Hidruro de Calcio

Hidruro de Calcio, es un compuesto químico con fórmula CaH2, y por lo tanto es un hidruro alcalinotérreo. Este polvo gris o blanco, dependiendo de su pureza, reacciona con el agua liberando gas hidrógeno.

¿Qué es el Hidruro de Calcio?

El hidruro de calcio es un hidruro metálico alcalinotérreo, aunque no es más estable que el hidruro de litio, pero sí que es más estable que otros borohidruros metálicos alcalinos. La fórmula química es CaH2. El peso molecular es 42.10. Se trata de cristales monoclínicos blancos o grumos. Industrial es gris.

beneficios de hidruro de calcio

Cuando se expone al aire húmedo, el hidrógeno se libera y el hidróxido de calcio se va. n es de 1,9 %. La tempretura de descomposición es de aproximadamente 600℃ El punto de fusión es 816℃ (hidrógeno).

Cuando se encuentra con agua, ácidos carboxílicos, alcoholes más bajos, puede descomponerse para generar hidrógeno. La descomposición Cuando la tempreture recibe 600℃, comienza a descomponerse.

A temperatura ambiente, no puede reaccionar con oxígeno seco, nitrógeno, cloro, pero puede reaccionar a altas temperaturas. Esta reacción puede generar CaO, Ca3N2, CaCl2, respectivamente. A temperatura ambiente, puede reaccionar con el agua y el producto es hidróxido de calcio e hidrógeno.

El hidruro de calcio tiene una fuerte reducción, y puede hacer que el metal se libere de los óxidos de metal, por ejemplo, los cloruros de metal,

  • 2CaH2 + MO2→ 2CaO+2H2 + M (metal).

El hidruro de calcio puede ser usado comúnmente como agente reductor fuerte, así como también para producir hidrógeno cuando se trabaja en el campo.

Preparación: El calcio metal se carga en el wok, y puede reaccionar con hidrógeno para generar hidruro de calcio cuando la temperatura se acerca a 300℃ con electricidad o aceite.

  • Ca + H2 → CaH2 + 214kJ-mol-1

O en una corriente de hidrógeno, el magnesio puede reducir la reducción de óxido de calcio para obtener hidruro de calcio, debido a que la separación de óxido de calcio es difícil, los productos de hidruro de calcio de alta pureza no pueden obtener.

  • CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Preparación de hidruro de calcio

Este compuesto químico puede ser producido reaccionando calcio e hidrógeno a una temperatura entre 300 y 400°C. Otra manera de preparar el hidruro de calcio es calentar el cloruro de calcio junto con hidrógeno y sodio metálico. La reacción ocurre de la siguiente manera:

  • CaCl2 + H2 + 2 Na → CaH2 + 2 NaCl

En esta reacción el calcio (Ca) y el hidrógeno (H) crean una molécula de hidruro de calcio mientras que los átomos de sodio crean moléculas de cloruro de sodio junto con el cloro.

El hidruro de calcio también se puede producir reduciendo el óxido de calcio (CaO) con magnesio (Mg). La reacción se realiza en presencia de hidrógeno. Esta reacción también produce óxido de magnesio. La siguiente es la fórmula para esta reacción química:

  • CaO + Mg + H2 → CaH2 + MgO

Fórmula de hidruro de calcio

La fórmula de este compuesto químico es CaH2.

Propiedades del hidruro de calcio

Es cristalización ortorrómbica incolora; productos grises, ortorrómbicos o en polvo. Es sensible a la humedad. La densidad relativa es de 1,90. El punto de fusión es 816℃ (en hidrógeno).

Puede descomponerse a Ca y H2 en 600℃ Con agua puede descomponerse y liberar hidrógeno al mismo tiempo, también puede generar hidrógeno y etanol calcio cuando reacciona con etanol.

La reducción de los óxidos metálicos es mayor que la del hidruro de sodio o de litio.

