Calciumcarbide (CAC2) structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Hij Calciumcarbide Het is een anorganische verbinding gevormd door calcium (Ca) en koolstof (c) elementen (c). De chemische formule is CAC₂. Het is een vaste stof die kleurloos kan zijn tot geelachtig of grijsachtig wit, en zelfs zwart, afhankelijk van de onzuiverheden die het bevat.

Een van zijn belangrijkste chemische reacties van de CAC₂ is degene die zich voordoet met water h₂Of, waarin HC≡CH acetyleenvorm. Daarom wordt het gebruikt om industrieel acetyleen te verkrijgen. Vanwege diezelfde waterreactie wordt gebruikt om vruchten te rijpen, in nepkanonnen en in marinevlammen.

CAC calciumcarbide₂ stevig. Ondřej Mangl / Pub -domein. Bron: Wikimedia Commons.

De reactie van de CAC₂ Met water produceert ook een nuttige modder om klinker (een cementcomponent) te bereiden, die minder koolstofdioxide produceert (CO₂) In vergelijking met de traditionele methode voor het produceren van cement.

Met stikstof (n₂) Calciumcarbide Vorm cyanamide van calcium, dat wordt gebruikt als meststof. De CAC₂ Het wordt ook gebruikt om zwavel uit bepaalde metalen legeringen te verwijderen.

Enige tijd geleden de CAC₂ Het werd gebruikt in de zogenaamde carbide -lampen, maar deze zijn niet langer heel gebruikelijk omdat ze gevaarlijk zijn.

[TOC]

Structuur

Calciumcarbide is een ionische verbinding en wordt gevormd door het ca -calcio -ion²⁺ en de carbide of acetyluro c₂^2-. Het carbide -ion bestaat uit twee koolstofatomen verenigd door een drievoudige binding.

Chemische structuur van calciumcarbide. Auteur: Hellbus. Bron: Wikimedia Commons.

De kristallijne structuur van de CAC₂ Het is afgeleid van de kubieke (zoals natriumchloride NaCl), maar zoals ion C₂^2- De structuur is langwerpig is vervormd en wordt tetragonaal.

Nomenclatuur

• Calciumcarbide
• Calciumcarbide
• Calciumacetylure

Eigenschappen

Fysieke staat

Kristallijne vaste stof dat wanneer puur kleurloos is, maar als het is vervuild met andere verbindingen, kan het geelachtig of grijsachtig tot zwart zijn.

CAC calciumcarbide₂ Met onzuiverheden. Leiem/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0). Bron: Wikimedia Commons.

Molecuulgewicht

64.0992 g/mol

Het kan u van dienst zijn: Alilo: Allyic Unit, carbocatie, radicaal, voorbeelden

Smeltpunt

2160 ºC

Kookpunt

De CAC₂ kookt op 2300 ºC met ontleding. Het kookpunt moet worden gemeten onder een inerte atmosfeer, dat wil zeggen zonder zuurstof of vocht.

Dikte

2.22 g/cm³

Chemische eigenschappen

Calciumcarbide reageert met water om HC≡CH acetyleen en CA -calciumhydroxide te vormen (OH)₂:

CAC₂ + 2 H₂O → HC≡CH + CA (OH)₂

Acetyleen is ontvlambaar, daarom in aanwezigheid van vocht de CAC₂ Het kan ontvlambaar zijn. Als het echter droog is, is het dat niet.

CAC calciumcarbide₂ Met water HC≡CH acetyleenvorm, ontvlambare verbinding. Kristina Kravets/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0). Bron: Wikimedia Commons.

Calciumcarbide reageert met stikstof N₂ Cacn calcio cyanamide vormen₂:

CAC₂ + N₂ → CACN₂ + C

Het verkrijgen van

Calciumcarbide wordt industrieel geproduceerd in een elektrische boogoven op basis van een mengsel van calciumcarbonaat (CACO₃) en kolen (c) die wordt ingediend bij een temperatuur van 2000 ° C. De reactie is als volgt samengevat:

Dief₃ + 3 C → CAC₂ + CO ↑ + CO₂↑

Of ook:

Cao + 3 C → CAC₂ + CO ↑

In een elektrische boogoven is er een elektriciteitsboog tussen twee grafietelektroden, die weerstand bieden aan de gevormde hoge temperaturen. Een calciumcarbide met 80-85% zuiverheid wordt verkregen.

Toepassingen

In de productie van acetyleen

Industrieel wordt calciumcarbide -reactie met water gebruikt om acetyleen C te produceren C₂H₂.

CAC₂ + 2 H₂O → HC≡CH + CA (OH)₂

Dit is het belangrijkste gebruik van calciumcarbide. In sommige landen wordt acetyleen zeer op prijs gesteld, omdat het mogelijk polyvinylchloride kan produceren, dat een soort plastic is. Bovendien dient acetyleen om lassen uit te voeren bij hoge temperaturen.

HC≡CH Acetyleenvlammetalen bij zeer hoge temperaturen. Auteur: Shutterbug75. Bron: Pixabay.

Bij het verminderen van CO -uitstoot₂

De overblijfselen verkregen van het verkrijgen van acetyleen vanaf CAC₂ (ook wel "calciumcarbide slib" of "calciumcarbide -residuen" genoemd)) Ze dienen om te worden gebruikt bij het verkrijgen van klinker of beton.

Kan u van dienst zijn: technologische toepassingen van de elektronische emissie van atomen

Calciumcarbide modder heeft een hoog calciumhydroxidegehalte (CA (OH)₂) (ongeveer 90%), wat calciumcarbonaat (CACO₃) en heeft een pH groter dan 12.

