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Idruro di calcio, noto anche come IDRURO DI CALCIO, è un composto inorganico con la formula chimica CaH ₂. Di solito è grigio bianco cristallino o a blocchi, e i prodotti industriali sono per lo più grigi, sotto forma di cristalli regolari o polvere. È insolubile nel disolfuro di carbonio e leggermente solubile nell'acido concentrato. È estremamente sensibile all'umidità e facilmente deliquescente. Ha una forte riducibilità e ha un effetto riducente più forte sugli ossidi metallici rispetto all'idruro di sodio o all'idruro di litio. A contatto con l'acqua si decompone e libera gas idrogeno, che reagisce violentemente e può provocare combustione o esplosione. Pertanto, è contrassegnato come sostanza infiammabile se esposto all'umidità. A temperatura ambiente, non reagisce con l'aria secca, l'azoto o il cloro, ma può reagire con questi gas ad alte temperature per produrre rispettivamente ossido di calcio, carburo di calcio e cloruro di calcio.
Ulteriori informazioni sul composto chimico:
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Formula chimica |
CaH2 |
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Messa esatta |
41.98 |
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Peso Molecolare |
42.09 |
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m/z |
41.98 (100.0%), 45.97 (2.2%) |
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Analisi elementare |
Ca, 95,21; H, 4,79 |
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Punto di ebollizione |
816 gradi (lett.) |
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punto d'infiammabilità |
1.9 |
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Condizioni di conservazione |
Conservare a una temperatura inferiore a +30 gradi. |
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Inoltre, può anche reagire con l'etanolo per generare gas idrogeno ed etossido di calcio. Viene utilizzato come agente riducente e agente condensante nella sintesi organica e può essere utilizzato per ridurre vari composti organici. A causa della sua sensibilità all'umidità e della capacità di reagire con l'acqua, questa sostanza può essere utilizzata come essiccante per essiccare determinati gas o solventi organici. Quando si lavora sul campo, può essere utilizzato per produrre gas idrogeno. Reagisce con l'acqua per rilasciare gas idrogeno, che può essere utilizzato come generatore di idrogeno leggero per fornire energia efficiente per le operazioni sul campo. Nell'analisi chimica, l'idruro di calcio può essere utilizzato come reagente per partecipare a determinate reazioni chimiche o processi di analisi e può essere utilizzato per ridurre gli ossidi di metalli rari per preparare metalli rari.
Idruro di calcio(formula chimica CaH2) è un importante composto inorganico con forte riducibilità e infiammabilità se esposto all'umidità. Ha una vasta gamma di applicazioni nella sintesi organica, essiccanti, materiali per la produzione di idrogeno, reagenti per analisi chimiche e preparazione di metalli rari. Quanto segue elaborerà il suo scopo da molteplici aspetti:
Agenti riducenti e condensanti nella sintesi organica
L'idruro di calcio è un importante agente riducente e condensante nella sintesi organica, che può partecipare a varie reazioni chimiche organiche e fornire comodità per la sintesi organica. Ha una forte riducibilità e può ridurre vari composti organici. Ad esempio, può ridurre i composti carbonilici (come aldeidi e chetoni) nei loro alcoli corrispondenti e ridurre gruppi funzionali come acidi carbossilici, esteri, nitrili, ecc. Nella sintesi organica, l'idruro di calcio viene spesso utilizzato per preparare intermedi con strutture specifiche, fornendo una base per le reazioni successive.
La sua capacità riducente è più forte di quella dell'idruro di sodio o dell'idruro di litio e anche il suo effetto riducente sugli ossidi metallici è più significativo. Può anche essere utilizzato come agente condensante per partecipare alla reazione di condensazione dei composti organici. Ad esempio, nella preparazione di alcune molecole organiche complesse, l'idruro di calcio può favorire la condensazione intermolecolare, formare nuovi legami chimici e quindi sintetizzare il composto bersaglio.
Essiccante
L'idruro di calcio è estremamente sensibile all'umidità e può reagire violentemente con l'acqua, liberando gas idrogeno. Pertanto, può essere utilizzato come essiccante per essiccare determinati gas o solventi organici. Può essere utilizzato per essiccare gas inerti come idrogeno, azoto, argon e alcuni gas organici non-polari. Durante il processo di essiccazione del gas, l'idruro di calcio può assorbire l'umidità dal gas, impedendogli di interferire con reazioni o esperimenti successivi. Può anche essere utilizzato per essiccare alcuni solventi organici, come tetraidrofurano, etere, ecc. Nella sintesi organica, la purezza del solvente ha un impatto significativo sui risultati della reazione. L'essiccazione di solventi organici con idruro di calcio può migliorare la purezza del solvente e ridurre l'impatto delle impurità sulla reazione.
