Kalsiumkarbid (CAC2) struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Han Kalsiumkarbid Det er en uorganisk forbindelse dannet av kalsium (CA) og karbon (C) elementer (C). Den kjemiske formelen er CAC₂. Det er et fast stoff som kan være fargeløs for gulaktig eller gråaktig hvit, og til og med svart avhengig av urenheter den inneholder.

En av hans viktigste kjemiske reaksjoner av CAC₂ er den som oppstår med vann h₂Eller, der HC≡CH acetylenform. Derfor brukes den til å oppnå acetylen industrielt. På grunn av den samme vannreaksjonen brukes til å modne frukt, i falske kanoner og i marine fakler.

CAC kalsiumkarbid₂ fast. Ondřej Mangl / Pub Domain. Kilde: Wikimedia Commons.

Reaksjonen fra CAC₂ Med vann produserer også en nyttig gjørme for å fremstille kløker (en sementkomponent), som produserer mindre karbondioksid (CO₂) Hvis sammenlignet med den tradisjonelle metoden for å produsere sement.

Med nitrogen (n₂) Kalsiumkarbid danner cyanamid av kalsium, som brukes som gjødsel. CAC₂ Det brukes også til å fjerne svovel fra visse metalllegeringer.

For en tid tilbake CAC₂ Den ble brukt i de så kalt karbidlamper, men disse er ikke lenger veldig vanlige fordi de er farlige.

[TOC]

Struktur

Kalsiumkarbid er en ionisk forbindelse og dannes av Ca Calcio -ionet²⁺ og karbid eller acetyluro c C₂^2-. Karbidionet består av to karbonatomer forenet med en trippelbinding.

Kjemisk struktur av kalsiumkarbid. Forfatter: Hellbus. Kilde: Wikimedia Commons.

Den krystallinske strukturen til CAC₂ Det er avledet fra kubikk (for eksempel natriumklorid NaCl), men som ion C₂^2- Strukturen er langstrakt er forvrengt og blir tetragonal.

Nomenklatur

• Kalsiumkarbid
• Kalsiumkarbid
• Kalsiumacetylure

Egenskaper

Fysisk tilstand

Krystallinsk faststoff som når det er rent, men hvis det er forurenset med andre forbindelser, kan det være gulaktig eller gråaktig til svart.

CAC kalsiumkarbid₂ Med urenheter. Leiem/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Molekylær vekt

64.0992 g/mol

Det kan tjene deg: Alilo: Allyic Unit, Carbocation, Radical, Eksempler

Smeltepunkt

2160 ºC

Kokepunkt

CAC₂ koker ved 2300 ºC med nedbrytning. Kokepunktet skal måles under inert atmosfære, det vil si uten oksygen eller fuktighet.

Tetthet

2,22 g/cm³

Kjemiske egenskaper

Kalsiumkarbid reagerer med vann for å danne HC≡CH acetylen og Ca kalsiumhydroksyd (OH)₂:

CAC₂ + 2 h₂O → HC≡CH + Ca (OH)₂

Acetylen er brannfarlig, derfor i nærvær av fuktighet CAC₂ Det kan være brennbar. Når det er tørt, er det imidlertid ikke.

CAC kalsiumkarbid₂ Med vann HC≡CH acetylenform, brennbar forbindelse. Kristina Kravets/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Kalsiumkarbid reagerer med nitrogen N₂ Å danne CACN Calcio cyanamid₂:

CAC₂ + N₂ → CACN₂ + C

Å skaffe

Kalsiumkarbid produseres industrielt i en elektrisk bueovn basert på en blanding av kalsiumkarbonat (Caco₃) og kull (c) som sendes inn ved en temperatur på 2000 ° C. Reaksjonen er oppsummert som følger:

Tyv₃ + 3 C → CAC₂ + Co ↑ + co₂↑

Eller også:

CAO + 3 C → CAC₂ + CO ↑

I en elektrisk bueovn er det en strømbue mellom to grafittelektroder, som motstår de høye temperaturene som dannes. Et kalsiumkarbid med 80-85% renhet oppnås.

applikasjoner

I acetylenproduksjon

Industrielt brukes kalsiumkarbidreaksjon med vann for å produsere acetylen C₂H₂.

CAC₂ + 2 h₂O → HC≡CH + Ca (OH)₂

Dette er den viktigste bruken av kalsiumkarbid. I noen land blir acetylen høyt verdsatt, siden det tillater å produsere polyvinylklorid, som er en type plast. I tillegg tjener acetylen til å utføre sveiser ved høye temperaturer.

HC≡CH acetylen flammemetaller ved veldig høye temperaturer. Forfatter: Shutterbug75. Kilde: Pixabay.

For å redusere CO -utslipp₂

Restene oppnådd fra å oppnå acetylen fra CAC₂ (Også kalt "kalsiumkarbidslam" eller "kalsiumkarbidrester") De tjener til å brukes til å oppnå kløker eller betong.

Kan tjene deg: Teknologiske anvendelser av den elektroniske utslippet av atomer

Kalsiumkarbid gjørme har et høyt kalsiumhydroksydinnhold (CA (OH)₂) (ca. 90%), noe kalsiumkarbonat (Caco₃) og har en pH større enn 12.

