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Propriedades de Hidreto de Cálcio (CaH2), Reatividade e Usos
O hidreto de cálcio é um composto químico de fórmula CaH2, o que o torna um hidreto alcalino-terroso. Este composto químico possui duas ligações iônicas entre o cálcio e os dois íons hidreto, como mostra a Figura 1.
É um hidreto salino, o que significa que sua estrutura é semelhante ao sal. Sua estrutura cristalina é a mesma do cloreto de chumbo (mineral de cotunita) como mostrado na figura 2.
Todos os metais alcalinos e alcalino-terrosos formam sais de hidreto. Em química, um hidreto é o ânion hidrogênio, H- ou, mais comumente, um composto no qual um ou mais centros de hidrogênio têm propriedades nucleofílicas, redutoras ou básicas.
Nos compostos que são considerados hidretos, o átomo de hidrogênio está ligado a um elemento ou grupo mais eletropositivo.
Pode ser produzido reagindo cálcio e hidrogênio a uma temperatura entre 300 e 400 graus centígrados. Outra maneira de preparar o hidreto de cálcio é aquecer o cloreto de cálcio juntamente com hidrogênio e sódio metálico. A reação acontece da seguinte maneira:
CaCl2 + H2 + 2Na → CaH2 + 2NaCl
Nesta reação, o cálcio (Ca) e o hidrogênio (H) criam uma molécula de hidreto de cálcio, enquanto os átomos de sódio, juntamente com o cloro, criam moléculas de cloreto de sódio (NaCl).
O hidreto de cálcio também pode ser produzido pela redução do óxido de cálcio (CaO) com magnésio (Mg). A reação é realizada na presença de hidrogênio. Esta reação também produz óxido de magnésio (MgO). Abaixo está a fórmula para esta reação química:
CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO
Índice
- 1 Propriedades físicas e químicas do hidreto de cálcio
- 2 Reatividade e riscos
- 3 Manuseio e armazenamento
- 4 Usos e aplicações
- 4.1 Agente dessecante
- 4.2 Produção de hidrogênio
- 4.3 Agente Redutor
- 5 Desvantagem no uso de hidreto de cálcio
- 6 referências
Propriedades físicas e químicas do hidreto de cálcio
O hidreto de cálcio é um grupo de cristais ortorrômbicos de cor branca quando é puro. Geralmente, é raro encontrá-lo dessa forma, por isso geralmente tem um tom acinzentado. Não tem um cheiro característico. Sua aparência é mostrada na Figura 3 (Royal Society of Chemistry, 2015).
Tem um peso molecular de 42.094 g / mol, tem um ponto de fusão de 816 graus Celsius e uma densidade de 1.70 g / ml. Se dissolve na água, reage violentamente produzindo hidrogênio. Reage também com o álcool (National Center for Biotechnology Information, S.F.).
Reatividade e Perigos
O hidreto de cálcio é um produto químico estável, embora seja altamente reativo à água ou à umidade. Em contato com a água, libera gases de hidrogênio inflamáveis que podem se inflamar espontaneamente.
É considerado um composto explosivo. Quando aquecido em uma reação com o tetraidrofurano, pode causar uma explosão. Quando misturado com clorato, hipoclorito, bromato, perclorato de potássio, torna-se sensível ao calor, fricção e torna-se explosivo (Hidreto de Cálcio 7789-78-8, 2016).
Quando o flúor de prata é esmagado com hidreto de cálcio, a massa se torna incandescente. O forte aquecimento do hidreto com cloro, bromo ou iodo leva à incandescência.
Misturas do hidreto com vários bromatos, por exemplo bromato de bário ou cloratos, por exemplo clorato de bário e percloratos tais como perclorato de potássio, explodem após trituração. O CaH2 reage incandescentemente com flúor de prata se sujeito a fricção.
Este composto deve ser manuseado sob uma atmosfera inerte. Se não for manuseado adequadamente, pode representar uma séria ameaça à saúde e segurança do pessoal de laboratório, salva-vidas e manipuladores de resíduos químicos (centro de UC para segurança laboratorial, 2013).
Extremamente perigoso em caso de contato com a pele ou com os olhos, pois é irritante. Muito perigoso em caso de contato com a pele, pois pode ser corrosivo.
Também é perigoso em caso de ingestão e inalação. A quantidade de dano no tecido depende do comprimento do contato. O contato com os olhos pode resultar em danos à córnea ou cegueira.
O contato com a pele pode causar inflamação e bolhas. A inalação de poeira produzirá irritação do trato gastrointestinal ou respiratório, caracterizada por queimação, espirros e tosse.
Superexposição severa pode causar danos nos pulmões, asfixia, inconsciência e até a morte. A inflamação do olho é caracterizada por vermelhidão, irritação e coceira. Inflamação da pele é caracterizada por coceira, descamação, vermelhidão ou, ocasionalmente, bolhas.
A exposição repetida dos olhos a um nível baixo pode causar irritação nos olhos. A exposição repetida à pele pode causar destruição da pele local ou dermatite.
A inalação repetida de poeira pode produzir um grau variável de irritação respiratória ou dano pulmonar. A inalação repetida ou prolongada de poeira pode causar irritação respiratória crônica (MSDS, 2005).
Se contacto com os olhos, devem ser imediatamente lavados com água durante pelo menos 15 minutos, ocasionalmente levantar as pálpebras superior e inferior.
Em caso de contato com a pele, lave imediatamente com bastante água por pelo menos 15 minutos enquanto remove roupas e sapatos contaminados.
Em caso de ingestão, o vômito não deve ser induzido. Um centro de controle de veneno deve ser chamado. É aconselhável deixar o local de exposição e passar para o exterior imediatamente.
