氫化鈣

氫化鈣

氫化鈣,是一種常見化學試劑,化學式為CaH2。灰白色結晶或塊狀,極易潮解,用作還原劑、乾燥劑、化學分析試劑等;也是無色斜方晶繫結晶;工業品為灰色,正交晶或粉末。對濕氣敏感。在常溫下與乾燥空氣、氮氣氯氣均不反應,但在高溫可與上述氣體發生反應,分別生成氧化鈣、碳化鈣、氯化鈣。遇水分解同時釋放出氫氣,也可與乙醇反應生成氫氣和乙醇鈣。對金屬氧化物的還原作用比氫化鈉或氫化鋰更為強烈。例如我們所熟知的氫化鈉,它會在NaCl晶格中結晶。這些氫化物具有更複雜的結構,它們在不反應的溶劑中均不溶解。CaH2會在PbCl2晶格中結晶。

用途


用於粉末冶金,當加熱至600~1000℃時,可與鋯、鈮、鉿等金屬氧化物還原,而得到相應的金屬粉末。可作為輕便的氫氣發生劑,也可用作還原劑、乾燥劑、分析試劑。

製法


將純度約99.5%精製鈣放入鐵盤,放在石英反應管的中央,在石英反應管的兩端用橡膠塞分別安裝進氣管和出氣管,從進氣管通入提純氫氣,出氣管通過礦物油鼓泡器與通風櫥相接。反應管用電爐加熱。經提純的氫氣,開始時通入大量氫氣置換出反應系統中的空氣,然後用電爐加熱,反應約從200℃開始,進一步加熱到250~300℃,以0.6mL/min的流速通入氫氣進行反應,經約2h即可完成,生成的氫化鈣為多孔性灰白色結晶粉末,製得氫化鈣純度約99%。

處理方案


先將廢棄的氫化鈣用無水乙醇稀釋,然後逐漸、分批地加入到裝有大量水的敞口容器中,會出現大量氣體(H2),放熱不明顯,最後廢水倒入鹼性廢液桶中即可。

環境影響


健康危害

侵入途徑:吸入、食入。
健康危害:本品對粘膜、上呼吸道、眼和皮膚有強烈的刺激性。吸入后,可因喉及支氣管的痙攣、炎症、水腫、化學性肺炎或肺水腫而致死。接觸后引起燒灼感、咳嗽、喘息、喉炎、氣短、頭痛、噁心、嘔吐等。

毒理性

氫化鈣電子式
氫化鈣電子式
危險特性:化學反應活性很高,遇潮氣、水或酸類發生反應,放出氫氣並能引起燃燒。與氧化劑、金屬氧化物劇烈反應。遇濕氣和水分生成氫氧化物,腐蝕性很強。
燃燒(分解)產物:氧化鈣、水。氧化鈣再與水產生反應,最終生成氫氧化鈣
化學方程式CaH₂+O₂==CaO+H₂OCaO+H₂O==Ca(OH)₂
所以 總的化學方程式為CaH₂+O₂==Ca(OH)₂
另外,氫化鈣與水的反應是:
CaH2+2H₂O=Ca(OH)2+2H₂↑
登山隊員常用此反應製取氫氣
4.實驗室監測方法:
原子吸收法
5.環境標準:

應急處置


泄漏處理

隔離泄漏污染區,限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器,穿防酸鹼工作服。不要直接接觸泄漏物。小量泄漏:避免揚塵,使用無火花工具收集於乾燥、潔凈、有蓋的容器中。轉移至安全場所。大量泄漏:用塑料布、帆布覆蓋,減少飛散。與有關技術部門聯繫,確定清除方法。
防護措施
呼吸系統防護:可能接觸毒物時,應該佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。必要時,建議佩戴自給式呼吸器。
眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。
身體防護:穿化學防護服。
手防護:戴橡膠手套。
其它:工作現場嚴禁吸煙。注意個人清潔衛生。

急救措施

皮膚接觸:立即脫去被污染的衣著,用大量流動清水沖洗,至少15分鐘。就醫。
眼睛接觸:立即提起眼瞼,用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。
吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。
食入:誤服者用水漱口,給飲牛奶或蛋清。就醫。
滅火方法:不可用水、泡沫、二氧化碳、鹵代烴(如1211滅火劑)等滅火。只能用金屬蓋或乾燥石墨、乾燥白雲石粉末將火燜熄。

化學數據


1、疏水參數計算參考值(XlogP):無
2、氫鍵供體數量:0
3、氫鍵受體數量:0
4、可旋轉化學鍵數量:0
5、互變異構體數量:無
6、拓撲分子極性表面積:0
7、重原子數量:1
8、表面電荷:0
9、複雜度:0
10、同位素原子數量:0
11、確定原子立構中心數量:0
12、不確定原子立構中心數量:0
13、確定化學鍵立構中心數量:0
14、不確定化學鍵立構中心數量:0
15、共價鍵單元數量:3

安全信息


危險運輸編碼:UN 1404 4.3/PG 1
危險品標誌:易燃
安全標識:S43S24/25
危險標識:R15

物化性質


氫化鈣分子結構圖
氫化鈣是一種鹼土金屬氫化物,雖不如氫化鋰穩定,但比其他氫化鹼金屬鹽穩定。化學式為CaH2,分子量為42.10。白色單斜晶體或塊狀物,工業品呈灰色,受潮濕空氣作用放出氫氣留下氫氧化鈣。比重為1.9。約600℃ 分解,熔點為816℃(氫氣中)。遇水、羧酸、低碳醇分解生成氫氣。常溫下不與乾燥的氧、氮、氯反應,但在高溫下可反應,分別生成CaO、Ca3N2、 CaCl2。與水在常溫下反應,生成氫氧化鈣和氫。
CaH2+ 2H2O → Ca(OH)2+ 2H2
氫化鈣具有強還原性,可使金屬氧化物,氯化物的金屬遊離出來,例如,
2CaH2+ MO2→ 2CaO + 2H2+ M(金屬)
氫化鈣常用做強還原劑,以及在野外工作時用來制氫氣。製備方法:將金屬鈣裝入鐵鍋內,用電熱或油加熱到約300℃,和氫氣反應即可製成氫化鈣。
Ca + H2→ CaH2+ 214kJ·mol
或在氫氣流中用鎂使氧化鈣還原也可以製備出來,由於分離氧化鈣有困難不能得到高純度氫化鈣產品。
CaO + Mg + H2→ CaH2+ MgO