Idruro di calcio

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Jump to navigation Jump to search
Idruro di calcio
Struttura cristallina dell'idruro di calcio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareCaH2
Massa molecolare (u)42,09
Aspettopolvere bianca o grigia
Numero CAS7789-78-8
Numero EINECS232-189-2
PubChem105052
SMILES
[H-].[H-].[Ca+2]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)1,9[1]
Solubilità in acquadecomposizione violenta[1]
Temperatura di fusione1 000 °C (1 273 K)[2]
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)-181,5[2]
ΔfG0 (kJ·mol−1)-142,5[2]
S0m(J·K−1mol−1)41,4[2]
C0p,m(J·K−1mol−1)41,0[2]
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
infiammabile
pericolo
Frasi H260 [1]
Consigli P223 - 231+232 - 370+378 [1]

L'idruro di calcio è il composto inorganico con formula CaH2. Il calcio è un metallo alcalino terroso e il suo idruro è un idruro ionico al pari degli analoghi composti di stronzio e bario. In condizioni normali il composto puro è una polvere bianca, ma il prodotto commerciale è normalmente grigiastro per la presenza di impurezze di calcio metallico e ossido di calcio. Viene usato come riducente e come essiccante.[3][4]

Cenni storici[modifica | modifica wikitesto]

La reazione a caldo tra calcio metallico e idrogeno fu menzionata per la prima volta nel 1891 da Clemens Winkler.[5] Il composto puro fu isolato per la prima volta nel 1898 da Henri Moissan, che lo ottenne facendo passare un flusso di idrogeno su calcio cristallino scaldato al calor rosso.[6]

Sintesi[modifica | modifica wikitesto]

Industrialmente viene preparato a partire dagli elementi per sintesi diretta a 400 ºC:[3]

Ca + H2 → CaH2

Struttura[modifica | modifica wikitesto]

Gli idruri di calcio, stronzio e bario sono isomorfi, con una struttura cristallina ortorombica tipo PbCl2, gruppo spaziale Pnma, quattro unità di formula per cella elementare. Per CaH2 le costanti di reticolo risultano a = 593,6 pm, b = 360,0 pm e c = 683,8 pm.[7][8]

Proprietà[modifica | modifica wikitesto]

L'idruro di calcio solido è abbastanza stabile all'aria, ma viene lentamente attaccato in presenza di umidità, liberando idrogeno e convertendosi nell'idrossido. Per riscaldamento sotto vuoto CaH2 si decompone senza fondere. Se riscaldato all'aria sopra 500 ºC reagisce con l'ossigeno con una reazione fortemente esotermica:[3]

CaH2 + O2 → CaO + H2O

Ad alta temperatura reagisce anche con cloro, azoto, monossido e diossido di carbonio e ammoniaca.[9]

L'idruro di calcio è un riducente forte, ma meno forte degli idruri dei metalli alcalini. Si decompone con acqua, acidi diluiti, alcoli, ammine e altri solventi protici, liberando idrogeno. Con l'acqua la reazione è rapida e fortemente esotermica, ma non così esotermica da incendiare l'idrogeno prodotto.[4][9]

CaH2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + 2 H2

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

La reattività decisa ma non violenta dell'idruro di calcio lo rende molto conveniente come riducente e come essiccante.[8][9]

Come riducente è usato ad alta temperatura (600–1000 ºC) per ottenere metalli come titanio, zirconio, vanadio, niobio, uranio e torio a partire dai rispettivi ossidi. Ad esempio:[3]

2 CaH2 + TiO2 → Ti + 2 CaO + 2 H2

Come essiccante è usato per rimuovere acqua da solventi e da gas; è possibile arrivare ad un contenuto residuo di acqua dell'ordine di 1 ppm.[3]

Tossicità / Indicazioni di sicurezza[modifica | modifica wikitesto]

Il composto è disponibile in commercio. CaH2 è una sostanza fortemente alcalina e molto reattiva; a contatto con acqua e umidità libera idrogeno (gas infiammabile) e può produrre notevole quantità di calore, con effetti caustici per contatto con occhi, pelle e mucose.[3]

Note[modifica | modifica wikitesto]

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Chimica Portale Chimica: il portale della scienza della composizione, delle proprietà e delle trasformazioni della materia