Calciumhydrid

Calciumhydrid ist das Metallhydrid des Calciums.

Geschichte

Erstmals wurde die Bildung der Verbindung von Clemens Winkler beim Glühen von Calciumoxid und Magnesiumpulver in einer Wasserstoffatmosphäre beobachtet.<ref name="Winkler">C. Winkler: Ueber die Reduction von Sauerstoffverbindungen durch Magnesium in Ber. dt. chem. Ges. 24 (1891) 1966–1984.</ref><ref name="Soukup_anorg">Rolf Werner Soukup: Chemiegeschichtliche Daten anorganischer Substanzen, Version 2020, S. 36 pdf.</ref> Die Synthese aus den Elementen gelang 1895 dem ungarischen Chemiker Bela von Lengyel.<ref>B. v. Lengyel: in Math. naturwiss. Ber. Ungarn 14 (1895/96) 180–188.</ref><ref name="Soukup_anorg" />

Darstellung

Calciumhydrid wird durch das Überleiten von Wasserstoff über Calcium bei 400 °C hergestellt:

<math>\mathrm{Ca + H_2 \longrightarrow CaH_2}</math>

Eigenschaften

Calciumhydrid tritt in zwei polymorphen Kristallformen auf. Die Tieftemperaturform A mit einer orthorhombischen Kristallstruktur wandelt sich bei 780 °C in die Hochtemperaturform B um. Diese schmilzt dann bei 1000 °C.<ref name="Barin"/>

Verwendung

Da es sich bei Kontakt mit Wasser unter heftiger Wasserstoffentwicklung zersetzt, dient Calciumhydrid als Speichersubstanz, um ortsunabhängig Wasserstoff produzieren zu können:

<math>\mathrm{CaH_2 + 2 \ H_2O \longrightarrow Ca(OH)_2 + 2 \ H_2 + 228 \ kJ}</math>

Je Kilogramm Calciumhydrid entsteht rund 1 m³ Wasserstoff.

Daneben wird Calciumhydrid im so genannten Hydrimet-Verfahren eingesetzt, um Metalloxide (beispielsweise Vanadiumpentoxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid oder Natriumperoxid) zu elementarem Metall zu reduzieren. Mit Verarbeitungstemperaturen zwischen 600 und 1.000 °C geschieht dies bei relativ schonenden Bedingungen. Die sich bei der Reaktion bildende Wasserstoffatmosphäre schützt darüber hinaus das entstehende Metall:

<math>\mathrm{n \ CaH_2 + MO_n \longrightarrow n \ CaO + n \ H_2 + M}</math>

Wegen seiner wasserziehenden Eigenschaft findet Calciumhydrid auch als Trocknungsmittel Anwendung.

Es wird auch dazu genutzt, die Restfeuchte in Kunststoffen zu messen.

Einzelnachweise