Estas son algunas de las propiedades físicas y químicas básicas de este compuesto:

  • Apariencia: Este compuesto es blanco en su forma pura; sin embargo, generalmente aparece como polvo gris.
  • Olor: Es inodoro.
  • Solubilidad: Este polvo reacciona violentamente con el agua para producir hidrógeno. También reacciona en el alcohol.
  • Masa molar: La masa molar de este material es de 42.094 g/mol.
  • Gravedad específica: Su gravedad específica es de 1,9.
  • Punto de fusión: Tiene un punto de fusión de 816 °C.
  • Densidad: Su densidad es de 1,70 g/cm3.

Usos del hidruro de calcio

Puede ser usado como agente reductor y agente condensador en síntesis orgánica, y desecante en la producción de material de hidrógeno.

Hay dos usos principales de este compuesto: uno es como desecante mientras que el otro es para producir hidrógeno.

Uso de hidruro de calcio como desecante

Es un desecante relativamente suave. Por esta razón, el uso de este compuesto como desecante es más seguro en comparación con otros agentes reactivos como las aleaciones de sodio-potasio y el sodio metálico. Reacciona con el agua de la siguiente manera:

  • CaH2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + 2 H2

Los productos de hidrólisis de esta reacción ̶ hidrógeno (gas) y Ca(OH)2 (una mezcla acuosa) ̶ pueden separarse del disolvente químico tras el proceso de filtración, destilación o decantación.

Este compuesto químico es un desecante eficiente para muchos disolventes básicos como aminas y piridina. A veces se utiliza para el presecado de disolventes antes de utilizar desecantes más reactivos.

El hidruro de calcio también se ha utilizado como desecante, eliminando el agua a medida que se forma en una reacción. Por ejemplo, la condensación del ácido metilborónico a trimetilboroxina se produce en un 58% de rendimiento en presencia de hidruro de calcio.

Nótese que la reacción inversa es exotérmica y cuantitativa. Otros desecantes no son tan eficaces.7 De manera similar, el hidruro de calcio elimina el agua formada en la condensación del ácido metilborónico con pinacol.

Dos casos han sido reportados donde el hidruro de calcio ha sido aparentemente usado como un desecante para el agua residual en reactivos como los haluros de tetrabutilamonio.

Por ejemplo, la bencilación de un alcohol con hidróxido de potasio, bromuro de bencilo, hidruro de calcio y yoduro de tetra-n-butil-amonio, se utilizó en una síntesis de gangliósidos. Otro ejemplo es la apertura anular SN2 de un éter alílico, que requería hidruro de calcio, probablemente como desecante.

Uso de hidruro de calcio para la producción de hidrógeno

En la década de 1940, este compuesto estaba disponible como fuente de hidrógeno bajo el nombre comercial de «Hydrolith». Se ha utilizado como fuente de hidrógeno durante mucho tiempo. Todavía se utiliza para producir hidrógeno puro en laboratorios para varios experimentos.

Aparte de estos dos usos, este compuesto en polvo también se utiliza como un fuerte agente reductor.

Desventajas del uso de hidruro de calcio

Este compuesto químico es a menudo la opción preferida para el agente secante; sin embargo, también tiene algunas desventajas:

  • La acción de secado de este compuesto es lenta, ya que no es soluble en ningún disolvente con el que no reaccione violentamente.
  • Este compuesto en polvo es incompatible con muchos disolventes. Su reacción con los clorocarbonos puede incluso provocar explosiones.
  • No se puede utilizar para disolventes desoxigenantes, ya que no es capaz de eliminar el oxígeno disuelto.
  • Diferenciar entre el hidruro de calcio y el hidróxido de calcio es bastante difícil debido a su apariencia similar.
  • Este material no es inflamable. Sin embargo, este polvo puede causar serios peligros para la salud humana si entra en contacto directo.

