KALSIUM HIDRIDA (CAH2): SIFAT, KEREAKTIFAN DAN KEGUNAANNYA - KIMIA - 2026

The kalsium hidrida adalah sebatian kimia formula CaH2, yang menjadikan hidrida bumi beralkali. Sebatian kimia ini mempunyai dua ikatan ion antara kalsium dan dua ion hidrida, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Ini adalah hidrida garam, yang bermaksud bahawa strukturnya serupa dengan garam. Struktur kristalnya sama dengan struktur klorida plumbum (mineral cotunnite) seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.

Rajah 1: struktur kalsium hidrida

Rajah 2: struktur kristal kalsium hidrida

Semua logam alkali dan alkali bumi membentuk garam hidrida. Dalam kimia, hidrida adalah anion hidrogen, H- atau, lebih umum, ia adalah sebatian di mana satu atau lebih pusat hidrogen mempunyai sifat nukleofilik, pengurang atau asas.

Dalam sebatian yang dianggap hidrida, atom hidrogen melekat pada unsur atau kumpulan yang lebih elektropositif.

Ia dapat dihasilkan dengan bertindak balas kalsium dan hidrogen pada suhu antara 300 hingga 400 darjah Celsius. Kaedah lain untuk menyediakan kalsium hidrida ialah memanaskan kalsium klorida bersama hidrogen dan natrium logam. Reaksi berlaku seperti berikut:

CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl

Dalam tindak balas ini, kalsium (Ca) dan hidrogen (H) membuat molekul kalsium hidrida sementara atom natrium bersama dengan klorin membuat molekul natrium klorida (NaCl).

Kalsium hidrida juga dapat dihasilkan dengan mengurangkan kalsium oksida (CaO) dengan magnesium (Mg). Tindak balas dilakukan dengan kehadiran hidrogen. Tindak balas ini juga menghasilkan magnesium oksida (MgO). Berikut adalah formula tindak balas kimia ini:

CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Sifat fizikal dan kimia kalsium hidrida

Kalsium hidrida adalah satu set kristal dengan struktur orthorhombik yang berwarna putih ketika tulen. Secara amnya, ia jarang dijumpai dalam bentuk ini sehingga cenderung mempunyai warna keabu-abuan. Ia tidak mempunyai bau khas. Penampilannya ditunjukkan dalam gambar 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).

Rajah 3: penampilan kalsium hidrida

Berat molekul 42.094 g / mol, mempunyai titik lebur 816 darjah selsius dan ketumpatan 1.70 g / ml. Sekiranya larut dalam air, ia bertindak balas dengan ganas, menghasilkan hidrogen. Ia juga bertindak balas dengan alkohol (Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi., SF).

Kereaktifan dan bahaya

Kalsium hidrida adalah bahan kimia yang stabil, walaupun sangat reaktif terhadap air atau kelembapan. Bersentuhan dengan air, ia mengeluarkan gas hidrogen yang mudah terbakar yang dapat menyala secara spontan.

Ia dianggap sebagai bahan letupan. Apabila dipanaskan dalam tindak balas dengan tetrahidrofuran, ia boleh menyebabkan letupan. Apabila dicampurkan dengan klorat, hipoklorit, bromat, kalium perklorat, ia menjadi sensitif terhadap haba, geseran dan menjadi mudah meletup (Calcium Hydride 7789-78-8, 2016).

Apabila fluorida perak dihancurkan dengan kalsium hidrida, jisim menjadi pijar. Pemanasan hidrida yang kuat dengan klorin, bromin atau iodin membawa kepada pijar.

Campuran hidrida dengan pelbagai bromat, misalnya barium bromat atau klorat, contohnya barium klorat dan perklorat seperti kalium perklorat, meletup semasa mengisar. CaH2 bertindak balas tanpa henti dengan fluorida perak jika terkena geseran.

Kompaun ini mesti dikendalikan dalam suasana lengang. Sekiranya tidak ditangani dengan betul, ia boleh menimbulkan ancaman serius terhadap kesihatan dan keselamatan anggota makmal, responden pertama, dan pengendali sisa kimia (pusat keselamatan makmal UC, 2013).

