- Struktūra
- Nomenklatūra
- Savybės
- Fizinė būklė
- Molekulinė masė
- Lydymosi temperatūra
- Virimo taškas
- Tankis
- Cheminės savybės
- Gavimas
- Programos
- Gaminant acetileną
- Mažinant išmetamą CO kiekį
- Gaunant kalcio cianamidą
- Metalurgijos pramonėje
- Įvairiais atvejais
- Nutrauktas vartojimas
- Pavojai
- Nuorodos
Kalcio karbidas yra neorganinis junginys, sudarytas iš elementų kalcio (Ca) ir anglies (C). Jo cheminė formulė yra CaC 2 . Tai kieta medžiaga, kuri gali būti bespalvė arba gelsvai arba pilkšvai balta ir net juoda, atsižvelgiant į joje esančias priemaišas.
Vienas iš jos svarbiausių cheminių reakcijų CAC 2 yra tai, kad, kuri atsiranda su vandens H 2 O, kurioje ji yra, acetileno HC≡CH. Dėl šios priežasties jis naudojamas acetilenui gaminti pramoniniu būdu. Dėl tos pačios reakcijos su vandeniu jis naudojamas vaisiams nokinti, suklastotuose ginkluose ir karinėse jūrų pėstose.
Kietas kalcio karbidas CaC 2 . „Ondřej Mangl“ / Viešoji nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
CaC 2 reaguodamas su vandeniu, gaunamas naudingas dumblas, norint paruošti klinkerį (cemento komponentą), kuris išskiria mažiau anglies dioksido (CO 2 ), palyginti su tradiciniu cemento gamybos metodu.
Su azotu (N 2 ) kalcio karbidas sudaro kalcio cianamidą, kuris naudojamas kaip trąša. CaC 2 taip pat naudojamas sierai pašalinti iš tam tikrų metalų lydinių.
Prieš kurį laiką CaC 2 buvo naudojamas vadinamosiose karbido lempose, tačiau jos nebėra labai paplitusios, nes yra pavojingos.
Struktūra
Kalcio karbidas yra joninis junginys, sudarytas iš kalcio jonų Ca 2+ ir karbido arba acetilido jonų C 2 2- . Karbido joną sudaro du anglies atomai, sujungti triguba jungtimi.
Cheminė kalcio karbido struktūra. Autorius: „Hellbus“. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Kristalinė struktūra CAC 2 yra kilęs iš kubinių vieną (kaip, kad natrio chlorido NaCl), bet kaip C 2 2- jonų yra pailgos, struktūra yra iškraipytas ir tampa Tetragonalny.
Nomenklatūra
- Kalcio karbidas
- Kalcio karbidas
- Kalcio acetilidas
Savybės
Fizinė būklė
Kristalinė kieta medžiaga, kuri, kai gryna, yra bespalvė, bet jei ji yra užteršta kitais junginiais, ji gali būti gelsvai balta arba pilkšva ar juoda.
Kalcio karbidas CaC 2 su priemaišomis. „Leiem“ / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Molekulinė masė
64,0992 g / mol
Lydymosi temperatūra
2160 ºC
Virimo taškas
CaC 2 virinama esant 2300ºC temperatūrai irdamas. Virimo temperatūra turi būti matuojama inertiškoje atmosferoje, ty be deguonies ar drėgmės.
Tankis
2,22 g / cm 3
Cheminės savybės
Kalcio karbidas reaguoja su vandeniu, sudarydamas acetileno HC≡CH ir kalcio hidroksido Ca (OH) 2 :
CaC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Acetilenas yra degus, todėl esant drėgmei CaC 2 gali būti degus. Tačiau kai sausa, taip nėra.
Kalcio karbidas CaC 2 su vandeniu sudaro acetileną HC≡CH, degų junginį. Kristina Kravets / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Kalcio karbidas reaguoja su azotu N 2 , sudarydamas kalcio cianamidą CaCN 2 :
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Gavimas
Kalcio karbidas pramoniniu būdu gaminamas elektrinėje lanko krosnyje iš kalcio karbonato (CaCO 3 ) ir anglies (C) mišinio , kuriam veikiama 2000 ° C temperatūra. Reakcija apibendrinta taip:
CaCO 3 + 3 C → CaC 2 + CO ↑ + CO 2 ↑
Arba:
CaO + 3 C → CaC 2 + CO ↑
Elektrinėje lanko krosnyje elektros energija susidaro tarp dviejų grafito elektrodų, kurie atsparūs aukštai temperatūrai. Gaunamas 80–85% grynumo kalcio karbidas.
Programos
Gaminant acetileną
Pramonėje acetileno C 2 H 2 gamyboje naudojama kalcio karbido reakcija su vandeniu .
CaC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Tai yra svarbiausias kalcio karbido panaudojimas. Kai kuriose šalyse acetilenas yra labai vertinamas, nes jis leidžia gaminti polivinilchloridą, kuris yra plastiko rūšis. Be to, acetilenas naudojamas virinimui aukštoje temperatūroje.
HC≡CH acetileno liepsna metalų suvirinimui labai aukštoje temperatūroje. Autorius: Shutterbug75. Šaltinis: „Pixabay“.
Mažinant išmetamą CO kiekį
Gautos iš gauti acetileno, pradedant nuo CAC liekanos 2 (taip pat vadinamas "kalcio karbidas šlamas" arba "kalcio karbido liekanos") yra naudojamas siekiant gauti klinkerį bei betono.
