Kalsiumkarbidi (CAC2) rakenne, ominaisuudet, hankkiminen, käyttö

Hän Kalsiumkarbidi Se on epäorgaaninen yhdiste, joka on muodostanut kalsiumin (CA) ja hiili (c) elementit (c). Sen kemiallinen kaava on CAC₂. Se on kiinteä, joka voi olla väritöntä kellertävän tai harmahtavan valkoisen ja jopa mustan sen sisältämistä epäpuhtauksista riippuen.

Yksi hänen tärkeimmistä CAC: n kemiallisista reaktioista₂ on se, joka tapahtuu vedellä H₂Tai jossa hc irti asetyleenimuoto. Siksi sitä käytetään asetyleenia teollisesti. Samasta vesireaktiosta käytetään hedelmien kypsiin, väärennettyihin tykkeihin ja merivoimiin.

CAC -kalsiumkarbidi₂ kiinteä. Ondřej Mangl / Pub -verkkotunnus. Lähde: Wikimedia Commons.

CAC: n reaktio₂ Veden kanssa tuottaa myös hyödyllisen mudan klinkkerin (sementtikomponentin) valmistamiseksi, joka tuottaa vähemmän hiilidioksidia (CO₂) Verrattuna perinteiseen sementin tuotantomenetelmään.

Typen kanssa (n₂) Kalsiumkarbidi muodostaa kalsiumin syanamidia, jota käytetään lannoitteena. CAC₂ Sitä käytetään myös rikin poistamiseen tietyistä metalliseoksista.

Jonkin aikaa sitten CAC₂ Sitä käytettiin SO: n nimellisissä karbidilamppuissa, mutta nämä eivät ole enää kovin yleisiä, koska ne ovat vaarallisia.

[TOC]

Rakenne

Kalsiumkarbidi on ioninen yhdiste, ja se muodostuu CA -kalsio -ionilla²⁺ ja karbidi tai asetyyluro C₂^2-. Karbidi -ioni koostuu kahdesta hiiliatomista, jotka yhdistyvät kolminkertaisella sidoksella.

Kalsiumkarbidin kemiallinen rakenne. Kirjoittaja: Hellbus. Lähde: Wikimedia Commons.

CAC: n kiteinen rakenne₂ Se on johdettu kuutiosta (kuten natriumkloridi NaCl), mutta kuten ioni C₂^2- Rakenne on pitkänomainen vääristynyt ja kääntyy tetragonaaliksi.

Nimikkeistö

• Kalsiumkarbidi
• Kalsiumkarbidi
• Kalsiumiasetyyli

Ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiteinen.

CAC -kalsiumkarbidi₂ Epäpuhtauksilla. Leiem/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0). Lähde: Wikimedia Commons.

Molekyylipaino

64 0992 g/mol

Se voi palvella sinua: AliLo: Allyic Unit, Carbocation, Radical, Esimerkit

Sulamispiste

2160 ºC

Kiehumispiste

CAC₂ kiehuu 2300 ºC: n nopeudella hajoamisella. Kiehumispiste tulisi mitata inertissä ilmakehässä, ts. Ilman happea tai kosteutta.

Tiheys

2,22 g/cm³

Kemialliset ominaisuudet

Kalsiumkarbidi reagoi veden kanssa hcpear -asetyleenin ja CA -kalsiumhydroksidin (OH) muodostamiseksi₂-

Cac₂ + 2 h₂O → HC≡CH + CA (OH)₂

Asetyleeni on syttyvää, joten kosteuden läsnä ollessa CAC₂ Se voi olla syttyvää. Kuitenkin, kun se on kuivaa, se ei ole kuitenkaan.

CAC -kalsiumkarbidi₂ Vesi -hc irti -asetyleenimuoto, syttyvä yhdiste. Kristina Kravets/CC BY-S (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0). Lähde: Wikimedia Commons.

