Calciumcarbid (CAC2) -Struktur, Eigenschaften, erhalten, verwendet, verwendet

Er Calciumcarbid Es handelt sich um eine anorganische Verbindung, die durch Calcium (CA) und Kohlenstoff (C) Elemente (c) gebildet wird. Seine chemische Formel ist CAC₂. Es ist ein Feststoff, der farblos bis gelblich oder grauweiß und sogar schwarz sein kann, je nach den Verunreinigungen, die es enthält.

Eine seiner wichtigsten chemischen Reaktionen des CAC₂ ist derjenige, der mit Wasser h auftritt₂Oder, in welcher HC≡CH -Acetylen bilden. Daher wird es verwendet, um Acetylen industriell zu erhalten. Aufgrund derselben Wasserreaktion wird die Früchte, in falschen Kanonen und in Marine -Fackeln verwendet, um Früchte zu reifen.

CAC Calciumcarbid₂ solide. ONDřEJ MANGL / PUB DOMAIN. Quelle: Wikimedia Commons.

Die Reaktion des CAC₂ Mit Wasser erzeugt auch einen nützlichen Schlamm, um Klinker (eine Zementkomponente) vorzubereiten, die weniger Kohlendioxid erzeugt (CO)₂) Im Vergleich zur traditionellen Methode zur Herstellung von Zement.

Mit Stickstoff (n₂) Calciumcarbid bilden Cyanamid aus Kalzium, das als Dünger verwendet wird. Der CAC₂ Es wird auch verwendet, um Schwefel aus bestimmten Metalllegierungen zu entfernen.

Vor einiger Zeit der CAC₂ Es wurde in den sogenannten Carbid -Lampen verwendet, aber diese sind nicht mehr sehr häufig, weil sie gefährlich sind.

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Struktur

Calciumcarbid ist eine ionische Verbindung und wird durch das CA -Calcio -Ion gebildet²⁺ und das Carbid oder Acetyluro c₂^2-. Das Carbid -Ion besteht aus zwei Kohlenstoffatomen, die durch eine dreifache Bindung vereint sind.

Chemische Struktur von Calciumcarbid. Autor: Hellbus. Quelle: Wikimedia Commons.

Die kristalline Struktur des CAC₂ Es wird vom Kubikum (wie Natriumchlorid -NaCl) abgeleitet, aber wie Ion C₂^2- Die Struktur wird verlängert und wird tetragonal verdreht.

Nomenklatur

• Calciumcarbid
• Calciumcarbid
• Calciumacetylure

Eigenschaften

Körperlicher Status

Kristalline Feststoff, der, wenn es rein ist, farblos ist, aber wenn es mit anderen Verbindungen kontaminiert ist.

CAC Calciumcarbid₂ Mit Verunreinigungen. Leiem/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0). Quelle: Wikimedia Commons.

Molekulargewicht

64.0992 g/mol

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Schmelzpunkt

2160 ºC

Siedepunkt

Der CAC₂ kocht bei 2300 ° C mit Zersetzung. Der Siedepunkt sollte unter inerter Atmosphäre gemessen werden, dh ohne Sauerstoff oder Feuchtigkeit.

Dichte

2,22 g/cm³

Chemische Eigenschaften

Calciumcarbid reagiert mit Wasser, um HC≡CH -Acetylen- und CA -Calciumhydroxid (OH) zu bilden₂:

CAC₂ + 2 h₂O → hcighch + ca (OH)₂

Acetylen ist brennbar, daher in Gegenwart von Feuchtigkeit den CAC₂ Es kann brennbar sein. Wenn es jedoch trocken ist, ist es nicht.

CAC Calciumcarbid₂ Mit Wasser HC≡CH Acetylenform, brennbare Verbindung. Kristina Kravets/CC BY-S (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0). Quelle: Wikimedia Commons.

Calciumcarbid reagiert mit Stickstoff N₂ Cacn Calcio Cyanamid bilden₂:

CAC₂ + N₂ → Cacn₂ + C

Erhalten

Calciumcarbid wird industriell in einem elektrischen Bogenofen hergestellt, das auf einer Mischung aus Calciumcarbonat (Caco) basiert₃) und Kohle (c), die bei einer Temperatur von 2000 ° C eingereicht wird. Die Reaktion wird wie folgt zusammengefasst:

Dieb₃ + 3 C → CAC₂ + Co ↑ + co₂↑

Oder auch:

CaO + 3 C → CAC₂ + Co ↑

In einem elektrischen Bogenofen gibt es einen Strombogen zwischen zwei Graphitelektroden, die den gebildeten hohen Temperaturen widerstehen. Ein Kalziumkarbid mit einer Reinheit von 80-85% wird erhalten.

Anwendungen

In der Acetylenproduktion

Industriell wird Calciumcarbidreaktion mit Wasser zur Herstellung von Acetylen C verwendet₂H₂.

CAC₂ + 2 h₂O → hcighch + ca (OH)₂

Dies ist die wichtigste Verwendung von Calciumcarbid. In einigen Ländern wird Acetylen sehr geschätzt, da es ermöglicht, Polyvinylchlorid zu produzieren, was eine Art Kunststoff ist. Darüber hinaus dient Acetylen dazu, Schweißnähte bei hohen Temperaturen durchzuführen.