Amat berbahaya sekiranya terkena kulit atau mata, kerana ia menjengkelkan. Sangat berbahaya sekiranya terkena kulit kerana boleh menghakis.

Ia juga berbahaya sekiranya tertelan dan disedut. Jumlah kerosakan tisu bergantung pada panjang hubungan. Sentuhan dengan mata boleh mengakibatkan kerosakan kornea atau kebutaan.

Sentuhan dengan kulit boleh menyebabkan keradangan dan lepuh. Penyedutan debu akan menyebabkan kerengsaan saluran pencernaan atau pernafasan, yang dicirikan oleh pembakaran, bersin dan batuk.

Lebihan yang teruk boleh menyebabkan kerosakan paru-paru, sesak nafas, tidak sedarkan diri, dan bahkan kematian. Keradangan mata dicirikan oleh kemerahan, penyiraman, dan gatal. Keradangan kulit dicirikan oleh gatal, mengelupas, kemerahan, atau kadang-kadang melepuh.

Pendedahan mata tahap rendah berulang boleh menyebabkan kerengsaan mata. Pendedahan kulit berulang boleh menyebabkan kerosakan kulit tempatan, atau dermatitis.

Penyedutan debu yang berulang dapat menghasilkan pelbagai tahap kerengsaan pernafasan atau kerosakan paru-paru. Penyedutan debu yang berulang atau berpanjangan boleh menyebabkan kerengsaan pernafasan kronik (Lembaran Data Keselamatan Bahan Kalsium hidrida MSDS, 2005).

Sekiranya bersentuhan dengan mata, segera dibilas dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 minit, sesekali mengangkat kelopak mata atas dan bawah.

Sekiranya bersentuhan dengan kulit, segera bilas dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 minit sambil menanggalkan pakaian dan kasut yang tercemar.

Sekiranya tertelan, muntah tidak boleh disebabkan. Pusat kawalan racun harus dipanggil. Sebaiknya tinggalkan tempat pendedahan dan segera pindah ke luar.

Sekiranya terhirup, jika sukar bernafas, perlu membekalkan oksigen. Resusitasi mulut ke mulut tidak boleh diberikan sekiranya mangsa telah menelan atau menyedut bahan tersebut.

Pernafasan buatan harus dilakukan dengan bantuan topeng saku yang dilengkapi dengan injap sehala atau alat perubatan pernafasan lain yang sesuai. Dalam semua kes, rawatan perubatan harus segera diperoleh.

Pengendalian dan penyimpanan

Sebatian hendaklah disimpan di dalam bekas kering dari panas. Ia harus dijauhkan dari sumber pencucuhan. Debu tidak boleh bernafas. Air tidak boleh ditambahkan ke dalam produk ini

Sekiranya pengudaraan tidak mencukupi, pakai alat pernafasan yang sesuai seperti topeng penapis. Sekiranya terdedah, dapatkan rawatan perubatan dan tunjukkan label di mana mungkin. Elakkan bersentuhan dengan kulit dan mata.

Bahan mudah terbakar, secara amnya, harus disimpan di almari keselamatan atau ruang simpanan yang berasingan. Pastikan bekas ditutup rapat.

Simpan di tempat yang sejuk dan berventilasi baik. Semua peralatan yang mengandungi bahan mesti dibumikan untuk mengelakkan percikan elektrik. Bekas hendaklah dijaga kering dan di tempat yang sejuk.

Ia adalah bahan yang tidak mudah terbakar. Walau bagaimanapun, anggota bomba mesti memakai peralatan yang sesuai semasa memadamkan kebakaran di sekitar sebatian kimia ini.

Tidak pernah disarankan menggunakan air untuk memadamkan api di sekitar kalsium hidrida. Pasir kering, serta sebatian seperti natrium klorida dan natrium karbonat dapat digunakan untuk tujuan ini.

Untuk menghilangkan serpihan kalsium hidrida, ia mesti diuraikan dengan menambahkan 25 ml metanol untuk setiap gram hidrida di bawah atmosfer nitrogen sambil dikacau.

