Kalcium-hidrid

A kalcium-hidrid szervetlen vegyület, képlete CaH2. Alkáliföldfém-hidrid. E szürke (tiszta állapotban fehér) por erősen reagál vízzel, hidrogént felszabadítva. Így exszikkánsként használják.

Sószerű hidrid, vagyis szerkezete ionos. Az alkálifémek és a berilliumnál nehezebb alkáliföldfémek mind sószerű hidridet alkotnak. Ismert példa erre a nátrium-hidrid, mely NaCl-rácsot vesz fel. Ezek oldhatatlanok a velük nem reagáló oldószerekben. A CaH2 PbCl2-rácsban (kotunnitrács) kristályosodik.

Előállítás

A kalcium-hidridet elemeiből állítják elő 300–400 °C-on.

Használat

Fém-oxidok redukciója

A CaH2 a titán, a vanádium, a nióbium, a tantál és az urán oxidjaiból a megfelelő fémet előállító redukálószer. Feltehetően Ca-má való bomlással működik:

TiO 2 + 2 CaH 2 ⟶ Ti + 2 CaO + 2 H 2 {\displaystyle {\ce {TiO2 + 2 CaH2 -> Ti + 2 CaO + 2 H2}}}

Hidrogénforrás

A CaH2-et használják hidrogéntermelésre. Az 1940-es években Hydrolith néven volt kapható hidrogénforrás:

„	A vegyület márkaneve a Hydrolith; vészhelyzet esetén hordozható hidrogénforrásként használható léghajók töltésére. E használatra viszonylag drága.	”

A vészhelyzet feltehetően hadi célokat jelentett. Azonban a vegyületet évtizedekig biztonságos és egyszerű módszerként használták időjárásjelző léggömbök felfújására. Ezenkívül gyakran használják kevés tiszta hidrogén termelésére kísérletekhez. Az üzemanyagok nedvességtartalmát a CaH2-del való kezeléskor felszabaduló hidrogén mennyiségével becsülik.

Szárításban

A CaH2 reakciója vízzel az alábbi egyenlet szerint történik:

CaH 2 + 2 H 2 O ⟶ Ca ( OH ) 2 + 2 H 2 {\displaystyle {\ce {CaH2 +2 H2O ->Ca(OH)2 +2 H2}}}

A két termék, a hidrogén és a Ca(OH)2 könnyen elválnak a szárított oldószertől.

A kalcium-hidrid viszonylag enyhe szárítószer és a molekulaszűrőknél feltehetően kevésbé hatlékony. Használata biztonságosabb a reaktívabb anyagokénál, például a nátriuménál vagy a nátrium-kálium ötvözeténél. Bázikus oldószerek, például aminok és piridin, valamint alkoholok szárítására használják.

Könnyű kezelhetősége ellenére vannak hátrányai:

• Nem oldódik a vele nem reagáló oldószerekben, szemben a LiAlH4-del, így a szárítás sebessége lassú lehet.
• Mivel a CaH2 és a Ca(OH)2 ránézésre szinte megkülönböztethetetlen, egy CaH2-minta minősége szemrevételezéssel nem ellenőrizhető.

Történet

Először Clemens Winkler határozta meg a vegyület szerkezetét kalcium-oxid és magnéziumpor reakciójával hidrogénatmoszférában. Lengyel Béla állította először elő elemeiből 1895-ben a kalcium-hidridet.

Az atlanti csatában a német tengeralattjárók kalcium-hidridet használtak szonárzavarásra.

További kalcium-hidridek

Bár a kalcium-hidrid gyakran a CaH2 képletű vegyületet jelenti, számos molekuláris kalcium-hidrid is ismert, például a Ca(μ-H)(thf)(nacnac)2.

Jegyzetek

1. ↑ Zumdahl, Steven S.. Chemical Principles 6th Ed. Houghton Mifflin Company, A21. o. (2009). ISBN 978-0-618-94690-7 
2. ↑ a b Gawley, Robert E.. Calcium Hydride, Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. DOI: 10.1002/047084289X.rc005 (2001). ISBN 0471936235 
3. ↑ Wells, A.F.. Structural Inorganic Chemistry. Oxford: Clarendon Press (1984). ISBN 0-19-855370-6 
4. ↑ a b c Ullmann Vegyipari Enciklopédia
5. ↑ P. Ehrlich.szerk.: G. Brauer: Calcium Strontium and Barium Hydrides, Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed.. Academic Press, 929. o. (1963) 
6. ↑ Adlam G.H.J., Price L.S.. A Higher School Certificate Inorganic Chemistry. London: John Murray (1940) 
7. ↑ Williams, D. Bradley G. (2010). „Drying of Organic Solvents: Quantitative Evaluation of the Efficiency of Several Desiccants”. The Journal of Organic Chemistry 75 (24), 8351–8354. o. DOI:10.1021/jo101589h. PMID 20945830.  
8. ↑ C. Winkler (1891). „Ueber die Reduction von Sauerstoffverbindungen durch Magnesium”. Ber. dt. chem. Ges. 24, 1966–1984. o.  
9. ↑ a b Rolf Werner Soukup. Chemiegeschichtliche Daten anorganischer Substanzen, 2020, 36. o. .
10. ↑ Lengyel B. (1895/96). „{{{title}}}”. Math. naturwiss. Ber. Ungarn 14, 180–188. o.  
11. ↑ McNeil, Ian. An Encyclopedia of the History of Technology. Routledge (2002. június 1.). ISBN 9781134981649 
12. ↑ Mukherjee, Debabrata (2018). „Hydrido Complexes of Calcium: A New Family of Molecular Alkaline-Earth-Metal Compounds”. Angewandte Chemie International Edition 57 (31), 9590–9602. o. DOI:10.1002/anie.201801869. PMID 29575506.  

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a Calcium hydride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.