вдали от источников тепла. Следует хранить вдали от источников возгорания. Не вдыхать пыль. В этот продукт нельзя добавлять воду

В случае недостаточной вентиляции, носить подходящее респираторное оборудование, такое как маска фильтра. В случае воздействия, вам следует обратиться к врачу и показать этикетку как можно больше. Избегать контакта с кожей и глазами.

Легковоспламеняющиеся материалы, как правило, должны храниться в отдельном шкафу безопасности или в помещении для хранения. Держите контейнер плотно закрытым.

Хранить в прохладном и хорошо проветриваемом месте. Все оборудование, содержащее материал, чтобы избежать электрических искр, должно быть заземлено. Контейнер должен быть сухим и в прохладном месте.

Это невоспламеняющийся материал. Однако при тушении пожара вокруг этого химического соединения пожарные должны носить соответствующее оборудование..

Никогда не рекомендуется использовать воду для тушения пожара вокруг гидрида кальция. Для этой цели можно использовать сухой песок, а также такие соединения, как хлорид натрия и карбонат натрия..

Для удаления отходов гидрида кальция его необходимо разложить, добавив 25 мл метанола на каждый грамм гидрида в атмосфере азота при перемешивании..

По окончании реакции к водному соединению метоксида кальция добавляют тот же объем воды и сбрасывают в канализацию с большим количеством воды (National Research Council, 1995)..

Использование и приложения

Осушитель

Гидрид калия является относительно мягким влагопоглотителем. По этой причине использование этого соединения в качестве осушителя является более безопасным по сравнению с более активными реагентами, такими как натрий-калийные и натриевые металлические сплавы. Реагирует с водой следующим образом:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Продукты гидролиза этой реакции, водород (газ) и Ca (OH) 2 (водная смесь), могут быть отделены от химического растворителя после процесса фильтрации, дистилляции или декантации.

Это химическое соединение является эффективным осушителем для многих основных растворителей, таких как амины и пиридин. Иногда его используют для предварительной сушки растворителей перед использованием более активных реактивов.

Производство водорода

В 1940-х годах это соединение было доступно в качестве источника водорода под торговым названием «Гидролит»..

Он был использован в качестве источника водорода в течение длительного времени. Это все еще используется, чтобы произвести чистый водород в лабораториях для различных экспериментов, передовых топливных элементов и приложений батареи (American Elements, S.F.).

Соединение широко использовалось на протяжении десятилетий в качестве безопасного и удобного средства надувания аэростатов.

Кроме того, он регулярно используется в лабораториях для производства небольших количеств очень чистого водорода для экспериментов. Содержание влаги в дизельном топливе рассчитывается по водороду, выработанному после обработки CaH2..

Восстановитель

При нагревании от 600 до 1000 градусов Цельсия оксид оксида циркония, ниобия, урана, хрома, титана, ванадия и тантала может быть восстановлен для приготовления порошка этих металлов, так что гидрид кальция можно использовать в металлургии. пыли.

Следующая реакция иллюстрирует способ, которым гидрид кальция действует как восстановитель:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Недостаток в использовании гидрида кальция

Это химическое соединение часто является предпочтительным выбором в качестве осушающего агента; Тем не менее, он также имеет некоторые недостатки:

-Сушильное действие этого соединения медленное, так как оно не растворяется ни в одном растворителе, с которым оно не вступает в бурную реакцию.

Читайте также:  Значение тока цепи управления

-Это порошковое соединение несовместимо со многими растворителями. Ваша реакция с хлоруглеродами может даже вызвать взрывы.

-Его нельзя использовать для дезоксигенирующих растворителей, поскольку он не способен удалять растворенный кислород..

-Различие между гидридом кальция и гидроксидом кальция довольно сложно из-за его сходного вида.

Источник

Реакция кальция и водорода

Реакция взаимодействия кальция и водорода.

Уравнение реакции взаимодействия кальция и водорода:

Кальций взаимодействует с водородом . Реакция представляет собой пропускание водорода над нагретой до температуры 500-700 °C стружкой металлического кальция .