Calciumcarbide -residuen kunnen in de bouwactiviteit worden gebruikt om beton te bereiden, waardoor het genereren van CO wordt verminderd₂ van die industrie. Auteur: Engin Akyurt. Bron: Pixabay.

Om deze redenen kunt u reageren met SIO₂ of al₂OF₃ Een product vormen dat vergelijkbaar is met dat verkregen door het cementhydratatieproces.

Een van de menselijke activiteiten die de meeste co -emissies oplevert₂ Het is de bouwsector. De CO₂ Het wordt gegenereerd ten oosten van calciumcarbonaat tijdens de reactie om beton te vormen.

Calciumcarbide modder gebruiken om calciumcarbonaat te vervangen (CACO₃) Het is gebleken dat co -emissies worden verminderd₂ In 39%.

Bij het verkrijgen van calciumcyanamide

Calciumcarbide wordt ook industrieel gebruikt om calciumcyanamide CACN te verkrijgen₂.

CAC₂ + N₂ → CACN₂ + C

Calciumcyanamide heeft gebruik als meststof, omdat het met bodemwater cyanamide H2N = C = N wordt, dat stikstof voor planten biedt, een essentiële voedingsstof hiervoor.

In de metallurgische industrie

Calciumcarbide wordt gebruikt om legeringen zoals Ferroníquel te verwijderen. De CAC is gemengd₂ Met de gesmolten legering bij 1550 ° C. Zwavel (s) reageert met calciumcarbide en calciumsulfide CAS en kolen C:

CAC₂ + S → 2 C + CAS

De verwijdering van zwavel is de voorkeur als het mengen efficiënt is en het koolstofgehalte in de legering laag is. Casclium calciumsulfide drijft op het oppervlak van de gesmolten legering waar het opteert en weggegooid.

In verschillende toepassingen

Calciumcarbide is gebruikt bij de eliminatie van ijzeren zwavel. Ook als brandstof bij de productie van staal en als een krachtige deoxidant.

Kan u van dienst zijn: aromatische elektrofiele substitutie: mechanisme en voorbeelden

Het wordt gebruikt om fruit rijpen. Van calciumcarbide met water wordt acetyleen gegenereerd, wat de rijping van fruit induceert, zoals bananen.

Bananen kunnen rijpen met behulp van CAC calciumcarbide₂. Auteur: Alexas Foto's. Bron: Pixabay.

Calciumcarbide wordt gebruikt in valse kanonnen om het luide explosieverdrijf te veroorzaken dat hen kenmerkt. Hier wordt ook de vorming van acetyleen gebruikt, die explodeert met een vonk in het artefact.

De CAC₂ Het wordt gebruikt om signalen te genereren op volle zee in marine -fakkels die zelfstandig zijn.

Stopgezet gebruik

De CAC₂ Het is gebruikt in de zogenaamde carbide -lampen. De werking hiervan bestaat uit druppelende water op calciumcarbide om acetyleen te vormen, dat wordt ingeschakeld en dus licht levert.

Deze lampen werden gebruikt in kolenmijnen, maar het gebruik ervan werd stopgezet vanwege de aanwezigheid van methaangasko₄ In deze mijnen. Dit gas is ontvlambaar en de vlam van de carbide -lamp kan het laten vuur of exploiteren.

CAC calciumcarbide lamp₂. Scehardt / pub -domein. Bron: Wikimedia Commons.

Ze werden veel gebruikt in leisteen rockmijnen, koper en tin, en ook in de eerste auto's, motorfietsen en fietsen, zoals voorlichten of koplampen.

Ze zijn momenteel vervangen door elektrische lampen of zelfs LED -lampen. Ze worden echter nog steeds gebruikt in landen als Bolivia, in Potosí Silver Mines.

Risico's

CAC calciumcarbide₂ Droog is niet ontvlambaar, maar in aanwezigheid van vocht vorm acetyleen, dat is.

Om een ​​brand te blussen in aanwezigheid van CAC₂ Water, schuim, koolstofdioxide of halogeenblussers mogen nooit worden gebruikt. Natrium- of calciumhydroxide moet worden gebruikt.

Referenties

1. Ropp, r.C. (2013). Groep 14 (C, SI, GE, SN en PB) Alkalische aardverbindingen. Calciumcarbiden. In encyclopedie van de alkalische aardverbindingen. Hersteld van Scientedirect.com.
2. Pohanish, r. P. (2017). C. Carbide calcium. In Sittig's handboek van giftige en gevaarlijke chemicaliën en carcinagens (zevende editie). Hersteld van Scientedirect.com.
3. Zon, h. et al. (2015). Eigenschappen van chemisch gekechte calciumcarbide -resue en de infffectie op cementeigenschappen. Materialen 2015, 8, 638-651. NCBI hersteld.NLM.NIH.Gov.
4. Nie, Z. (2016). Eco-materialen en levenscyclusbeoordeling. Case study: CO₂ Emissieanalyse van calciumcarbide slib klinker. In groene en duurzame productie van geavanceerd materiaal. Hersteld van Scientedirect.com.
5. Crundwell, f.K. Et al. (2011). Raffinage gesmolten Ferronickel. Verwijderen zwavel. In extractieve metallurgie van nikkel-, kobalt- en platinagroepsmetalen. Hersteld van Scientedirect.com.
6. Tressler, r.EN. (2001). Structureel en thermmostructureel keramiek. Carbiden. In Encyclopedia of Materials Science and Technology. Hersteld van Scientedirect.com.
7. Katoen, f. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.