结构与性质
氢化钙为离子型化合物,钙离子(Ca²⁺)和氢离子(H⁻)以离子键结合。氢化钙的晶体结构与氟化铅(PbF₂)相似。在标准状态下,氢化钙是一种灰色的固体粉末。它的密度为1.90 g/cm³,熔点相对较高,约为816 °C。
氢化钙最重要的特性是它与水的剧烈反应。当氢化钙与水接触时,会迅速分解,释放出氢气(H₂)并生成氢氧化钙[Ca(OH)₂]。此反应常被用于干燥有机溶剂。
制备
氢化钙可以通过钙金属与氢气在加热下直接反应制备。反应方程式如下:
Ca(s) + H₂(g) → CaH₂(s)
反应通常在高温下进行,以提高反应速率。制备过程中需要严格控制环境,避免氧气和水分的侵入。
应用
氢化钙在工业和实验室中都有广泛应用。
- 干燥剂: 氢化钙是一种优秀的干燥剂,用于干燥有机溶剂,如醚、胺和某些碳氢化合物。因为它能与水反应,并生成氢气,从而有效地除去溶剂中的水分。
- 氢气发生器: 氢化钙可以用于制备氢气。当氢化钙与水反应时,会产生大量的氢气,因此常被用于氢气发生器。
- 还原剂: 在某些化学反应中,氢化钙可用作还原剂。
危险性
氢化钙与水反应剧烈,释放出易燃的氢气,因此在操作和储存时需要格外小心。它应储存在干燥、阴凉、通风良好的地方,远离水源和氧化剂。接触氢化钙的皮肤可能会引起刺激,因此操作时应佩戴防护手套和护目镜。
结论
氢化钙是一种重要的无机化合物,因其干燥性能和制备氢气的能力而备受重视。虽然具有潜在的危险性,但只要妥善处理和储存,它在化工领域和实验室研究中仍然具有不可替代的作用。理解其化学性质和应用,对于安全有效地使用氢化钙至关重要。