Em caso de inalação, se a respiração se tornar difícil, é necessário fornecer oxigênio. A respiração boca-a-boca não deve ser administrada se a vítima ingeriu ou inalou a substância.
A respiração artificial deve ser induzida com a ajuda de uma máscara de bolso equipada com uma válvula unidirecional ou outro dispositivo médico respiratório adequado. Em todos os casos, a atenção médica deve ser obtida imediatamente.
Manuseio e armazenamento
O composto deve ser mantido em um recipiente seco longe do calor. Deve ser mantido longe de fontes de ignição. Não respire a poeira. Não adicione água a este produto
Em caso de ventilação insuficiente, use equipamento respiratório adequado, como uma máscara de filtro. Em caso de exposição, você deve procurar atendimento médico e mostrar o rótulo o máximo possível. Evite o contato com a pele e os olhos.
Os materiais inflamáveis, em geral, devem ser armazenados em um gabinete ou sala de armazenamento de segurança separado. Mantenha o recipiente bem fechado.
Mantenha em local fresco e bem ventilado. Todo o equipamento que contém material para evitar faíscas elétricas deve ser aterrado. O recipiente deve ser mantido seco e em local fresco.
É um material não inflamável. No entanto, os bombeiros devem usar equipamento apropriado enquanto extinguem um incêndio em torno deste composto químico.
Nunca é aconselhável usar água para extinguir um incêndio em torno do hidreto de cálcio. Areia seca pode ser usada, assim como compostos como cloreto de sódio e carbonato de sódio para este propósito.
Para remover detritos hidreto de cálcio, são para ser decomposto através da adição de 25 ml de metanol por grama de hidreto sob uma atmosfera de azoto enquanto se agita.
Depois de terminar a reacção, o mesmo volume de água é adicionada à pasta de metóxido de cálcio e descartados pelo ralo com água (National Research Council, 1995).
Usos e aplicativos
Agente dessecante
O hidreto de potássio é um dessecante relativamente suave. Devido a esta razão, o uso deste composto como um dessecante é mais seguro em comparação com os agentes mais reactivos, tais como ligas de sódio-potássio e de sódio metálico. Reage com a água da seguinte maneira:
CaH2 + 2 H2O → Ca (OH) 2 + 2 H2
Os produtos de hidrólise desta reacção, de hidrogénio (gás) e Ca (OH) 2 (uma mistura aquosa) podem ser separados do solvente química após uma filtração, destilação ou de decantação.
Este composto químico é um dessecante eficaz para muitos solventes básicos, como aminas e piridina. Às vezes é usado para pré-secar solventes antes de usar dessecantes mais reativos.
Produção de hidrogênio
Na década de 1940, este composto estava disponível como fonte de hidrogênio sob o nome comercial de "Hydrolith".
Ele tem sido usado como fonte de hidrogênio por um longo tempo. Ele ainda é usado para produzir hidrogênio puro em laboratórios para vários experimentos, células de combustível avançadas e aplicações de bateria (American Elements, S.F.).
O composto tem sido amplamente utilizado há décadas como um meio seguro e conveniente de inflar balões meteorológicos.
Da mesma forma, é regularmente usado em laboratórios para produzir pequenas quantidades de hidrogênio altamente puro para experimentos. O teor de umidade do combustível diesel é calculado pelo hidrogênio desenvolvido após o tratamento com CaH2.
Agente redutor
Quando aquecido entre 600 e 1000 graus Celsius, óxido de zircónio, o nióbio, o urânio, o crómio, titânio, vanádio e tântalo pode ser reduzido para preparar o pó de estes metais, por isso, o hidreto de cálcio pode ser utilizado na metalurgia de poeira.
A reação a seguir ilustra a maneira pela qual o hidreto de cálcio atua como agente redutor:
TiO + 2CaH2 → CaO + H2 + Ti
Desvantagem no uso de hidreto de cálcio
Este composto químico é frequentemente a escolha preferida como agente de secagem; No entanto, também tem algumas desvantagens:
-A ação de secagem deste composto é lenta, pois não é solúvel em nenhum solvente com o qual não reaja violentamente.
-Este composto em pó é incompatível com muitos solventes. Sua reação com os clorocarbonetos pode até causar explosões.
-Não pode ser usado para solventes desoxigenantes, uma vez que não é capaz de eliminar o oxigênio dissolvido.
- A diferenciação entre o hidreto de cálcio e o hidróxido de cálcio é bastante difícil devido às suas aparências similares.
Referências
- Elementos americanos. (S.F.). hidreto de cálcio. Retirado de americanelements.com: americanelements.com.
- Hidreto de Cálcio 7789-78-8. (2016). Retirado de chemicalbook.com: chemicalbook.com.
- hidreto de cálcio. (s.f.) Retirado do aprendiz de química: chemistrylearner.com.
- Ficha de Informações de Segurança de Produtos Químicos de Cálcio MSDS. (2005, 10 de outubro). Obtido em sciencelab.com: sciencelab.com.
- Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (S.F.). Banco de Dados Composto PubChem; CID = 105052. Obtido em pubchem.ncbi.nlm.nih.gov: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- conselho nacional de pesquisa. (1995). Práticas Prudentes no Laboratório: Manuseio e Disposição de Produtos Químicos. Washinton: NationalAcademy Press.
- Sociedade Real de Química. (2015). Hidreto de cálcio ID 94784. Retirado de chemspider.com: chemspider.com.
- Centro de UC para segurança laboratorial. (2013, 18 de janeiro). procedimento padrão de hidreto de cálcio. Retirado de chemengr.ucsb.edu: chemengr.ucsb.edu.