- Szerkezet
- Elnevezéstan
- Tulajdonságok
- Fizikai állapot
- Molekuláris tömeg
- Olvadáspont
- Forráspont
- Sűrűség
- Kémiai tulajdonságok
- beszerzése
- Alkalmazások
- Az acetilén előállítása során
- A CO-kibocsátás csökkentésében
- Kalcium-cianamid előállításakor
- A kohászati iparban
- Különböző célokra
- Használat megszűnt
- kockázatok
- Irodalom
A kalcium-karbid egy szervetlen vegyület, amely a kalcium (Ca) és a szén (C) elemekből áll. Vegyi képlete CaC 2. Ez egy szilárd anyag, amelynek színétől a sárgásig vagy a szürkésfehérig terjedhet, sőt feketétől is függhet a benne lévő szennyeződésektől.
Az egyik legfontosabb kémiai reakcióinak CAC 2 az, amely akkor fordul elő, vízzel H 2 O, amelyben ez képezi acetilén HC≡CH. Ezért ipari felhasználású acetilén előállítására használják. A vízzel való azonos reakció miatt gyümölcsök érésére használják fel, hamis fegyverekben és haditengerészeti fáklyákban.
Szilárd kalcium-karbid CaC 2. Ondřej Mangl / Nyilvános. Forrás: Wikimedia Commons.
A reakciót a CAC 2 vízzel is termel egy iszap előállítására alkalmazható klinker (komponense cement), amely termel kevesebb szén-dioxid (CO 2), mint a hagyományos módszer cement előállítására.
A nitrogén (N 2) segítségével a kalcium-karbid kalcium-cianamidot képez, amelyet műtrágyaként használnak. A CaC 2-t arra is használják, hogy bizonyos fémötvözetekből ként távolítsanak el.
Néhány évvel ezelőtt CAC 2 használunk úgynevezett karbidlámpa, de ezek már nem nagyon gyakori, mert veszélyes.
Szerkezet
A kalcium-karbid egy ionos vegyület, amely a Ca 2+ kalciumionból és a C 2 2- karbid vagy acetilid-ionból áll. A karbidion két szénatomból áll, amelyeket hármas kötés köt össze.
A kalcium-karbid kémiai szerkezete. Szerző: Hellbus. Forrás: Wikimedia Commons.
A kristályos szerkezete CAC 2 származik a köbös egyik (mint a nátrium-klorid NaCl), de mivel a C 2 2- iont megnyúlt szerkezete eltorzul, és válik tetragonális.
Elnevezéstan
- Kalcium-karbid
- Kalcium-karbid
- Kalcium-acetilid
Tulajdonságok
Fizikai állapot
Kristályos szilárd anyag, amely tiszta színtelen, de ha más vegyületekkel szennyezett, akkor sárgásfehér vagy szürkés-fekete színű lehet.
CaC 2 kalcium-karbid szennyeződésekkel. Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Forrás: Wikimedia Commons.
Molekuláris tömeg
64,0992 g / mol
Olvadáspont
2160 ºC
Forráspont
A CaC 2 2300ºC-on forrásban bomlik. A forráspontot inert atmoszférában, azaz oxigén vagy nedvesség nélkül kell mérni.
Sűrűség
2,22 g / cm 3
Kémiai tulajdonságok
A kalcium-karbid vízzel reagál, így acetilén-HC≡CH és kalcium-hidroxid Ca (OH) 2 képződik:
CAC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Az acetilén gyúlékony, ezért páratartalom jelenlétében a CaC 2 tűzveszélyes lehet. Ha azonban száraz, nem az.
Kalcium-karbid CAC 2 vízzel formák acetilén HC≡CH, gyúlékony vegyület. Kristina Kravets / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Forrás: Wikimedia Commons.
A kalcium-karbid reagál az N 2 nitrogénnel, és CaCN 2 kalcium-cianamidot képez:
CAC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
beszerzése
A kalcium-karbidot iparilag gyártják egy elektromos ívkemencében kalcium-karbonát (CaCO 3) és szén (C) keverékéből, amelyet 2000 ° C hőmérsékletnek vetnek alá. A reakciót így foglaljuk össze:
CaCO 3 + 3 C → CaC 2 + CO ↑ + CO 2 ↑
Vagy:
CaO + 3 C → CaC 2 + CO ↑
Egy elektromos ívkemencében két grafit elektród között villamosenergia-ív képződik, amelyek ellenállnak a kialakuló magas hőmérsékleteknek. 80-85% tisztaságú kalcium-karbidot kapunk.
Alkalmazások
Az acetilén előállítása során
Iparilag, a reakció kalcium-karbid vízzel előállítására használják acetilén C 2 H 2.
CAC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Ez a kalcium-karbid legfontosabb felhasználása. Egyes országokban az acetilént nagyra értékelik, mivel ez lehetővé teszi a polivinil-klorid előállítását, amely egyfajta műanyag. Az acetilént emellett magas hőmérsékleten hegesztik.
HC≡CH acetilén láng fémek hegesztésére nagyon magas hőmérsékleten. Szerző: Shutterbug75. Forrás: Pixabay.
A CO-kibocsátás csökkentésében
A maradványok nyert megszerzése acetilén kiindulási a CAC 2 (más néven „kalcium-karbid iszapot” vagy „kalcium-karbid maradék”) alkalmazásával érik klinker vagy beton.