Materiali che producono idrogeno
L'idruro di calcio può essere utilizzato come materiale per la produzione di idrogeno nel lavoro sul campo, fornendo energia efficiente per le operazioni sul campo. L'idruro di calcio può reagire con l'acqua per rilasciare gas idrogeno, rendendolo adatto alla preparazione di generatori di idrogeno portatili. Nelle operazioni sul campo, i generatori di idrogeno possono fornire idrogeno per apparecchiature come celle a combustibile e lampade a idrogeno per soddisfare il fabbisogno energetico. L'idruro di calcio può anche servire come mezzo di stoccaggio e trasporto per l'idrogeno gassoso. Quando è necessario, l'idrogeno può essere rilasciato reagendo con l'acqua. Questo metodo presenta i vantaggi di un'elevata densità di stoccaggio e di un trasporto conveniente ed è adatto per la fornitura di idrogeno in determinate occasioni speciali.
Reagenti per analisi chimiche
Idruro di calciopuò essere utilizzato come reagente nell'analisi chimica, partecipando a determinate reazioni chimiche o processi analitici. Può essere utilizzato in alcuni esperimenti di analisi quantitativa come agente riducente o reagente, partecipando a reazioni chimiche e determinando il contenuto dei reagenti. Ad esempio, quando si determina il contenuto di determinati ioni metallici, l'idruro di calcio può essere utilizzato come agente riducente per ridurre gli ioni metallici a metallo elementare, quindi il contenuto di metallo può essere determinato mediante pesatura o altri metodi.
Può anche essere utilizzato in alcuni esperimenti di analisi qualitativa per identificare determinati composti o gruppi funzionali. Ad esempio, quando si identificano composti carbonilici come aldeidi e chetoni, l'idruro di calcio può essere utilizzato per reazioni di riduzione e si possono osservare le proprietà dei prodotti della reazione per determinare il tipo di composto.
Preparazione dei metalli rari
L'idruro di calcio svolge un ruolo importante nella preparazione di metalli rari e può essere utilizzato per ridurre gli ossidi di metalli rari per preparare metalli rari. L'idruro di calcio ha una forte riducibilità e può ridurre alcuni ossidi metallici rari, come l'ossido di tantalio e l'ossido di niobio. Durante il processo di riduzione, l'idruro di calcio reagisce con gli ossidi metallici per generare i corrispondenti elementi metallici e idrogeno gassoso.
Questo metodo presenta i vantaggi di condizioni di reazione blande e di elevata purezza del prodotto ed è adatto per la preparazione di alcuni metalli rari. L'idruro di calcio può essere utilizzato anche per rimuovere elementi impuri durante il processo di raffinazione dei metalli rari. Ad esempio, nella raffinazione di metalli come tantalio e niobio, l'idruro di calcio può essere utilizzato per reagire con elementi impuri per generare idruri corrispondenti, che possono poi essere decomposti mediante riscaldamento o altri metodi per rimuovere elementi impuri e migliorare la purezza del metallo.
Altre applicazioni
Può essere utilizzato per preparare alcuni materiali elettronici, come materiali semiconduttori, materiali superconduttori, ecc. Nel processo di preparazione dei materiali elettronici, l'idruro di calcio può essere utilizzato come agente riducente o drogante per partecipare al processo di sintesi o modifica dei materiali, migliorandone le proprietà. Con il continuo sviluppo della tecnologia energetica, l'idruro di calcio ha anche potenziali applicazioni nel campo dello stoccaggio e della conversione dell'energia. Ad esempio, l'idruro di calcio può essere utilizzato come materiale di stoccaggio dell'idrogeno nei sistemi di stoccaggio e conversione dell'energia dell'idrogeno. Inoltre, l'idruro di calcio può essere utilizzato anche per preparare materiali per elettrodi per alcune celle a combustibile, migliorandone le prestazioni.
Idruro di calcio(formula chimica CaH ₂) è un importante composto inorganico con forte riducibilità e infiammabilità se esposto all'umidità. Ha una vasta gamma di applicazioni nella sintesi organica, negli essiccanti, nei materiali per la produzione di idrogeno e in altri campi. Di seguito verrà fornita un'introduzione dettagliata al suo metodo di preparazione:
Metodo di reazione diretta tra calcio e idrogeno
La reazione diretta tra calcio e idrogeno è il metodo principale per preparare l'idruro di calcio e il suo principio di reazione si basa sulla reazione chimica tra calcio e idrogeno ad alte temperature.