Kalsiumkarbidrester kan brukes i byggeaktiviteten for å fremstille betong, og dermed redusere generasjonen av CO₂ av nevnte industri. Forfatter: Engin Akyurt. Kilde: Pixabay.

Av disse grunner kan du reagere med Sio₂ muntlig₂ENTEN₃ danner et produkt som ligner det som er oppnådd ved sementhydreringsprosessen.

En av de menneskelige aktivitetene som produserer mest samvær₂ Det er byggebransjen. Co₂ Det genereres øst for kalsiumkarbonat under reaksjonen for å danne betong.

Ved hjelp av kalsiumkarbid gjørme for å erstatte kalsiumkarbonat (Caco₃) Det har blitt funnet at co -emisjoner er redusert₂ I 39%.

Ved å få kalsiumcyanamid

Kalsiumkarbid brukes også industrielt for å oppnå kalsiumcyanamid CACN₂.

CAC₂ + N₂ → CACN₂ + C

Kalsiumcyanamid har brukt som gjødsel, fordi det med jordvann blir cyanamid H2N = C = N, som gir nitrogen til planter, et essensielt næringsstoff for disse.

I den metallurgiske industrien

Kalsiumkarbid brukes til å fjerne legeringer som Ferroníquel. CAC er blandet₂ Med den smeltede legeringen ved 1550 ° C. Svovel (er) reagerer med kalsiumkarbid og kalsiumsulfid CAS og kull C:

CAC₂ + S → 2 C + CAS

Svovelfjerning er foretrukket hvis blanding er effektivt og karboninnhold i legering er lavt. Casclium kalsiumsulfid flyter på overflaten av den smeltede legeringen der den velger og kastet.

I flere bruksområder

Kalsiumkarbid har blitt brukt ved eliminering av jernsvovel. Også som drivstoff i produksjonen av stål og som en kraftig deoksidant.

Kan tjene deg: aromatisk elektrofil substitusjon: mekanisme og eksempler

Det brukes til å modne frukt. Fra kalsiumkarbid med vann genereres acetylen, noe som induserer modning av frukt, for eksempel bananer.

Bananer kan modnes ved hjelp av CAC -kalsiumkarbid₂. Forfatter: Alexas Bilder. Kilde: Pixabay.

Kalsiumkarbid brukes i falske kanoner for å forårsake den høye eksplosjonsstøyen som kjennetegner dem. Her brukes også acetylenformasjon, som eksploderer med en gnist i gjenstanden.

CAC₂ Det brukes til å generere signaler på høye hav i marinefakkler som selv vurderer.

Avbryt bruk

CAC₂ Det har blitt brukt i de så kalt karbidlamper. Driften av disse består i dryppende vann på kalsiumkarbid for å danne acetylen, som slås på og dermed gir lys.

Disse lampene ble brukt i kullgruver, men bruken deres ble avviklet på grunn av tilstedeværelsen av metangass Cho₄ I disse gruvene. Denne gassen er brannfarlig og flammen på karbidampen kan få den til å skyte eller utnytte.

CAC kalsiumkarbidlampe₂. Scehardt / Pub Domain. Kilde: Wikimedia Commons.

De ble mye brukt i skifer steingruver, kobber og tinn, og også i de første bilene, motorsykler og sykler, for eksempel frontlys eller frontlykter.

De er for øyeblikket erstattet av elektriske lamper eller til og med LED -lamper. Imidlertid brukes de fortsatt i land som Bolivia, i Potosí Silver Mines.

Risiko

CAC kalsiumkarbid₂ tørr er ikke brannfarlig, men i nærvær av fuktighetsform acetylen, som er.

Å slukke en brann i nærvær av CAC₂ Vann, skum, karbondioksid eller halogenslukningsapparater skal aldri brukes. Natrium eller kalsiumhydroksyd bør brukes.

Referanser

1. Ropp, r.C. (2013). Gruppe 14 (C, Si, GE, SN og Pb) alkaliske jordforbindelser. Kalsiumkarbider. I leksikon av de alkaliske jordforbindelsene. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
2. Pohanish, r. P. (2017). C. Karbidkalsium. I Sittigs håndbok med giftige og farlige kjemikalier og karsinagener (syvende utgave). Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
3. Sun, h. et al. (2015). Egenskaper til kjemisk kombinert kalsiumkarbid resue og dens inffeksjon på sementegenskaper. Materialer 2015, 8, 638-651. NCBI kom seg.NLM.NIH.Gov.
4. Nie, Z. (2016). Øko-materialer og vurdering av livssyklus. Casestudie: CO₂ Utslippsanalyse av kalsiumkarbid slamklinker. I grønn og bærekraftig produksjon av avansert materiale. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
5. Crundwell, f.K. Et al. (2011). Raffinering av smeltet Ferronickel. Fjerning av svovel. I Extractive Metallurgy of Nickel, Cobalt og Platinum Group Metals. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
6. Tressler, r.OG. (2001). Strukturell og termostrukturell keramikk. Karbider. I Encyclopedia of Materials Science and Technology. Gjenopprettet fra Scientedirect.com.
7. Bomull, f. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avansert uorganisk kjemi. Fjerde utgave. John Wiley & Sons.