Kemija

Struktura kalcijevega karbida (CAC2), lastnosti, pridobivanje, uporabe

Struktura kalcijevega karbida (CAC2), lastnosti, pridobivanje, uporabe

On Kalcijev karbid Gre za anorgansko spojino, ki jo tvorijo elementi kalcija (CA) in ogljika (C) (C). Njegova kemična formula je CAC2. Je trdna snov, ki je lahko brezbarvna do rumenkasto ali sivkasto bela, in celo črna, odvisno od nečistoč, ki jih vsebuje.

Ena njegovih najpomembnejših kemičnih reakcij CAC2 je tisti, ki se pojavlja z vodo h2Ali, v katerem tvori acetilen hC≡CH. Zato se uporablja za pridobivanje acetilena industrijskega. Zaradi te iste vodne reakcije se uporablja za zrelo sadje, v ponarejenih topov in v mornariških ramenih.

CAC kalcijev karbid2 trden. Ondřej mangl / pub domena. Vir: Wikimedia Commons.

Reakcija CAC2 Z vodo ustvari tudi uporabno blato za pripravo klinkerja (cementno komponento), ki proizvaja manj ogljikovega dioksida (CO2) V primerjavi s tradicionalno metodo proizvodnje cementa.

Z dušikom (n2) Kalcijev karbid tvori cianamid kalcija, ki se uporablja kot gnojilo. CAC2 Uporablja se tudi za odstranjevanje žvepla iz nekaterih kovinskih zlitin.

Pred časom CAC2 Uporabljali so ga v tako imenovanih karbidnih svetilkah, vendar te niso več zelo pogoste, ker so nevarne.

[TOC]

Struktura

Kalcijev karbid je ionska spojina in jo tvori kalcio ion CA2+ in karbid ali acetiluro c22-. Karbidni ion je sestavljen iz dveh ogljikovih atomov, združenih s trojno vezjo.

Kemična struktura kalcijevega karbida. Avtor: Hellbus. Vir: Wikimedia Commons.

Kristalna struktura CAC2 Izhaja iz kubic (kot je natrijev klorid NaCl), vendar kot ion C22- Struktura je podolgovata izkrivljena in zavrti tetragonalno.

Nomenklatura

  • Kalcijev karbid
  • Kalcijev karbid
  • Kalcijev acetilura

Lastnosti

Fizično stanje

Kristalna trdna trdna snov, ki je, kadar je čista, brezbarvna, če pa je onesnažena z drugimi spojinami.

CAC kalcijev karbid2 Z nečistočami. Leiem/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0. Vir: Wikimedia Commons.

Molekularna teža

64.0992 g/mol

Lahko vam služi: Alilo: Aluična enota, karbokacija, radikalni, primeri

Tališče

2160 ° C

Vrelišče

CAC2 vre pri 2300 ° C z razgradnjo. Točko vrelišča je treba izmeriti pod inertno atmosfero, torej brez kisika ali vlage.

Gostota

2,22 g/cm3

Kemične lastnosti

Kalcijev karbid reagira z vodo, da tvori acetilen HC≡CH in CA kalcijevega hidroksida (OH)2:

Cac2 + 2 h2O → HC≡CH + CA (OH)2

Acetilen je vnetljiv, torej v prisotnosti vlage CAC2 Lahko je vnetljivo. Ko pa je suho, ni.

CAC kalcijev karbid2 Z vodo hc≡CH acetilen oblike, vnetljiva spojina. Kristina Kravets/CC by-S (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/3.0. Vir: Wikimedia Commons.

Kalcijev karbid reagira z dušikom n2 Za oblikovanje cacn caclIo cianamid2:

Cac2 + N2 → CACN2 + C

Pridobivanje

Kalcijev karbid se industrija proizvaja v električni ločni peči, ki temelji na mešanici kalcijevega karbonata (Caco3) in premog (c), ki se predloži pri temperaturi 2000 ° C. Reakcija je povzeta na naslednji način:

Tat3 + 3 C → CAC2 + Co ↑ + co2↑

Ali tudi:

CAO + 3 C → CAC2 + Co ↑

V električni ločni peči je električni lok med dvema grafitnima elektrodama, ki se upirata visokim temperaturam, ki se oblikujejo. Dobimo kalcijev karbid z 80-85% čistosti.

Prijave

V proizvodnji acetilena

Industrijsko se uporablja reakcija kalcijevega karbida z vodo za proizvodnjo acetilena C2H2.

Cac2 + 2 h2O → HC≡CH + CA (OH)2

To je najpomembnejša uporaba kalcijevega karbida. V nekaterih državah je acetilen zelo cenjen, saj omogoča proizvodnjo polivinil klorida, ki je vrsta plastike. Poleg tega acetilen služi za izvajanje zvarov pri visokih temperaturah.

HC≡CH acetilen plamenske kovine pri zelo visokih temperaturah. Avtor: shutterbug75. Vir: Pixabay.

Pri zmanjševanju emisij CO2

Ostanki, dobljeni s pridobivanjem acetilena, začenši iz CAC2 (Imenujejo se tudi "blato kalcijevega karbida" ali "ostanki kalcijevega karbida") Služijo za uporabo pri pridobivanju klinkerja ali betona.

Vam lahko služi: tehnološke uporabe elektronske emisije atomov

Blato kalcijevega karbida ima visoko vsebnost kalcijevega hidroksida (CA (OH)2) (približno 90%), nekaj kalcijevega karbonata (Caco3) in ima pH večji od 12.

