סידן הידריד (CAH2): תכונות, תגובתיות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

הידריד סידן הוא תרכובת כימית של הנוסחה CaH2, מה שהופך הידריד הארץ אלקליין. לתרכובת כימית זו יש שני קשרים יוניים בין סידן לשני יוני ההידריד, כפי שמוצג באיור 1.

זהו מלח הידריד, שפירושו שהמבנה שלו דומה למלח. המבנה הגבישי שלו זהה למבנה של כלוריד עופרת (מינרל הקוטוניט) כמוצג באיור 2.

איור 1: מבנה של סידן הידריד

איור 2: מבנה גביש של סידן הידריד

כל מתכות האדמה האלקליות והאלקליות מהוות מלחי הידריד. בכימיה, הידריד הוא האניון של מימן, H- או, בדרך כלל יותר, זהו תרכובת שבמרכזי מימן אחד או יותר יש תכונות נוקלאופיליות, מצמצמות או בסיסיות.

בתרכובות הנחשבות להידרידים אטום המימן מחובר לאלמנט או לקבוצה אלקטרופוזיבית יותר.

ניתן לייצר אותו על ידי תגובת סידן ומימן בטמפרטורה שבין 300 ל -400 מעלות צלזיוס. דרך נוספת להכין סידן הידריד היא לחמם סידן כלוריד יחד עם מימן ונתרן מתכתי. התגובה מתרחשת באופן הבא:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

בתגובה זו, סידן (Ca) ומימן (H) יוצרים מולקולה של סידן הידריד ואילו אטומי נתרן יחד עם כלור יוצרים מולקולות של נתרן כלורי (NaCl).

ניתן לייצר סידן הידריד גם על ידי הפחתת תחמוצת הסידן (CaO) עם מגנזיום (מג). התגובה מתבצעת בנוכחות מימן. תגובה זו מייצרת גם תחמוצת מגנזיום (MgO). להלן הנוסחה לתגובה כימית זו:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

תכונות פיזיקליות וכימיות של סידן הידריד

סידן הידריד הוא קבוצה של גבישים עם מבנה אורתורהומבי שהם לבנים כאשר הם טהורים. באופן כללי, נדיר למצוא אותו בצורה זו ולכן הוא נוטה לקבל גוון אפרפר. חסר לו ריח אופייני. הופעתו מוצגת באיור 3 (החברה המלכותית לכימיה, 2015).

איור 3: הופעת סידן הידריד

יש לו משקל מולקולרי של 42.094 גרם למול, יש לו נקודת התכה של 816 מעלות צלזיוס וצפיפות של 1.70 גרם / מ"ל. אם הוא מתמוסס במים, הוא מגיב באלימות ומייצר מימן. זה מגיב גם עם אלכוהול (המרכז הלאומי למידע על ביוטכנולוגיה. SF).

תגובתיות ומפגעים

סידן הידריד הוא חומר כימי יציב, אם כי הוא מגיב מאוד למים או לחות. במגע עם מים הוא משחרר גזי מימן דליקים אשר יכולים להתלקח באופן ספונטני.

זה נחשב למתחם נפץ. כאשר הוא מחומם בתגובה עם tetrahydrofuran, זה יכול לגרום לפיצוץ. כאשר הוא מעורבב עם כלורט, היפוכלוריט, ברומט, אשלגן פרכלורט, הוא הופך רגיש לחום, לחיכוך והופך לנפיץ (סידן הידריד 7789-78-8, 2016).

כאשר מועכים פלואוריד כסף עם סידן הידריד, המסה הופכת ליבון. חימום חזק של ההידריד עם כלור, ברום או יוד מוביל ליבון.

תערובות של ההידריד עם ברומטים שונים, למשל בריום ברומט או כלוראטים, למשל בריום כלורט ופרכלוראטים כגון אשלגן פרכלוראט, מתפוצצים בעת השחזה. CaH2 מגיב ליבון עם פלואוריד כסף אם הוא נתון לחיכוך.