Реакция кальция и водорода протекает при условии: при температуре 500-700 °C.

В результате реакции кальция и водорода происходит образование гидрида кальция .

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Справочники

Мировая экономика

Востребованные технологии

  • Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (106 206)
  • Экономика Второй индустриализации России (102 046)
  • Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (25 948)
  • Метан, получение, свойства, химические реакции (21 862)
  • Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (19 962)
  • Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (19 223)
  • Крахмал, свойства, получение и применение (18 362)
  • Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (17 263)
  • Целлюлоза, свойства, получение и применение (17 024)
  • Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (16 934)

Поиск технологий

О чём данный сайт?

Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

О Второй индустриализации

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Источник

Гидрид кальция: способы получения и химические свойства

Гидрид кальция CaH2 — неорганическое бинарное соединение щелочноземельного металла кальция и водорода. Белый, плавится без разложения в атмосфере H2, при дальнейшем нагревании разлагается. Сильный восстановитель.

Относительная молекулярная масса Mr = 42,09 относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 1,9; tпл ≈ 1000º C.

Способ получения

1. Гидрид кальция получают реакцией взаимодействия кальция и водорода при 500 — 700º C:

2. Хлорид кальция взаимодействует с водородом при 600 — 700º С и образует гидрат кальция и хлороводородную кислоту:

Химические свойства

1. Гидрид кальция — сильный восстановитель. Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами.

1.1. При взаимодействии с кислородом при температуре 300 — 400º C гидрид кальция образует оксид кальция и воду:

1.2. При температуре выше 1000º C г идрид кальция взаимодействует с азотом , образуя нитрид кальция и водород:

2. Гидрид кальция взаимодействует со сложными веществами :

2.1. При взаимодействии с водой гидрид кальция образует гидроксид кальция и газ водород:

2.2. Гидрид кальция вступает в реакцию с кислотами :

2.2.1. С разбавленной хлороводородной кислотой гидрид кальция реагирует с образованием хлорида кальция и газа водорода:

2.2.2. В результате реакции между гидридом кальция и сероводородной кислотой при 500 — 600º С образуется сульфид кальция и водород:

2.3. Гидрид кальция реагирует с газом аммиаком при t = 300º C с образованием амида кальция и водорода:

2.4. Гидрид кальция вступает во взаимодействие с солями :

В результате реакции между гидридом кальция и хлоратом калия при 450 — 550º С образуется хлорид калия, оксид кальция и вода:

Читайте также:  Открыл явление возникновения электрического тока при помещении в ткань лягушки двух разных металлов

3CaH2 + 2KClO3 = 2KCl + 3CaO + 3H2O

3. Гидрид кальция разлагается при температуре выше 1000º C, с образованием кальция и водорода:

Источник

—>ХИМИЯ —>

—> —>Форма входа —>

—> —>Категории раздела —>

—> —>Поиск —>

—> —>Мини-чат —>

—> —>Друзья сайта —>

—> —>Статистика —>

Каталог статей

В токе сухого водорода при 250 0 С кальций дает гидрид CaH 2 . Реакция сопровождается воспламенением. Взаимодействие кальция с метаном выше 800 0 С ведет к образованию CaC 2 и CaH 2 .

Взаимодействие металла с аммиаком при высокой температуре приводит к образованию гидрида и нитрида

6M + 2NH 3 = 3MH 2 + M 3 N 2 .

Гидриды MH 2 не растворяются (без разложения) ни в одном из обычных растворителей. С водой (даже ее следами) они энергично реагируют по схеме

MH 2 + 2H 2 O = M(OH) 2 + 2H 2 .

Она сопровождается настолько значительным выделением тепла, что смоченный небольшим количеством воды CaH 2 воспламеняется на воздухе. Еще энергичнее протекает взаимодействие гидридов MH 2 с разбавленными кислотами. Напротив, со спиртами они реагируют спокойнее, чем с водой.

При поджигании на воздухе гидриды щелочноземельных металлов загораются и медленно сгорают по схеме

MH 2 + O 2 = MO + H 2 O .