Ostanki kalcijevega karbida se lahko pri gradbeni aktivnosti uporabijo za pripravo betona in tako zmanjšajo nastajanje CO2 omenjene panoge. Avtor: Engin Akyurt. Vir: Pixabay.

Zaradi teh razlogov lahko reagirate s SIO2 ali al2Tudi3 oblikovanje izdelka, podobnega tistemu, ki ga dobimo s postopkom hidratacije cementa.

Ena izmed človeških dejavnosti, ki proizvaja največ Co -emisij2 To je gradbena industrija. Co2 Med reakcijo na tvorbo betona nastane vzhodno od kalcijevega karbonata.

Uporaba kalcijevega karbidnega blata za zamenjavo kalcijevega karbonata (Caco3) Ugotovljeno je bilo, da se co -emisije zmanjšajo2 V 39%.

Pri pridobivanju kalcijevega cianamida

Kalcijev karbid se uporablja tudi industrijsko za pridobivanje cacn kalcijevega cianamida2.

Cac2 + N2 → CACN2 + C

Kalcijev cianamid se uporablja kot gnojilo, saj z vodo v tleh postane cianamid h2n = c = n, kar rastlinam zagotavlja dušik, bistveno hranilo za to.

V metalurški industriji

Kalcijev karbid se uporablja za odstranjevanje zlitin, kot je Ferroníquel. CAC je mešan2 S staljeno zlitino pri 1550 ° C. Žveplo (-e) reagira s kalcijevim karbidom in kalcijevim sulfidom CA in premog C:

Cac2 + S → 2 C + Cas

Odstranjevanje žvepla je naklonjeno, če je mešanje učinkovito in je vsebnost ogljika v zlitini nizka. Kalcijev kalcijev sulfid plava na površini staljene zlitine, kjer se odloči in zavrže.

V več uporabi

Kalcijev karbid je bil uporabljen pri izločanju železnega žvepla. Tudi kot gorivo pri proizvodnji jekla in kot močan deoksidant.

Vam lahko služi: aromatična elektrofilna substitucija: mehanizem in primeri

Uporablja se za dozorevanje sadja. Iz kalcijevega karbida z vodo nastaja acetilen, kar povzroči zorenje sadja, kot so banane.

Banane lahko dozorejo z uporabo CAC kalcijevega karbida2. Avtor: Alexas fotografije. Vir: Pixabay.

Kalcijev karbid se uporablja v lažnih topoh, da povzroči glasni eksplozijski hrup, ki jih označuje. Tu se uporablja tudi tvorba acetilena, ki eksplodira s iskrico znotraj artefakta.

CAC2 Uporablja se za ustvarjanje signalov na odprtem morju v mornariških ramenih, ki se samokonzirajo.

Ukinjena uporaba

CAC2 Uporablja se v tako imenovanih svetilkah za karbide. Delovanje le -teh je v kapljanju vode na kalcijevem karbidu, da tvori acetilen, ki se vklopi in tako zagotavlja svetlobo.

Te svetilke so bile uporabljene v rudnikih premoga, vendar je bila njihova uporaba ukinjena zaradi prisotnosti CHO4 V teh minah. Ta plin je vnetljiv in plamen karbidne svetilke lahko ogenj ali izkoriščanje.

CAC kalcijeva karbidna svetilka2. Scehardt / pub domena. Vir: Wikimedia Commons.

Široko so jih uporabljali v rudnikih iz skrilavca, bakra in kositra ter tudi v prvih avtomobilih, motociklih in kolesih, kot so sprednje luči ali žarometi.

Trenutno so jih zamenjale električne svetilke ali celo LED svetilke. Vendar se še vedno uporabljajo v državah, kot je Bolivija, v srebrnih rudnikih Potosí.

Tveganja

CAC kalcijev karbid2 suho ni vnetljivo, ampak v prisotnosti vlage v obliki acetilena, ki je.

Za gašenje požara v prisotnosti CAC2 Voda, pena, ogljikov dioksid ali aparati halogena nikoli ne smete uporabljati. Uporabiti je treba natrijev ali kalcijev hidroksid.

Reference

  1. Ropp, r.C. (2013). Skupina 14 (C, SI, GE, SN in PB) Alkalne zemeljske spojine. Kalcijevi karbidi. V enciklopediji alkalnih zemeljskih spojin. Okrevano od Scientirect.com.
  2. Pohanish, r. Str. (2017). C. Karbidni kalcij. V SITTIG -ovem priročniku strupenih in nevarnih kemikalij in rakotvornic (sedma izdaja). Okrevano od Scientirect.com.
  3. Sonce, h. et al. (2015). Lastnosti kemično kombiniranega resuza kalcijevega karbida in njegovo prenos na cementne lastnosti. Materiali 2015, 8, 638-651. NCBI si je opomogel.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov.
  4. Nie, Z. (2016). Eko-materiala in ocena življenjskega cikla. Študija primera: co2 Analiza emisij kalcijevega karbida blata. V zeleni in trajnostni proizvodnji naprednega materiala. Okrevano od Scientirect.com.
  5. Crundwell, f.K. Et al. (2011). Rafiniranje staljenega feronikela. Odstranjevanje žvepla. V ekstraktivni metalurgiji niklja, kovalnih skupin kobalta in platine. Okrevano od Scientirect.com.
  6. Tressler, r.In. (2001). Strukturna in termmostrukturna keramika. Karbidi. V enciklopediji materialov znanosti in tehnologije. Okrevano od Scientirect.com.
  7. Bombaž, f. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.