יש לטפל במתחם זה תחת אווירה אינרטית. אם לא מטפלים כהלכה, זה יכול להוות איום רציני על בריאותם ובטיחותם של אנשי המעבדה, המגיבים הראשונים ומטפלי הפסולת הכימית (מרכז UC לבטיחות במעבדה, 2013).

מסוכן ביותר במקרה של מגע עם העור או העיניים, מכיוון שהוא מגרה. מסוכן מאוד במקרה של מגע עם העור מכיוון שהוא יכול להיות מאכל.

זה גם מסוכן במקרה של בליעה ושאיפה. כמות הנזק לרקמות תלויה באורך המגע. מגע עם העיניים יכול לגרום לנזק או לעיוורון בקרנית.

מגע עם העור יכול לגרום לדלקת ושלפוחיות. שאיפת אבק תביא לגירוי בדרכי העיכול או בדרכי הנשימה, המאופיינת בשריפה, עיטוש ושיעול.

חשיפת יתר קשה עלולה לגרום לנזק לריאות, חנק, חוסר הכרה ואפילו מוות. דלקת בעין מאופיינת באודם, השקיה וגרד. דלקת בעור מאופיינת בגירוד, קילוף, אדמומיות או שלפוחית ​​שלפעמים.

חשיפה חוזרת ונשנית לעין עלולה לגרום לגירוי בעיניים. חשיפה חוזרת של עור יכולה לגרום להרס מקומי של העור, או דרמטיטיס.

שאיפה חוזרת של אבק יכולה לייצר דרגות שונות של גירוי נשימה או נזק לריאות. שאיפה חוזרת או ממושכת של אבק יכולה לגרום לגירוי כרוני בנשימה (גיליון נתוני בטיחות חומרים סידן הידריד MSDS, 2005).

במקרה של מגע עם העיניים, יש לשטוף אותם מיד עם הרבה מים למשך 15 דקות לפחות, ולהרים מדי פעם את העפעפיים העליונים והתחתונים.

במקרה של מגע עם העור יש לשטוף מיד עם הרבה מים למשך 15 דקות לפחות תוך הסרת בגדים ונעליים מזוהמות.

במקרה של בליעה, אין לגרום להקאות. יש לקרוא למרכז לבקרת רעל. רצוי לעזוב את מקום החשיפה ולזוז בחוץ מייד.

במקרה של שאיפה, אם הנשימה קשה, יש צורך לספק חמצן. אין לתת החייאה פה לפה אם הקורבן בלע או שאף את החומר.

יש להניע נשימה מלאכותית בעזרת מסיכת כיס המצוידת בשסתום חד כיווני או מכשיר רפואי נשימתי מתאים אחר. בכל המקרים יש לקבל טיפול רפואי באופן מיידי.

טיפול ואחסון

יש לשמור את המתחם בכלי יבש הרחק מחום. יש להרחיק אותו ממקורות הצתה. אין לנשום אבק. אין להוסיף מים למוצר זה

במקרה של איוורור מספיק, יש ללבוש ציוד נשימה מתאים כגון מסיכת פילטר. במקרה של חשיפה, יש לפנות לטיפול רפואי ולהציג את התווית במידת האפשר. הימנע ממגע עם עור ועיניים.

באופן כללי, יש לאחסן חומרים דליקים בארון ביטחון או בחדר אחסון נפרד. שמור את המיכל סגור היטב.

שמור במקום קריר ומאוורר היטב. יש לקרקע את כל הציוד המכיל חומר בכדי למנוע ניצוצות חשמליים. יש לשמור על המיכל יבש ובמקום קריר.

זהו חומר שאינו דליק. עם זאת, על מכבי האש ללבוש ציוד מתאים בזמן שנלחמים בשריפה סביב מתחם כימי זה.

לעולם לא מומלץ להשתמש במים בכיבוי שריפה סביב סידן הידריד. למטרה זו ניתן להשתמש בחול יבש, כמו גם בתרכובות כמו נתרן כלוריד ונתרן קרבונט.

כדי להסיר פסולת סידן הידרידית, יש לפרק אותה על ידי הוספת 25 מ"ל מתנול לכל גרם הידריד תחת אטמוספירת חנקן תוך כדי ערבוב.