Principio
Il calcio reagisce con l'idrogeno ad alte temperature per formare idruro di calcio, la cui equazione chimica è:
Ca(s)+H2(g)→CaH2(s)
Questa reazione è esotermica, ma la velocità di reazione è estremamente lenta a temperatura ambiente e deve essere effettuata ad alta temperatura.
Dispositivo di preparazione
Il dispositivo per la preparazione dell'idruro di calcio comprende solitamente un tubo di reazione al quarzo, un tubo di ingresso, un tubo di uscita, un forno elettrico, ecc. I tubi di reazione al quarzo vengono utilizzati per contenere i reagenti, il tubo di ingresso viene utilizzato per introdurre gas idrogeno, il tubo di uscita viene utilizzato per scaricare il gas prodotto dalla reazione e il forno elettrico viene utilizzato per riscaldare i tubi di reazione.
Fasi operative
Preparazione della materia prima: posizionare il calcio raffinato con una purezza di circa il 99,5% in una piastra di ferro e posizionarlo al centro di un tubo di reazione al quarzo. Per purificare il calcio metallico, è necessario eseguire ripetutamente la distillazione sotto vuoto, quindi raschiare lo strato di ossido sulla superficie del calcio in una scatola operativa riempita di gas argon e tagliarlo il più possibile in piccoli pezzi. In assenza di aria, posizionare piccoli pezzi di calcio metallico dalla superficie liscia in una barchetta di ferro elettrolitico, che viene poi caricata in un tubo di quarzo.
Installazione del dispositivo: i tappi di gomma vengono utilizzati per installare i tubi di ingresso e di uscita su entrambe le estremità del tubo di reazione al quarzo. Il tubo di uscita è collegato alla cappa chimica tramite un gorgogliatore ad olio minerale.
Sostituzione del sistema: dal tubo di aspirazione viene introdotto idrogeno gassoso purificato e inizialmente viene introdotta una grande quantità di idrogeno gassoso per sostituire l'aria nel sistema di reazione, impedendo al calcio di reagire con l'ossigeno per produrre ossido di calcio.
Reazione di riscaldamento: riscaldare il tubo di reazione con un forno elettrico, iniziando da circa 200 gradi e riscaldandolo ulteriormente fino a 250-300 gradi. Introdurre gas idrogeno ad una portata di 0,6 mL/min per la reazione. Per evitare che il tubo al quarzo venga corroso dai vapori di calcio, la parte riscaldata del tubo al quarzo è ricoperta da un tubo a parete sottile in ferro elettrolitico. La reazione può essere completata in circa 2 ore e l'idruro di calcio generato è una polvere cristallina bianco grigio porosa.
Ispezione del prodotto: è possibile utilizzare un gorgogliatore di etere di petrolio per verificare se la reazione di idrogenazione è completa. Sospendere il flusso di gas H ₂. Se il livello del liquido nel tubo gorgogliatore non sale, indica che la reazione è completa; Se il livello del liquido all'interno del condotto aumenta, significa che la reazione di idrogenazione deve ancora continuare.
Raccolta di raffreddamento: al termine della reazione, raffreddare a temperatura ambiente per ottenere idruro di calcio, che ha una purezza di circa il 99%.
Domande frequenti
Qual è il nome commerciale dell'idrossido di calcio?
L'idrossido di calcio ha molti nomi, tra cui calce da costruzione, calce caustica, calce spenta, calce e calce decapante. Viene utilizzato in varie applicazioni, inclusa la preparazione degli alimenti, dove è stato identificato come numero E E526. L'idrossido di calcio adotta una struttura polimerica simile all'idrossido di magnesio (struttura brucite).
L'idruro di calcio è esplosivo?
L'idruro di calcio è una sostanza chimica INFIAMMABILE e REATTIVA e rappresenta un PERICOLO DI INCENDIO ed ESPLOSIONE.
Qual è un altro nome per l'idruro di calcio?
CaH 2 è stato utilizzato per la produzione di idrogeno. Negli anni '40 era disponibile con il nome commerciale "Hydrolith" come fonte di idrogeno: il nome commerciale di questo composto è "idrolith"; in casi di emergenza può essere utilizzato come fonte portatile di idrogeno, per riempire i dirigibili.
A cosa serve l'idruro di calcio?
L'idruro di calcio è un solido cristallino bianco grigiastro (simile alla sabbia-). Viene utilizzato come agente essiccante e riducente e come detergente per pozzi petroliferi intasati. *L'idruro di calcio è presente nell'elenco delle sostanze pericolose perché citato dal DOT.
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