A kalcium-karbid-iszapban magas a kalcium-hidroxid (Ca (OH) 2) (kb. 90%), némi kalcium-karbonát (CaCO 3) tartalma, és a pH-ja meghaladja a 12-et.
A kalcium-karbid-maradékok felhasználhatók az építőiparban a beton előállítására, ezáltal csökkentve a CO 2 képződését ebben az iparban. Szerző: Engin Akyurt. Forrás: Pixabay.
Ezen okok miatt képes reagálni SiO 2-vel vagy Al 2 O 3- tal , és olyan terméket képez , amely hasonló a cement hidratációs eljárásánál kapott termékhez.
Az egyik emberi tevékenységek termeli a legtöbb CO 2 kibocsátás az építőipar. A CO 2 keletkezik azáltal, hogy felszabadul a kalcium-karbonát a reakció során a formában beton.
A kalcium-karbid-iszap kalcium-karbonát (CaCO 3) helyettesítésével való kimutatása során 39% -kal csökkentik a CO 2 -kibocsátást.
Kalcium-cianamid előállításakor
A kalcium-karbidot iparilag is felhasználják a CaCN 2 kalcium-cianamid előállítására.
CAC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
A kalcium-cianamid műtrágya, mivel a talajvízzel H2N = C = N cianamiddá alakul, amely nitrogént biztosít a növények számára, és nélkülözhetetlen tápanyag.
A kohászati iparban
Kalcium-karbidot alkalmaznak a kén eltávolítására olyan ötvözetekből, mint a ferronikkel. A CAC 2 összekeverjük a megolvasztott ötvözetet 1550 ° C-on A kén (S) reagál a kalcium-karbiddal, és CaS-kalcium-szulfidot és C-szén képződik:
CaC 2 + S → 2 C + CaS
A kén eltávolítása akkor kedvez, ha a keverés hatékony és az ötvözet széntartalma alacsony. A CaS kalcium-szulfid az olvadt ötvözet felületén úszik, ahonnan dekantálják és eldobják.
Különböző célokra
Kalcium-karbidot alkalmaztak a kén eltávolítására a vasból. Üzemanyagként az acélgyártásban és erős deoxidálószerként is.
A gyümölcs érésére szolgál. Az acetilént vízben kalcium-karbidból állítják elő, amely elősegíti a gyümölcsök, például a banán érését.
A banán érlelhető CaC 2 kalcium-karbiddal. Szerző: Alexas Fotos. Forrás: Pixabay.
A kalcium-karbidot dummy pisztolyokban használják, hogy kiváltják a rájuk jellemző hangos ütést. Itt az acetilén képződését is használják, amely az eszköz belsejében szikraként robban fel.
A CaC 2-t arra használják, hogy tengereken jeleket generáljon az öngyulladású tengerészeti fáklyákban.
Használat megszűnt
A CaC 2 -t az úgynevezett keményfém lámpákban használják. Ezek működése vízcseppekből áll a kalcium-karbidon, és acetilént képez, amely meggyullad és ily módon világít.
Ezeket a lámpákat szénbányákban használták, de használatukat abbahagyták, mivel ezekben a bányákban jelen volt a CH 4 metángáz. Ez a gáz gyúlékony, és a keményfém lámpából származó láng meggyulladhat vagy felrobbanhat.
CaC 2 kalcium-karbid lámpa. SCEhardt / Nyilvános. Forrás: Wikimedia Commons.
Széles körben használták a pala-, réz- és ón-kőbányákban, valamint korai autókban, motorkerékpárokban és kerékpárokban fényszórókként vagy fényszórókként.
Jelenleg elektromos lámpákkal vagy akár LED-es lámpákkal váltják fel őket. Azonban továbbra is használják olyan országokban, mint Bolívia, a Potosí ezüstbányáin.
kockázatok
A CaC 2 száraz kalcium-karbid nem gyúlékony, de nedvesség jelenlétében gyorsan acetilént képez, amely az.
A tűz oltására CaC 2 jelenlétében soha ne használjon vizet, habot, széndioxidot vagy halogén oltó készüléket. Homokot vagy nátriumot vagy kalcium-hidroxidot kell használni.
Irodalom
- Ropp, RC (2013). 14. csoport (C, Si, Ge, Sn és Pb) alkáliföldfémek. Kalcium-karbidok. Az alkáliföld-vegyületek enciklopédia-ban. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Pohanish, RP (2017). C. Kalcium-karbid. Sittig toxikus és veszélyes vegyi anyagok és karcinogének kézikönyve (hetedik kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Sun, H. és mtsai. (2015). A kémiailag elégetett kalcium-karbid-maradványok tulajdonságai és ezek hatása a cement tulajdonságaira. Materials 2015, 8, 638-651. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
- Nie, Z. (2016). Öko-anyagok és életciklus-értékelés. Esettanulmány: CO 2 kibocsátás-analízise kalcium-karbid Iszap klinker. A fejlett anyagok környezetbarát és fenntartható gyártása terén. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Crundwell, FK és mtsai. (2011). Olvadt Ferronikkel finomítása. Kén eltávolítása. Nikkel-, kobalt- és platinacsoport fémek kitermelő kohászatában. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Tressler, RE (2001). Szerkezeti és hőszigetelő kerámia. Karbidok. Anyagtudomány és Technológia Encyclopedia-ban. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
- Cotton, F. Albert és Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fejlett szervetlen kémia. Negyedik kiadás. John Wiley & Sons.