לאחר השלמת התגובה, מוסיפים אותה נפח מים לתרכובת המטרוקסיד מימית של סידן ומוזרמים לניקוז עם הרבה מים (מועצת המחקר הארצית, 1995).

שימושים ויישומים

סוכן יבוש

אשלגן הידריד הוא יבוש קל יחסית. מסיבה זו השימוש בתרכובת זו כחומר יבוש הוא בטוח יותר בהשוואה לחומרים מגיבים יותר, כגון סגסוגות נתרן אשלגן וסגסוגות מתכת. מגיב עם מים באופן הבא:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

ניתן להפריד בין תוצרי ההידרוליזה של תגובה זו, מימן (גז) ו- Ca (OH) 2 (תערובת מימית) מהממס הכימי על ידי ביצוע תהליך של סינון, זיקוק או גידור.

תרכובת כימית זו מהווה יבוש יעיל לממסים בסיסיים רבים כמו אמינים ופירידין. הוא משמש לפעמים לייבוש ממסים לפני השימוש במייבשים מגיבים יותר.

ייצור מימן

בשנות ה -40 של המאה העשרים ניתן היה למצוא מתחם זה כמקור למימן תחת השם המסחרי "הידרולית".

הוא משמש כמקור למימן במשך זמן רב. זה עדיין משמש לייצור מימן טהור במעבדות לניסויים שונים, תאי דלק מתקדמים ויישומי סוללה (American Elements, SF).

המתחם נמצא בשימוש נרחב מזה עשרות שנים כאמצעי בטוח ונוח לניפוח בלוני מזג אוויר.

משתמשים בו באופן קבוע במעבדות לייצור כמויות קטנות של מימן טהור ביותר לניסויים. תכולת הלחות בסולר מחושבת מהמימן שפותח לאחר טיפול ב- CaH2.

גורם מקטין

כאשר מחוממים בין 600 ל 1000 מעלות צלזיוס, ניתן להפחית תחמוצת זירקוניום, ניוביום, אורניום, כרום, טיטניום, ונדיום וטנטלום להכנת אבקת המתכות הללו, כך שניתן להשתמש בסידן הידריד במתכות של אבק.

התגובה הבאה ממחישה כיצד סידן הידריד משמש כחומר מקטין:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

חסרון בשימוש בסידן הידריד

תרכובת כימית זו היא לרוב הבחירה המועדפת כסוכן ייבוש; עם זאת, יש לו גם כמה חסרונות:

- פעולת הייבוש של תרכובת זו איטית, מכיוון שהיא אינה מסיסה בשום ממס שאינו מגיב באלימות.

תרכובת אבקת זו אינה תואמת ממסים רבים. התגובה שלהם עם כלורוכמוניות יכולה אף לגרום לפיצוצים.

-לא ניתן להשתמש בו להמיסות ממסים, מכיוון שהוא אינו מסוגל להסיר חמצן מומס.

-הבחנה בין סידן הידריד לסידן הידרוקסיד היא די קשה בגלל המראה הדומה שלהם.

הפניות

1. אלמנטים אמריקאים. (SF). סידן הידריד. נשלח מ- americanelements.com: americanelements.com.
2. סידן הידריד 7789-78-8. (2016). נשלח מ- Chemicalbook.com: Chemicalbook.com.
3. סידן הידריד. (sf). נלקח מלומד הכימיה: chemistrylearner.com.
4. גיליון נתוני בטיחות חומר סידן הידריד MSDS. (2005, 10 באוקטובר). נשלח מ- sciencelab.com: sciencelab.com.
5. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (SF). מסד הנתונים של מתחם PubChem; CID = 105052. נשלח מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. מועצת המחקר הארצית. (אלף תשע מאות תשעים וחמש). נהלים זהירים במעבדה: טיפול ופינוי כימיקלים. וושינטון: NationalAacademy Press.
7. החברה המלכותית לכימיה. (2015). מזהה סידן הידריד 94784. נשלח מ chemspider.com: chemspider.com.
8. מרכז UC לבטיחות במעבדה. (2013, 18 בינואר). נוהל הפעלה רגיל סידן הידריד. נשלח מ- chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.