Гідрид кальцію

Гідри́д ка́льцію — неорганічна бінарна сполука складу CaH₂. Застосовується як високотемпературний відновник, а також для осушення газів і добування водню.

Знаходження у природі

Спектральними методами було виявлено сліди гідриду кальцію на Сонці та інших зірках.

Отримання

Гідрид кальцію добувають декількома способами:

• спалюванням кальцію у водні або метані:

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\stackrel{>400^{o}C}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{5}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}\stackrel{800^{o}C}{\to }\mathrm{5}\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

• відновленням оксиду кальцію металічним магнієм:

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{O}$

• відновленням безводного хлориду кальцію цинком в атмосфері водню або аміаку:

$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}$

Фізичні властивості

Гідрид кальцію являє собою тугоплавкий порошок сірого або білого кольору (залежно від чистоти), має високу гігроскопічність.

Хімічні властивості

Гідрид кальцію проявляє сильні відновні властивості. Він легко реагує з водою та спиртами:

$\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{(}\mathrm{O}{\mathrm{C}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{H}}_{\mathrm{5}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Перебуваючи в контакті з повітрям він швидко окиснюється:

$\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{300-400^{o}C}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

При нагріванні гідрид реагує з неметалами та їх сполуками:

$\mathrm{3}\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\stackrel{>1000^{o}C}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{a}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{N}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\stackrel{500-600^{o}C}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{i}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{4}}\mathrm{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}$

Гідрид кальцію здатен відновлювати тугоплавкі метали з їх сполук, зокрема оксидів:

$\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{T}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{750^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{b}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\stackrel{975-1175^{o}C}{\to }\mathrm{C}\mathrm{a}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}$

Застосування

Гідрид кальцію проявляє сильні відновні властивості, тому його застосовують як високотемпературний відновник (наприклад, для відновлення металів у металургії). Використовується для осушування газів та визначення вмісту води у живих тканинах та кристалогідратах. CaH₂ є джерелом добування водню.

Див. також

• Гідриди
• Осушування газів

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru