Гидрид кальция
Гидрид кальция — бинарное неорганическое соединение кальция и водорода с химической формулой CaH 2 {displaystyle {ce {CaH2}}} . Относится к классу солеобразных гидридов.
Применяется для получения газообразного водорода, для твердофазного термического восстановления тугоплавких металлов из их оксидов, в качестве осушающего агента, как аналитический реагент для количественного определения влагосодержания органических жидкостей и кристаллизационной воды в кристаллических веществах.
Физические свойства
Твёрдое бесцветное кристаллическое вещество. Примесями обычно окрашен в серый цвет. Кристаллизуется в орторомбической сингонии oP12 — кристаллической структуре типа PbCl {displaystyle {ce {PbCl}}} — минерала котунита.
Не растворяется в растворителях, с которыми не взаимодействует.
Плавится с разложением при 816 °С. В атмосфере водорода, особенно при повышенном давлении, его пиролиз существенно снижается.
Химические свойства
Является сильным восстановителем.
Взаимодействует с водой, образуя водород и гидроксид кальция:
CaH 2 + 2 H 2 O ⟶ Ca ( OH ) 2 + 2 H 2 + 228 {displaystyle {ce {CaH2 + 2 H2O -> Ca(OH)2 + 2 H2 + 228}}} кДж.Взаимодействие с кислотами с образованием водорода и соответствующей кальциевой соли, например:
CaH 2 + 2 HCl ⟶ CaCl 2 + 2 H 2 {displaystyle {ce {CaH_2 + 2 HCl -> CaCl2 + 2H2}}} .Окисляется кислородом при температуре свыше 300—400 °С:
CaH 2 + O 2 ⟶ CaO + H 2 O {displaystyle {ce {CaH2 + O2 -> CaO + H2O}}} .Восстанавливает оксиды многих металлов до металла, например:
2 CaH 2 + TiO 2 ⟶ 2 CaO + 2 H 2 + Ti {displaystyle {ce {2 CaH2 + TiO2 -> 2 CaO + 2H2 + Ti}}} .Получение
Пропусканием водорода над нагретой до температуры около 400 °C стружкой кальция:
Ca + H 2 ⟶ CaH 2 {displaystyle {ce {Ca + H2 -> CaH2}}} .Применение
Применяется как удобный твердый источник водорода. 1 кг CaH 2 {displaystyle {ce {CaH2}}} при взаимодействии с водой образует 1064 л H 2 {displaystyle {ce {H2}}} (приведённого к нормальным условиям). Поэтому, несмотря на дороговизну метода, часто используется для наполнения воздушных шаров, оболочек метеорологических зондов и небольших аэростатов водородом. С этой же целью применяется в лабораториях для получения чистого водорода.
Несмотря на то, что его осушающие свойства уступают таким распространённым осушителям как силикагель или пентаоксид фосфора, часто применяется в качестве осушителя органических жидкостей, топлив и смазочных масел.
В лабораторной практике используется для количественного определения содержания воды в топливах и других веществах с помощью волюмометрического анализа, влажность определяется по объёму выделившегося водорода.
Также применяется для восстановления тугоплавких металлов из их оксидов.
В годы Второй мировой войны применялся на подводных лодках для создания ложных мишеней и маскировки подводных лодок от ультразвуковых гидролокаторов противника — так как всплывающие пузырьки водорода хорошо отражают и рассеивают ультразвуковые волны сонаров.
Меры безопасности
Вещество токсично. ПДК 180 мг/дм³. При взаимодействии с водой и кислотами выделяет водород, который может образовать взрывоопасные смеси с воздухом. Также при этой реакции образуется едкая щёлочь — гидроксид кальция.