水素化カルシウム

外観

灰色の粉末

性質

1. 物理的性質

水素化カルシウムは、分子量42.09g/mol、CAS番号7789-78-8で表される化学物質です。淡灰色の無臭粉末です。

融点816℃、沸点、初留点及び沸騰範囲600℃ (1,013hPa) 、分解温度600℃、引火点はなく、可燃性はありません。密度は1.900gPcm³です。

2. 化学的性質

可燃性はありませんが、可燃性有機物質及び製剤に概ね該当します。微細に分散し、舞い上がった場合、粉じん爆発を起こす可能性があります。

標準的な大気条件で化学的に安定です。水、アルコール類、ハロゲン、フッ化物との反応で、燃焼ガスや蒸気の発生、発火の危険性があります。

酸化剤、硫酸、塩酸、銀化合物と激しく反応し、過塩素酸塩、塩素酸塩、臭素酸、ヨウ素酸塩、酸類との反応で爆発の危険性があります。 

溶解性

水, エタノールと激しく反応。

解説

水素化カルシウム,無色結晶。比重 1.7，融点は水素気流中で 816℃。水，低級アルコール，カルボン酸によって分解し，水素を発生する。強い還元作用があり，希元素酸化物からの希元素金属製造，液体や気体の乾燥，水素の製造，有機合成での縮合剤などに使用される。

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 ブリタニカ

用途

水と激しく反応して水素ガスを放出することから、有機合成において乾燥剤として用いられる。

用途

金属塩の還元剤として広く用いられ、有機化合物の脱水、水素添加、縮合剤に用いられる。また野外における水素発生剤として重用されている。

製造

300～400℃でカルシウムと水素を直接反応させて得られる水素化カルシウム。

使用上の注意

水分の混入には厳重に注意し、使用後は直ちに栓又は封をして下さい。アルゴン封入

説明

Calcium hydride is a gray powder (white if pure, which is rare). It reacts vigorously with water liberating H2 gas. CaH2 is thus used as a drying agent, i.e. a desiccant. It is prepared directly from the metal or by reacting CaCO3 with hydrogen at elevated temperatures. The overall reaction is shown as follows:
CaCO3＋heat＋H2→CaH2＋H2O＋CO2
CaH2 is a saline hydride, meaning that its structure is salt-like. The alkali metals and the alkaline earth metals all form saline hydrides. These species are insoluble in all solvents with which they do not react because they have extended structures. CaH2 crystallizes in the PbCl2 structural pattern.
The reaction of CaH2 with water can be represented as follows:
CaH2＋2H2O0Ca(OH)2＋2H2
The two hydrolysis products, H2, a gas, and Ca(OH)2, an aqueous mixture of solid plus liquid (i.e. a slurry), are readily separated from the solvent by distillation, filtration, or decantation.

化学的特性

Pure calcium hydride crystallizes in the form of colorless, hexagonal prisms, but the industrial product contains some calcium metal and is consequently gray. On heating, calcium hydride decomposes without melting. In keeping with its salt-like character it is insoluble in inert solvents but dissolves in molten LiCl – KCl eutectic mixtures (352℃). Calcium hydride can be safely handled in air, but is slowly attacked and crumbles to powder if the air is moist. It reacts with dry oxygen or nitrogen if heated above 500℃, forming the oxide or nitride, respectively.

物理的性質

Grayish orthorhombic crystal or powder; stable at ambient temperature; density 1.70 g/cm³; melts at 816°C; reacts with water and alcohol.

使用

To prepare rare metals by reduction of their oxides; as a drying agent for liquids and gases; to generate hydrogen: 1 g of calcium hydride in water liberates 1 liter of hydrogen at STP; in organic syntheses.

製造方法

Calcium hydride may be prepared from its elements by direct combination of calcium and hydrogen at 300 to 400°C. It also can be made by heating calcium chloride with hydrogen in the presence of sodium metal:
CaCl₂ + H₂ + 2Na → CaH₂ + NaCl
Alternatively, calcium hydride may be prepared by the reduction of calcium oxide with magnesium in the presence of hydrogen:
CaO + Mg + H₂ → CaH₂ + MgO.

調製方法

Calcium hydride ignites in air on heating and can explode violently if mixed and rubbed with a strong oxidizing agent such as perchlorate or bromate. Contact with water produces hydrogen which can create a fire hazard in a confined space.