Kalcio karbido purve yra daug kalcio hidroksido (Ca (OH) 2 ) (apie 90%), šiek tiek kalcio karbonato (CaCO 3 ), o jo pH yra didesnis nei 12.
Kalcio karbido likučiai gali būti naudojami statybose ruošiant betoną, tokiu būdu sumažinant CO 2 susidarymą šioje pramonėje. Autorius: Enginas Akyurtas. Šaltinis: „Pixabay“.
Dėl šių priežasčių jis gali reaguoti su SiO 2 arba Al 2 O 3, sudarydamas produktą, panašų į tą, kuris gaunamas cemento hidratacijos metu.
Viena iš žmogaus veiklos rūšių, iš kurios išmetama daugiausia CO 2, yra statybų pramonė. CO 2 susidaro išsiskiriant iš kalcio karbonato reakcijos metu, kad susidarytų betonas.
Naudojant kalcio karbido dumblo pakeisti kalcio karbonato (CaCO 3 ) buvo nustatyta, kad sumažinti CO 2 emisijas 39%.
Gaunant kalcio cianamidą
Kalcio karbidas taip pat pramoniniu būdu naudojamas gaunant kalcio cianamidą CaCN 2 .
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Kalcio cianamidas naudojamas kaip trąša, nes kartu su dirvožemio vandeniu jis tampa cianamidu H2N = C = N, kuris augalams teikia azotą, jiems būtiną maistinę medžiagą.
Metalurgijos pramonėje
Kalcio karbidas naudojamas sierai pašalinti iš lydinių, tokių kaip feronikelis. CAC 2 yra mišrus su išlydyto lydinio 1550 ° C. Siera (S) reaguoja su kalcio karbidu ir sukuria kalcio sulfidą CaS ir anglį C:
CaC 2 + S → 2 C + CaS
Sieros šalinimas yra patartinas, jei maišyti yra efektyvu, o lydinyje yra mažai anglies. Kalcio sulfidas CaS plūduriuoja išlydyto lydinio paviršiuje, iš kur jis dekantuojamas ir išmetamas.
Įvairiais atvejais
Kalcio karbidas buvo naudojamas sierai pašalinti iš geležies. Taip pat kaip degalai plieno gamyboje ir kaip galingas deoksidatorius.
Jis naudojamas vaisių nokinimui. Acetilenas gaunamas iš kalcio karbido su vandeniu, kuris skatina vaisių, pavyzdžiui, bananų, nokinimą.
Bananus galima brandinti naudojant kalcio karbidą CaC 2 . Autorius: Alexas Fotos. Šaltinis: „Pixabay“.
Kalcio karbidas naudojamas pistoletuose, kad sukeltų jiems būdingą garsų sprogimo triukšmą. Čia taip pat naudojamas acetileno susidarymas, kuris sprogsta prietaiso viduje esančia kibirkštimi.
CaC 2 yra naudojamas generuoti signalus jūroje savaime užsidegančiuose kariniuose jūrų raketose.
Nutrauktas vartojimas
CaC 2 buvo naudojamas vadinamosiose karbido lempose. Jų metu vanduo lašinamas ant kalcio karbido ir susidaro acetilenas, kuris užsidega ir tokiu būdu suteikia šviesą.
Šios lempos buvo naudojamos anglių kasyklose, tačiau jų naudojimas buvo nutrauktas dėl metano dujų CH 4 buvimo šiose kasyklose. Šios dujos yra degios ir dėl karbido lempos liepsnos jos gali užsidegti ar sprogti.
CaC 2 kalcio karbido lempa . „SCEhardt“ / viešoji nuosavybė. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.
Jie buvo plačiai naudojami šiferio, vario ir alavo uolienų kasyklose, taip pat ankstyvuosiuose automobiliuose, motocikluose ir dviračiuose kaip priekiniai ar priekiniai žibintai.
Šiuo metu juos pakeitė elektrinės lempos ar net LED lempos. Tačiau jie vis dar naudojami tokiose šalyse kaip Bolivija, Potosio sidabro kasyklose.
Pavojai
Sausas kalcio karbidas CaC 2 nėra degus, tačiau esant drėgmei jis greitai suformuoja acetileną.
Gaisrui gesinti, naudojant CaC 2, niekada nenaudokite vandens, putų, anglies dioksido ar halogeninių gesintuvų. Turi būti naudojamas smėlis, natris arba kalcio hidroksidas.
Nuorodos
- Roppas, RC (2013). 14 grupė (C, Si, Ge, Sn ir Pb) Šarminių žemės junginių. Kalcio karbidai. Šarminių žemės junginių enciklopedijoje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- „Pohanish“, RP (2017). C. Kalcio karbidas. Sittigo toksiškų ir pavojingų cheminių medžiagų ir kancerogenų vadove (septintasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- Sun, H. ir kt. (2015). Chemiškai sudeginto kalcio karbido likučių savybės ir jų įtaka cemento savybėms. Medžiagos, 2015, 8, 638-651. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
- Nie, Z. (2016). Ekologiškų medžiagų ir būvio ciklo vertinimas. Atvejo analizė: Kalcio karbido dumblo klinkerio CO 2 išmetimo analizė. Ekologiškai ir tvariai gaminant pažangias medžiagas. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- Crundwell, FK ir kt. (2011). Rafinuoti išlydytą ferronikelį. Sieros pašalinimas. Nikelio, kobalto ir platinos grupių metalų gavyboje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- „Tressler“, RE (2001). Konstrukcinė ir termostruktūrinė keramika. Karbidai. Medžiagų mokslo ir technologijos enciklopedijoje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
- Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.