Toxicología del Hidruro de Calcio

Puede causar irritación severa en caso de contacto directo con los ojos y la piel. La inhalación e ingestión accidental también puede causar efectos peligrosos para la salud humana.

Cuando se encuentran con la humedad, el agua o los ácidos, el hidrógeno puede ser liberado y puede causar combustión, puede reaccionar con oxidantes y óxidos metálicos violentos.

El polvo puede causar un fuerte efecto estimulante para los ojos, la nariz, la piel y el sistema respiratorio. El producto de hidróxido de calcio es fuertemente corrosivo cuando encuentra humedad.

Medidas de primeros auxilios

Contacto con los ojos: La víctima debe quitarse inmediatamente los lentes de contacto y lavarse los ojos con abundante agua al menos durante 15 minutos. Se requiere asistencia médica inmediata.

Contacto con la piel: Inmediatamente se debe lavar la zona de la piel afectada con un jabón desinfectante y mucha agua y aplicar una crema antibacteriana. La ropa y los zapatos contaminados deben quitarse y lavarse adecuadamente antes de volver a usarlos. Es importante buscar ayuda médica inmediata.

Inhalación: La víctima debe ser trasladada a un área bien ventilada. Se debe suministrar oxígeno y respiración artificial en caso de que la víctima tenga dificultad para respirar. Uno debe buscar inmediatamente atención médica.

Ingestión: No es aconsejable inducir el vómito sin la dirección médica adecuada en caso de ingestión accidental. Cualquier ropa apretada como corbata, cinturón y cintura debe ser aflojada o quitada. Es importante obtener asistencia médica inmediata.

Medida de seguridad personal

El uso de gafas de seguridad aprobadas por NIOSH, guantes protectores, delantales sintéticos y respiradores para el polvo es importante para una protección personal adecuada.

Medidas de lucha contra incendios

Es un material no inflamable. Sin embargo, los bomberos deben usar el equipo adecuado para combatir incendios mientras apagan un incendio alrededor de este compuesto químico.

Nunca es aconsejable utilizar agua para extinguir un incendio alrededor del hidruro de calcio, ya que éste reaccionará violentamente con el agua produciendo gas hidrógeno. Para ello se puede utilizar arena seca, así como compuestos como cloruro de sodio y carbonato de sodio.

Disponibilidad de hidruro de calcio

Existen numerosas empresas en todo el mundo que suministran este material. También está disponible en línea a precios razonables.

El hidruro de calcio es muy útil en varias industrias como desecante. Se cuenta entre las fuentes de hidrógeno más importantes utilizadas con fines industriales y experimentales.

Método de producción

La pureza de aproximadamente el 99,5% de calcio purificado se pone en la placa de hierro, luego se coloca en el tubo central de reacción de cuarzo, en ambos extremos de los tubos de reacción de cuarzo se instalan en la tráquea y un tubo con tapón de goma, la purificación de hidrógeno pasan a través de la tubería de admisión, la tráquea está en contacto con el burbujeador de aceite mineral y la campana de humos.

Los tubos de reacción son de calentamiento eléctrico. Al principio, el aire de reacción en el sistema es reemplazado por hidrógeno purificado y luego calentado por un horno eléctrico. La reacción comienza desde aproximadamente 200℃, luego se calienta a 250~300℃, luego se introduce en la reacción un caudal de 0.6 m 1/ min de gas hidrógeno

La reacción necesita aproximadamente 2h para completarse, el producto del hidruro de calcio es polvo cristalino blanco poroso, la pureza del hidruro de calcio es de aproximadamente 99%.

  • Ca + H2 → CaH2

Peligros del Hidruro de Calcio

Peligro para la salud

La inhalación o el contacto con vapores, sustancias o productos de descomposición puede causar lesiones graves o la muerte. Puede producir soluciones corrosivas en contacto con el agua. El fuego producirá gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos. La escorrentía del control de incendios puede causar contaminación.