Kalsiumkarbidi reagoi typen kanssa n₂ CACN Calcio -syanamidin muodostamiseksi₂-

Cac₂ + N₂ → CACN₂ + C

Saada

Kalsiumkarbidia tuotetaan teollisesti sähkökaariuunissa, joka perustuu kalsiumkarbonaatin seokseen (Caco₃) ja hiili (c), joka toimitetaan lämpötilassa 2000 ° C. Reaktio on yhteenveto seuraavasti:

Varas₃ + 3 C → CAC₂ + CO ↑ + Co₂↑

Tai myös:

Cao + 3 c → cac₂ + CO ↑

Sähkökaariuunissa on sähkökaari kahden grafiittielektrodin välillä, jotka kestävät muodostuneita korkeita lämpötiloja. Saadaan kalsiumkarbidi, jonka puhtaus on 80-85%.

Sovellukset

Asetyleenituotannossa

Teollisesti käytetään kalsiumkarbidireaktiota veden kanssa asetyleenin C tuottamiseksi₂H₂.

Cac₂ + 2 h₂O → HC≡CH + CA (OH)₂

Tämä on kalsiumkarbidin tärkein käyttö. Joissakin maissa asetyleeni on erittäin arvostettu, koska se mahdollistaa polyvinyylikloridin tuottamisen, joka on eräänlainen muovi. Lisäksi asetyleeni palvelee hitsauksia korkeissa lämpötiloissa.

HC≡CH -asetyleeniliekin metallit erittäin korkeissa lämpötiloissa. Kirjoittaja: Shutterbug75. Lähde: Pixabay.

CO -päästöjen vähentämisessä₂

CAC: sta alkaen saadut jäännökset saadut jäännökset₂ (kutsutaan myös ”kalsiumkarbidilietteitä” tai “kalsiumkarbiditähteitä”) Ne palvelevat klinkkerin tai betonin saamisessa.

Voi palvella sinua: atomien elektronisen päästöjen teknologiset sovellukset

Kalsiumkarbidimudassa on korkea kalsiumhydroksidipitoisuus (CA (OH)₂) (noin 90%), jonkin verran kalsiumkarbonaattia (Caco₃) ja pH on yli 12.

Kalsiumkarbiditähteitä voidaan käyttää rakennusaktiivisuudessa betonin valmistukseen, mikä vähentää CO: n muodostumista₂ mainitun teollisuuden. Kirjoittaja: Engin Akyurt. Lähde: Pixabay.

Näistä syistä voit reagoida SIO: n kanssa₂ tai Al₂JOMPIKUMPI₃ muodostaa samanlainen tuotte.

Yksi ihmisen toiminnoista, joka tuottaa eniten yhteistyötä₂ Se on rakennusteollisuus. Yhteistyökumppani₂ Se syntyy kalsiumkarbonaatin itään reaktion aikana betonin muodostamiseksi.

Käyttämällä kalsiumkarbidi -mutaa kalsiumkarbonaatin korvaamiseksi (Caco₃) On havaittu₂ 39%.

Kalsiumsyanamidin saamiseksi

Kalsiumkarbidia käytetään myös teollisesti kalsiumsyanamidin CACN: n saamiseksi₂.

Cac₂ + N₂ → CACN₂ + C

Kalsiumsyanamidia käytetään lannoitteena, koska maaperän vedessä siitä tulee syanamidi H2N = C = N, joka tarjoaa typpeä kasveille, välttämätön ravintoaine näille.

Metallurgisessa teollisuudessa

Kalsiumkarbidia käytetään seosten, kuten Ferroníquelin, poistamiseen. CAC on sekoitettu₂ Sulan seoksella 1550 ° C: ssa. Rikki (t) reagoi kalsiumkarbidin ja kalsiumsulfidi CAS: n ja hiilen kanssa C:

Cac₂ + S → 2 c + cas

Rikinpoistoa suositaan, jos sekoittaminen on tehokasta ja seoksen hiilipitoisuus on alhainen. Casclium -kalsiumsulfidi kelluu sulanseoksen pinnalla, missä se valitsee ja hylätä.

Useissa käyttötarkoituksissa

Kalsiumkarbidia on käytetty raudan rikin eliminoinnissa. Myös polttoaineena teräksen tuotannossa ja voimakkaana deoksidanttina.

