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Hidruro de calcio

El hidruro de calcio es un compuesto químico de fórmula CaH2 , un hidruro alcalinotérreo . Este polvo gris (blanco si es puro, lo que es poco frecuente) reacciona vigorosamente con el agua liberando gas hidrógeno . Por tanto, el CaH2 se utiliza como agente secante, es decir, como desecante . [2]

El CaH2 es un hidruro salino, lo que significa que su estructura es similar a la de la sal. Los metales alcalinos y los metales alcalinotérreos más pesados ​​que el berilio forman hidruros salinos. Un ejemplo bien conocido es el hidruro de sodio , que cristaliza en la estructura NaCl. Estas especies son insolubles en todos los disolventes con los que no reaccionan. El CaH2 cristaliza en la estructura PbCl2 ( cotunnita ) . [3]

Preparación

El hidruro de calcio se prepara a partir de sus elementos mediante la combinación directa de calcio e hidrógeno a 300 a 400 °C. [4] [5]

Usos

Reducción de óxidos metálicos

El CaH2 es un agente reductor para la producción de metal a partir de óxidos metálicos de Ti, V, Nb, Ta y U. Se propone que funcione a través de su descomposición en metal Ca: [4]

TiO 2 + 2 CaH 2 → Ti + 2 CaO + 2 H 2

Fuente de hidrógeno

El CaH2 se ha utilizado para la producción de hidrógeno. En la década de 1940, se comercializaba con el nombre de "Hydrolith" como fuente de hidrógeno:

'El nombre comercial de este compuesto es 'hidrolito'; en casos de emergencia, puede utilizarse como fuente portátil de hidrógeno para llenar dirigibles. Es un producto bastante caro para este uso'. [6]

La referencia a "emergencia" probablemente se refiere al uso en tiempos de guerra. Sin embargo, el compuesto se ha utilizado ampliamente durante décadas como un medio seguro y conveniente para inflar globos meteorológicos. Asimismo, se utiliza regularmente en laboratorios para producir pequeñas cantidades de hidrógeno de alta pureza para experimentos. El contenido de humedad del combustible diésel se calcula por el hidrógeno que se desprende tras el tratamiento con CaH 2 . [4]

Desecante

La reacción del CaH 2 con el agua se puede representar de la siguiente manera:

CaH2 +2H2O Ca (OH) 2 + 2H2

Los dos productos de hidrólisis, H2 gaseoso y Ca ( OH) 2 , se separan fácilmente del disolvente seco.

El hidruro de calcio es un desecante relativamente suave y, comparado con los tamices moleculares , probablemente ineficiente. [7] Su uso es más seguro que el de agentes más reactivos como el metal sodio o la aleación sodio-potasio . El hidruro de calcio se utiliza ampliamente como desecante para disolventes básicos como aminas y piridina . También se utiliza para secar alcoholes. [2]

A pesar de su conveniencia, el CaH 2 tiene algunas desventajas:

Historia

Durante la Batalla del Atlántico , los submarinos alemanes utilizaron hidruro de calcio como un señuelo de sonar llamado Bold . [8]

Otros hidruros de calcio

Aunque el término hidruro de calcio casi siempre se refiere a CaH 2 , se conocen varios hidruros moleculares de calcio. Un ejemplo es (Ca(μ-H)(thf)( nacnac )) 2 . [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ Zumdahl, Steven S. (2009). Principios químicos, sexta edición . Houghton Mifflin Company. pág. A21. ISBN 978-0-618-94690-7.
  2. ^ ab Gawley, Robert E.; Davis, Arnold (2001). "Hidruro de calcio". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . doi :10.1002/047084289X.rc005. ISBN 0471936235.
  3. ^ Wells, AF (1984) Química inorgánica estructural, Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-855370-6
  4. ^ abc Rittmeyer, Peter; Wietelmann, Ulrich (2000). "Hidruros". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a13_199. ISBN 978-3527306732.
  5. ^ P. Ehrlich (1963). "Hidruros de calcio, estroncio y bario". En G. Brauer (ed.). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2.ª ed . Vol. 1. NY, NY: Academic Press. pág. 929.
  6. ^ Adlam GHJ y Price LS, Certificado de escuela superior en química inorgánica , John Murray, Londres, 1940
  7. ^ Williams, D. Bradley G.; Lawton, Michelle (2010). "Secado de disolventes orgánicos: evaluación cuantitativa de la eficiencia de varios desecantes". Revista de química orgánica . 75 (24): 8351–8354. doi :10.1021/jo101589h. PMID  20945830. S2CID  17801540.
  8. ^ McNeil, Ian (1 de junio de 2002). Una enciclopedia de la historia de la tecnología. Routledge. ISBN 9781134981649.
  9. ^ Mukherjee, Debabrata; Schuhknecht, Danny; Okuda, Jun (2018). "Complejos hidruro de calcio: una nueva familia de compuestos moleculares de metales alcalinotérreos". Angewandte Chemie International Edition . 57 (31): 9590–9602. doi :10.1002/anie.201801869. PMID  29575506. S2CID  4355887.