Peligro de incendio

Produzca gases inflamables en contacto con el agua. Puede inflamarse al entrar en contacto con agua o aire húmedo. Algunos reaccionan vigorosamente o explosivamente al contacto con el agua. Puede inflamarse por el calor, las chispas o las llamas. Puede volver a encenderse después de extinguirse el fuego. Algunos se transportan en líquidos altamente inflamables. La escorrentía puede crear un riesgo de incendio o explosión.

Reacciones del Hidruro de Calcio

El hidruro de calcio reacciona con el agua para formar hidróxido de calcio y gas hidrógeno. Reacciona mucho más lentamente que los otros hidruros metálicos como base (hacia los ácidos orgánicos), por lo que ha encontrado su uso más extendido como agente secante.

Por lo tanto, se ha utilizado para secar hidrocarburos, éteres, aminas (incluida la piridina), ésteres, fosfitos y alcoholes.

Un procedimiento típico es agitar el líquido que contiene aproximadamente 5% de hidruro de calcio p/v durante un período de tiempo (1-2 h por lo menos; preferiblemente 24 h), y decantar, filtrar o destilar el líquido lejos de las sales de calcio.De esta manera se pueden eliminar rastros de agua y cianuro de la N,N-Dimetilformamida.

Los compuestos específicos secados con hidruro de calcio y analizados para el contenido de agua residual incluyen benceno,2 dioxano,2 acetonitrilo,2,4 metanol,5 etanol,5 2-butanol5 y alcohol t-butílico. El benceno se seca a <=0,2 ppm y el dioxano a <=50 ppm de agua residual.

Simplemente removiendo el acetonitrilo sobre el hidruro de calcio durante siete días y destilando las hojas se obtiene una cantidad de 1900 ppm de agua. También se ha informado de un protocolo de secado más riguroso para el acetonitrilo para uso electroquímico.

El metanol y el etanol se secan hasta alcanzar un contenido de agua residual de ~100 ppm, en conflicto con una recomendación temprana contra el uso de este agente secante. Aparentemente, el hidruro de calcio reacciona con el agua considerablemente más rápido que con los alcoholes, lo que lo convierte en un excelente agente secante para estos compuestos.

Por otro lado, quizás el agente de secado más conveniente para los alcoholes más bajos son los tamices moleculares de 3°A (los tamices en polvo son los mejores para todos menos para el metanol, donde las perlas son las mejores).

Los tamices moleculares son tan buenos como el hidruro de calcio para el metanol y el etanol, y superiores para el 2-butanol y el alcohol t-butílico.

Un informe preliminar describe el hidruro de calcio como un catalizador básico para la adición de 1,4 de 2-nitropropano a la benzalacetofenona. En esta reacción el metanol es esencial (no hay reacción sin él), y el orden de adición es importante (el hidruro de calcio debe ser añadido al final).

El hidruro de calcio ayuda en la acylación de alcoholes (actuando como base), incluyendo los terciarios, por medio de anhídridos y cloruros ácidos.

El sitio de metilación del 2-aminoetanol está influenciado por la región del hidruro utilizado: El hidruro de sodio proporciona un 96% de O-metilación mientras que el hidruro de calcio produce una exclusiva N-metilación.

La epoxidación asimétrica Sharpless (SAE) es una técnica extremadamente valiosa para la síntesis de alcoholes epoxídicos a partir de alcoholes alílicos. Aunque la epoxidación asimétrica proporciona buenos rendimientos (76-80%) y altas selectividades, puede requerir un largo tiempo de reacción.

Puedes consultar información sobre el resto de Compuestos en esta web, te dejamos los enlaces abajo:

Cloruro de Magnesio como funciona   Cloruro de Sodio cuanto tomar   

Hidruros advertencias

Hidruro de Calcio
5 (100%) 5 vote[s]

Dejar respuesta

Please enter your comment!
Please enter your name here