Смеси их с твердыми окислителями (например, KClO 3 ) при нагревании взрываются

Для получаемых синтезом из элементов черных боридов щелочноземельных металлов характерен состав MB 6 . Они обладают высокой химической стойкостью по отношению к обычным кислотам (кроме HNO 3 ) и растворам щелочей, но легко разлагаются расплавленными щелочами

При накaливании кальций соединяется также с углеродом, образуя карбид CaС 2 . Образующиеся при накаливании смеси металла (или его окисла) с углем карбиды MC 2 и его аналогов водой разлагаются с выделением ацетилена

При нагревании в азоте (450 0 С) кальций загорается и образует нитрид Ca 3 N 2 . Нитриды щелочноземельных металлов представляют собой бесцветные тугоплавкие вещества.

С азотом при 600 0 С кальций — дигидрид реагирует по схеме

3CaH 2 + N 2 = Ca 3 N 2 + 3H 2

(причем аммиак не образуется даже в виде следов).

Водой нитриды щелочноземельных металлов разлагаются по схеме

M 3 N 2 + 6H 2 O = 3M(OH) 2 + 2NH 3 .

Известны азиды щелочноземельных металлов M(N 3 ) 2 . Азиды гораздо менее взрывоопасны, чем Pb(N 3 ) 2

При нагревании на воздухе и в кислороде кальций воспламеняется. На воздухе кальций (и его аналоги) покрывается пленкой, наряду с нормальным окислам CaO частично содержащей также перекись СaO 2 и нитрид Ca 3 N 2 .

В свободном состоянии Са (Sr, Ba) могут быть получены по схеме

3CaO + 2Al = 3Ca + Al 2 O 3

накаливанием их окислов с металлическим алюминием в высоком вакууме. Алюмотермическое получение свободных щелочноземельных металлов проводится при температуре около 1200 0 С. Оно осложняется протеканием реакции

6CaO + 2Al = 3Ca + Ca 3 (AlO 3 ) 2

Кальций интенсивно реагирует с галогенами с образованием CaГ 2 . Обработка галидов MГ 2 водяным паром вызывает их высокотемпературный гидролиз. Для CaCl 2 температура гидролиза около 425 0 С, а для бромида кальция — 348 0 С

При нагревании с кремнием кальций образует силициды, например, CaSi 2 . Для щелочноземельных металлов известны силициды различных составов, преимущественно MSi и MSi 2 . Разбавленными кислотами силициды щелочноземельных металлов разлагаются (обычно на M(OH) 2 , силаны и продукты их дальнейшего разложения)

Из фосфидов кальция известны Ca 3 P 2 , CaP, CaР 2 , которые могут быть получены из элементов. Фосфид Ca 3 P 2 представляет собой кристаллический буро — красный порошок, легко разлагаемый водой на Ca(OH) 2 и PH 3

С халькогенами при нагревании кальций образует халькогениды CaS, CaSe, CaTe . Образование сульфида MS является обычно первой стадией при технической переработке природных сульфатов Ca, Sr, Ba на другие их соединения. Реакция идет около 900 0 С по уравнению

CaSO 4 + 3C = CaS + CO 2 + 3CO.

В водных растворах нейтральные сульфиды щелочноземельных металлов нацело гидролизованы по схеме

2MS + 2H 2 O = M(SH) 2 + M(OH) 2 .

На воздухе сульфиды щелочноземельных металлов окисляются. Пропусканием струи воздуха сквозь водную суспензию CaS по реакции

2CaS + H 2 O + 2O 2 = CaS 2 O 3 + Ca(OH) 2

может быть получен тиосульфат кальция CaS 2 O 3 .

Помимо нормальных сульфидов, известны полисульфиды Ca, Sr, Ba состава MSn . Общим методом их получения является кипячение раствора (или взвеси) сульфида или гидроокиси щелочноземельного металла с избытком серы.

Нормальным сульфидам щелочноземельных металлов аналогичны по составу их селениды MSe и теллуриды MTe

Источник