安全性

1. 安全性

水と激しく反応することから、空気や湿気との接触を避ける必要があります。

皮膚刺激性および強い眼刺激性があり、急性毒性のデータはありませんが、咳、息切れ、頭痛、吐き気、嘔吐を引き起こす危険性があるため、人体に暴露しないよう注意が必要です。

内容物及び容器は、関連法規及び各自治体の条例等の規制に従い、産業廃棄物として適切な処理が必要です。

2. 応急措置

皮膚に付着した場合は、多量の水で洗い、眼に入った場合は水で数分間注意深く洗います。コンタクトレンズを着用していて容易に外せる場合は外し、洗浄を続けます。

皮膚刺激および眼刺激が続く場合は、医師の診断、手当てが必要です。吸引した場合は、新鮮な空気を吸わせ、飲み込んだ場合は直ちに水を飲ませ (多くて2杯) 、医師に相談します。医師に相談する際は、製品のSDS等を提供します。

3. 取扱方法

使用者は、保護手袋、保護衣、保護眼鏡、保護面を着用し、作業を行います。ほこりが生じた場合は、フィルター式呼吸器保護具の着用が推奨されています。

作業場所は、湿気を遮断し、不活性ガス (窒素など) 下で取り扱い、水と接触しないよう注意が必要です。汚れた衣類は直ちに着替え、取り扱い後は必ず手および顔を洗浄します。

4. 保管

水に触れると引火性ガスを発生させることから、保管中は製品と水との接触を絶対に避け、乾燥した状態で密閉し、 熱や発火源から遠ざけ保管を行います。

一般的な説明

Grayish-colored lump or crystalline solid. Irritating to skin and eyes. Used to make other chemicals.

空気と水の反応

Ignites in air or reacts violently, sometimes explosively, with air of high humidity [Bretherick 1979 p. 107]. Reacts exothermically with water to generate flammable hydrogen gas and calcium hydroxide, a base. [Merck, 11th ed. 1989].

反応プロフィール

When silver fluoride is ground with CALCIUM HYDRIDE the mass becomes incandescent [Mellor 3:389 1946-47]. Heating the hydride strongly with chlorine, bromine, or iodine leads to incandescence. Mixtures of the hydride with various bromates, i.e. barium bromate; chlorates, i.e. barium chlorate, and perchlorates, i.e. potassium perchlorate; explode on grinding, [Mellor, 1946, vol. 3, 651]. CaH2 reacts incandescently with AgF if subject to friction. (Mellor, 1941, Vol. 3, 389, 651).

危険性

Evolves highly flammable hydrogen when wet; solid product is slaked lime. Irritating to skin.

健康ハザード

Inhalation or contact with vapors, substance or decomposition products may cause severe injury or death. May produce corrosive solutions on contact with water. Fire will produce irritating, corrosive and/or toxic gases. Runoff from fire control may cause pollution.

火災危険

Produce flammable gases on contact with water. May ignite on contact with water or moist air. Some react vigorously or explosively on contact with water. May be ignited by heat, sparks or flames. May re-ignite after fire is extinguished. Some are transported in highly flammable liquids. Runoff may create fire or explosion hazard.

使用用途

1. 乾燥剤

水素化カリウムは、比較的温和な乾燥剤として利用されます。ナトリウム・カリウムおよびナトリウム金属合金のようなより反応性の高い剤と比較してより安全に取り扱い可能です。

主に、アミンやピリジンなどの塩基性溶媒の乾燥剤として使用されています。また、乾燥性能が高いの乾燥剤を使用する前に、予備乾燥するために使用されることもあります。

2. 水素製造

水素製造の水素源として、古くから利用されています。また、実験用に少量の高純度水素を製造するための原料として使用されています。

気球を安全に膨らませるための手段としても利用可能です。ディーゼル燃料の含水量は、水素カルシウムを処理後に発生した水素によって計算されています。

3. 還元剤

水素化カルシウムは、金属の還元剤として利用可能です。600～1,000℃の間で加熱すると、酸化ジルコニウム、ニオブ、ウラン、クロム、チタン、バナジウムおよびタンタルを還元し、金属の粉末を製造することが出来ます。

概要

水素化カルシウムとは、化学式H₂Caで表されるの水素化物です。

純度が高い場合は白い結晶状ですが、通常は灰色の粉末状です。推奨用途および使用上の制限は、研究開発での使用のみであることから、薬事および家庭用、その他用途への利用はできません。

水素化カルシウムは、水素とカルシウムを300℃～400℃で反応させることで製造することができます。また、塩化カルシウムを水素およびナトリウム金属と共に加熱することでも製造できます。