HCighCh -Acetylen -Flammenmetalle bei sehr hohen Temperaturen. Autor: Shutterbug75. Quelle: Pixabay.

Bei der Reduzierung der CO -Emissionen₂

Die Überreste,₂ (Auch als „Calciumcarbidschlamm“ oder „Calciumcarbidreste“ bezeichnet) sie dienen dazu, Klinker oder Beton zu erhalten.

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Calciumcarbidschlamm hat einen hohen Calciumhydroxidgehalt (CA (OH)₂) (ca. 90%), etwas Calciumcarbonat (Caco₃) und hat einen pH -Wert von mehr als 12.

Calciumcarbidreste können in der Konstruktionsaktivität zur Herstellung von Beton verwendet werden, wodurch die Erzeugung von CO verringert wird₂ der dieser Industrie. Autor: Engin Akyurt. Quelle: Pixabay.

Aus diesen Gründen können Sie mit SiO reagieren₂ Oral₂ENTWEDER₃ Bildung eines Produkts, das dem durch den Zementhydratationsprozess erhalten wird.

Eine der menschlichen Aktivitäten, die die meisten CO -Emissionen erzeugen₂ Es ist die Bauindustrie. Die co₂ Es wird während der Reaktion zur Bildung von Beton östlich von Calciumcarbonat erzeugt.

Verwenden von Calciumcarbidschlamm, um Calciumcarbonat (Caco) zu ersetzen₃) Es wurde festgestellt, dass die CO -Emissionen reduziert werden₂ In 39%.

Bei der Erlangung von Kalziumcyanamid

Calciumcarbid wird auch industriell verwendet, um Calciumcyanamid CACN zu erhalten₂.

CAC₂ + N₂ → Cacn₂ + C

Calciumcyanamid hat als Dünger verwendet, da es mit Bodenwasser Cyanamid H2N = C = N wird, was Pflanzen Stickstoff liefert, ein wesentlicher Nährstoff dafür.

In der metallurgischen Industrie

Kalziumkarbid wird verwendet, um Legierungen wie Ferroníquel zu entfernen. Der CAC ist gemischt₂ Mit der geschmolzenen Legierung bei 1550 ° C. Schwefel (S) reagiert mit Calciumcarbid und Calciumsulfid CAS und Kohle C:

CAC₂ + S → 2 C + CAS

Die Schwefelentfernung wird bevorzugt, wenn das Mischen effizient und der Kohlenstoffgehalt in der Legierung niedrig ist. Casclium Calciumsulfid schwimmt auf der Oberfläche der geschmolzenen Legierung, wo es sich entscheidet und weggeworfen hat.

In mehreren Verwendungen

Kalziumkarbid wurde zur Eliminierung von Eisenschwefel verwendet. Auch als Kraftstoff bei der Herstellung von Stahl und als starkes Desoxidationsmittel.

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Es wird verwendet, um Früchte zu reifen. Aus Kalziumkarbid mit Wasser wird Acetylen erzeugt, was die Reifung von Früchten wie Bananen induziert.

Bananen können mit CAC Calciumcarbid reifen₂. Autor: Alexas Fotos. Quelle: Pixabay.

Calciumcarbid wird in falschen Kanonen verwendet, um das laute Explosionsgeräusch zu verursachen, das sie charakterisiert. Hier wird auch die Acetylenbildung verwendet, die mit einem Funken im Artefakt explodiert.

Der CAC₂ Es wird verwendet, um Signale auf hoher See in Marinefackeln zu erzeugen, die sich selbst berücksichtigen.

Einsatzgebrauch

Der CAC₂ Es wurde in den sogenannten Carbid -Lampen verwendet. Der Betrieb dieser besteht darin, Wasser auf Calciumcarbid zu tropfen.

Diese Lampen wurden in Kohleminen verwendet, ihre Verwendung wurde jedoch aufgrund des Vorhandenseins von Methangas -Cho abgesetzt₄ In diesen Minen. Dieses Gas ist brennbar und die Flamme der Carbid -Lampe kann es feuern oder nutzen.

CAC Calciumcarbid -Lampe₂. Scehardt / Pub -Domäne. Quelle: Wikimedia Commons.

Sie wurden häufig in Schiefergesteinsminen, Kupfer und Zinn sowie in den ersten Autos, Motorrädern und Fahrrädern wie Frontlichtern oder Scheinwerfern eingesetzt.

Sie wurden derzeit durch elektrische Lampen oder sogar LED -Lampen ersetzt. Sie werden jedoch immer noch in Ländern wie Bolivien in Potosí Silver Mines eingesetzt.

Risiken

CAC Calciumcarbid₂ Trocken ist nicht brennbar, aber in Gegenwart von Feuchtigkeitsformen Acetylen, was ist.

Ein Feuer in Gegenwart von CAC zu löschen₂ Wasser, Schaum, Kohlendioxid oder Halogenlöscher sollten niemals verwendet werden. Natrium- oder Calciumhydroxid sollte verwendet werden.

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