Setelah tindak balas selesai, isipadu air yang sama ditambahkan ke sebatian kalsium metoksida berair dan ia dibuang ke dalam longkang dengan banyak air (dewan penyelidikan nasional, 1995).

Kegunaan dan aplikasi

Ejen desiccant

Kalium hidrida adalah pengering yang agak ringan. Oleh sebab ini, penggunaan sebatian ini sebagai bahan pengering lebih selamat dibandingkan dengan agen yang lebih reaktif, seperti natrium kalium dan aloi logam natrium. Tindak balas dengan air seperti berikut:

CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2

Produk hidrolisis tindak balas ini, hidrogen (gas) dan Ca (OH) 2 (campuran berair), dapat dipisahkan dari pelarut kimia dengan mengikuti proses penyaringan, penyulingan atau dekantasi.

Sebatian kimia ini adalah bahan pengering yang berkesan untuk banyak pelarut asas seperti amina dan piridin. Kadang-kadang ia digunakan untuk mengeringkan pelarut sebelum menggunakan bahan pengering yang lebih reaktif.

Pengeluaran hidrogen

Pada tahun 1940-an, sebatian ini tersedia sebagai sumber hidrogen dengan nama dagang "Hydrolith."

Telah lama digunakan sebagai sumber hidrogen. Ia masih digunakan untuk menghasilkan hidrogen tulen di makmal untuk pelbagai eksperimen, sel bahan bakar maju, dan aplikasi bateri (American Elements, SF).

Kompleks ini telah digunakan secara meluas selama beberapa dekad sebagai cara yang selamat dan mudah untuk mengembang belon cuaca.

Ia juga kerap digunakan di makmal untuk menghasilkan sejumlah kecil hidrogen yang sangat murni untuk eksperimen. Kandungan kelembapan bahan bakar diesel dikira dari hidrogen yang dikembangkan setelah rawatan dengan CaH2.

Ejen pengurangan

Apabila dipanaskan antara 600 hingga 1000 darjah celcius, zirkonium oksida, niobium, uranium, kromium, titanium, vanadium dan tantalum dapat dikurangkan untuk menyiapkan serbuk logam ini, sehingga kalsium hidrida dapat digunakan dalam metalurgi dari habuk.

Tindak balas berikut menggambarkan bagaimana kalsium hidrida bertindak sebagai agen pengurangan:

TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti

Kekurangan dalam penggunaan kalsium hidrida

Sebatian kimia ini sering menjadi pilihan utama sebagai agen pengeringan; Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai beberapa kelemahan:

- Tindakan pengeringan sebatian ini lambat, kerana tidak larut dalam pelarut yang tidak bertindak balas dengan ganas.

-Bahan sebatian ini tidak sesuai dengan banyak pelarut. Reaksi mereka dengan klorokarbon bahkan boleh menyebabkan letupan.

-Ia tidak boleh digunakan untuk pelarut deoksigenasi, kerana tidak mampu mengeluarkan oksigen terlarut.

-Perbezaan antara kalsium hidrida dan kalsium hidroksida agak sukar kerana penampilannya serupa.

Rujukan

1. Elemen Amerika. (SF). kalsium hidrida. Diperolehi dari americanelements.com: americanelements.com.
2. Kalsium Hidrida 7789-78-8. (2016). Diperolehi dari chemicalbook.com: chemicalbook.com.
3. kalsium hidrida. (sf). Diperolehi dari pelajar kimia: chemistrylearner.com.
4. Lembaran Data Keselamatan Bahan Kalsium hidrida MSDS. (2005, 10 Oktober). Diperolehi dari sciencelab.com: sciencelab.com.
5. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (SF). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 105052. Diperoleh daripada pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. majlis penyelidikan kebangsaan. (Sembilan-belas sembilan puluh lima). Amalan Berhemah di Makmal: Pengendalian dan Pembuangan Bahan Kimia. Washinton: Akhbar Akademi Nasional.
7. Persatuan Kimia Diraja. (2015). kalsium hidrida ID 94784. Diperolehi dari chemspider.com: chemspider.com.
8. Pusat UC untuk keselamatan makmal. (2013, 18 Januari). prosedur operasi standard kalsium hidrida. Diperolehi dari chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.