Voi palvella sinua: aromaattinen elektrofiilinen korvaus: mekanismi ja esimerkit

Sitä käytetään hedelmien kypsymiseen. Kalsiumkarbidista vedellä syntyy asetyleeni, mikä indusoi hedelmien kypsymistä, kuten banaaneja.

Banaanit voivat kypsyä käyttämällä CAC -kalsiumkarbidia₂. Kirjoittaja: Alexas Photos. Lähde: Pixabay.

Kalsiumkarbidia käytetään väärissä tykkeissä aiheuttamaan niitä karakterisoivan kovan räjähdyksen kohinan. Tässä käytetään myös asetyleenimuodostumaa, joka räjähtää kipinän kanssa esineen sisällä.

CAC₂ Sitä käytetään signaalien tuottamiseen avomerellä merivoimien soihdussa, jotka itse ylläpitävät.

Lopetettu käyttö

CAC₂ Sitä on käytetty SO -nimikkeissä. Näiden toiminta koostuu veden tippumisesta kalsiumkarbidiin asetyleenin muodostamiseksi, joka kytkeytyy päälle ja antaa siten valoa.

Näitä lamppuja käytettiin hiilikaivoksissa, mutta niiden käyttö lopetettiin metaanikaasun läsnäolon vuoksi₄ Näissä kaivoksissa. Tämä kaasu on syttyvää ja karbidilampun liekki voi saada sen tuleen tai hyödyntämään.

CAC -kalsiumkarbidilamppu₂. Scehardt / pubi -verkkotunnus. Lähde: Wikimedia Commons.

Niitä käytettiin laajasti liuskekivi -kivikaivoksissa, kuparissa ja tinassa sekä ensimmäisissä autoissa, moottoripyörissä ja polkupyörissä, kuten etuvaloissa tai ajovaloissa.

Ne on tällä hetkellä korvattu sähkövalaisimilla tai jopa LED -valaisimilla. Niitä käytetään kuitenkin edelleen Bolivian kaltaisissa maissa, Potosí -hopeakaivoksissa.

Riskejä

CAC -kalsiumkarbidi₂ Kuiva ei ole syttyvää, vaan kosteuden läsnä ollessa asetyleeniä, joka on.

Sammuttaa tulipalo CAC: n läsnä ollessa₂ Vettä, vaahtoa, hiilidioksidia tai halogeenisammuttimia ei tule koskaan käyttää. Natrium- tai kalsiumhydroksidia tulisi käyttää.

Viitteet

1. Ropp, r.C. (2013). Ryhmä 14 (C, SI, GE, SN ja PB) alkaliset maapallon yhdisteet. Kalsiumkarbidit. Alkalisten maapallon yhdisteiden tietosanakirjassa. ScienEdirect.com.
2. Pohanish, r. P. (2017). C. Karbidikalsium. Sittigin myrkyllisistä ja vaarallisista kemikaalista ja karsioista (seitsemäs painos) käsikirjassa (seitsemäs painos). ScienEdirect.com.
3. Aurinko, h. et al. (2015). Kemiallisesti yhdistettyjen kalsiumkarbidien uudelleenlähetysten ominaisuudet ja sen syventäminen sementtiominaisuuksissa. Materiaalit 2015, 8, 638-651. NCBI toipunut.Nlm.NIH.Hallitus.
4. Nie, Z. (2016). Eco-materiaalit ja elinkaaren arviointi. Tapaustutkimus: CO₂ Kalsiumkarbidilietteen klinkerin päästöanalyysi. Kehittyneen materiaalin vihreässä ja kestävässä valmistuksessa. ScienEdirect.com.
5. Crundwell, f.K -k -. Et al. (2011). Sulan Ferronickelin jalostaminen. Rikkipoisto. Koltteen, koboltti- ja platinaryhmän metallurgiassa. ScienEdirect.com.
6. Tressler, r.JA. (2001). Rakenteellinen ja termostruktuurikeramiikka. Karbidit. Materiaalitieteen ja tekniikan tietosanakirjassa. ScienEdirect.com.
7. Puuvilla, f. Albert ja Wilkinson, Geoffrey. (1980). Edistynyt epäorgaaninen kemia. Neljäs painos. John Wiley & Sons.