Гидрид кальция
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Гидрид кальция | |
| Другие имена Гидрид кальция(II) Дигидрид кальция Гидролит | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.029.263 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| КаН 2 | |
| Молярная масса | 42.094 g/mol |
| Появление | серый порошок (белый в чистом виде) |
| Плотность | 1,70 г/см 3 , твердый |
| Температура плавления | 816 ° C (1501 ° F; 1089 К) |
| бурно реагирует | |
| Растворимость | реагирует на алкоголь |
| Структура | |
| Орторомбический , oP12 | |
| Пнма, нет. 62 | |
| Термохимия | |
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 41,4 Дж·моль −1 ·К −1 [1] |
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −181,5 кДж·моль −1 |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ ) | -142,5 кДж/моль |
| Опасности | |
| СГС Маркировка : | |
    | |
| Опасность | |
| Н260 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| Родственные соединения | |
Другие катионы | Гидрид натрия , Гидрид калия Гидрид магния |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Гидрид кальция представляет собой химическое соединение с формулой CaH 2 , гидрид щелочноземельных металлов . Этот серый порошок (белый, если он чистый, что встречается редко) энергично реагирует с водой, выделяя газообразный водород . Таким образом, CaH 2 используется в качестве осушителя, т.е. осушителя . [2]
CaH 2 представляет собой солевой гидрид, что означает, что его структура подобна соли. Щелочные металлы и щелочноземельные металлы тяжелее бериллия образуют соляные гидриды. Хорошо известным примером является гидрид натрия , который кристаллизуется в виде мотива NaCl. Эти виды нерастворимы во всех растворителях, с которыми они не вступают в реакцию. CaH 2 кристаллизуется в PbCl 2 ( котуннит ) Структура . [3]
Подготовка
[ редактировать ]Гидрид кальция получают из его элементов прямым соединением кальция и водорода при температуре от 300 до 400 °С. [4] [5]
Использование
[ редактировать ]Восстановление оксидов металлов
[ редактировать ]CaH 2 является восстановителем для получения металла из оксидов металлов Ti, V, Nb, Ta и U. Предлагается работать путем его разложения до металлического Ca: [4]
- TiO 2 + 2 CaH 2 → Ti + 2 CaO + 2 H 2
Источник водорода
[ редактировать ]CaH 2 использовался для производства водорода. В 1940-х годах он был доступен под торговым названием «Гидролит» как источник водорода:
«Торговое название этого соединения — «гидролит»; в экстренных случаях его можно использовать как портативный источник водорода, для заправки дирижаблей. Это довольно дорого для такого использования». [6]
Ссылка на «чрезвычайную ситуацию», вероятно, относится к использованию в военное время. Однако этот состав на протяжении десятилетий широко использовался в качестве безопасного и удобного средства для надувания метеозондов. Кроме того, его регулярно используют в лабораториях для производства небольших количеств особо чистого водорода для экспериментов. Влажность дизельного топлива оценивают по количеству водорода, выделяющегося при обработке CaH 2 . [4]
осушитель
[ редактировать ]Реакция CaH 2 с водой можно представить следующим образом:
- CaH 2 + 2 H 2 O → Ca(OH) 2 + 2 H 2
Два продукта гидролиза, газообразные Н 2 и Ca(OH) 2 легко отделяется от высушенного растворителя.
Гидрид кальция является относительно мягким осушителем и, по сравнению с молекулярными ситами , вероятно, неэффективен. [7] Его использование безопаснее, чем использование более реактивных агентов, таких как натрий металлический или сплав натрия и калия . Гидрид кальция широко используется в качестве осушителя основных растворителей , таких как амины и пиридин . Его также используют для сушки спиртов. [2]
Несмотря на свое удобство, CaH 2 имеет несколько недостатков:
- Он нерастворим во всех растворителях, с которыми не вступает в бурную реакцию, в отличие от LiAlH 4 , поэтому скорость его высыхания может быть медленной.
- Потому что CaH 2 и Ca(OH) 2 внешне практически неотличимы, качество образца CaH 2 визуально не очевиден.
История
[ редактировать ]Во время битвы за Атлантику немецкие подводные лодки использовали гидрид кальция в качестве гидроакустической приманки под названием «Смелый» . [8]
Другие гидриды кальция
[ редактировать ]Хотя термин «гидрид кальция» почти всегда относится к CaH 2 , известен ряд молекулярных гидридов кальция. Одним из примеров является (Ca(μ-H)(thf)( nacnac )) 2 . [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Хоутон Миффлин. п. А21. ISBN 978-0-618-94690-7 .
- ^ Перейти обратно: а б Гоули, Роберт Э.; Дэвис, Арнольд (2001). «Кальций гидрид». Энциклопедия реагентов для органического синтеза . дои : 10.1002/047084289X.rc005 . ISBN 0471936235 .
- ^ Уэллс, А. Ф. (1984) Структурная неорганическая химия, Оксфорд: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6 .
- ^ Перейти обратно: а б с Риттмайер, Питер; Вительманн, Ульрих (2000). «Гидриды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a13_199 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ П. Эрлих (1963). «Кальций, стронций и гидриды бария». В Г. Брауэре (ред.). Справочник по препаративной неорганической химии, 2-е изд . Том. 1. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Академик Пресс. п. 929.
- ^ Адлам GHJ и Прайс LS, Сертификат о высшем образовании по неорганической химии , Джон Мюррей, Лондон, 1940.
- ^ Уильямс, Д. Брэдли Г.; Лоутон, Мишель (2010). «Сушка органических растворителей: количественная оценка эффективности некоторых осушителей». Журнал органической химии . 75 (24): 8351–8354. дои : 10.1021/jo101589h . ПМИД 20945830 . S2CID 17801540 .
- ^ Макнил, Ян (1 июня 2002 г.). Энциклопедия истории техники . Рутледж. ISBN 9781134981649 .
- ^ Мукерджи, Дебабрата; Шукнехт, Дэнни; Окуда, июнь (2018). «Гидридокомплексы кальция: новое семейство молекулярных соединений щелочно-земельных металлов». Angewandte Chemie, международное издание . 57 (31): 9590–9602. дои : 10.1002/anie.201801869 . ПМИД 29575506 . S2CID 4355887 .