Гидрид кальция

Гидрид кальция
Общие
Систематическое наименование	Гидрид кальция
Традиционные названия	Гидрид кальция; водородистый кальций
Хим. формула	[math]\ce{ CaH2 }[/math]
Рац. формула	[math]\ce{ CaH2 }[/math]
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	42,094 г/моль
Плотность	1,70 г/см³
Классификация
Рег. номер CAS	7789-78-8
Безопасность
ЛД50	200—450 мг/кг
Токсичность	ирритант
NFPA 704	3 3 2 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Гидри́д ка́льция — бинарное неорганическое соединение кальция и водорода с химической формулой [math]\ce{ CaH2 }[/math]. 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 [math]\ce{ PbCl }[/math] — 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:

[math]\ce{ CaH2 + 2 H2O -> Ca(OH)2 + 2 H2 + 228 }[/math] кДж.

Взаимодействие с кислотами с образованием водорода и соответствующей кальциевой соли, например:

[math]\ce{ CaH_2 + 2 HCl -> CaCl2 + 2H2 }[/math].

Окисляется кислородом при температуре свыше 300—400 °С:

[math]\ce{ CaH2 + O2 -> CaO + H2O }[/math].

Восстанавливает оксиды многих металлов до металла, например:

[math]\ce{ 2 CaH2 + TiO2 -> CaO + 2H2 + Ti }[/math].

Получение

Пропусканием водорода над нагретой до температуры около 400 °C стружкой кальция:

[math]\ce{ Ca + H2 -> CaH2 }[/math].

Применение

Применяется как удобный твердый источник водорода. 1 кг [math]\ce{ CaH2 }[/math] при взаимодействии с водой образует 1064 л [math]\ce{ H2 }[/math] (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.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — 623 с.
• Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. — М.: Мир, 1971. — Т. 1. — 561 с.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б. П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.