KALTSYUM KARBIDA (CAC2): ISTRAKTURA, MGA KATANGIAN, PAGGAWA, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2024

Ang calcium carbide ay isang inorganic compound na binubuo ng mga elemento ng calcium (Ca) at carbon (C). Ang formula ng kemikal nito ay CaC ₂ . Ito ay isang solidong maaaring walang kulay sa madilaw-dilaw o kulay-abo na puti, at kahit itim depende sa mga impurities na nilalaman nito.

Ang isa sa mga pinakamahalagang reaksiyong kemikal ng CaC ₂ ay ang nangyayari sa tubig H ₂ O, kung saan bumubuo ito ng acetylene HC≡CH. Para sa kadahilanang ito ay ginagamit upang makakuha ng acetylene na masipag. Dahil sa parehong reaksyon sa tubig, ginagamit ito upang maghihinog ng mga prutas, sa maling pekeng baril at sa mga apoy ng naval.

Solid na calcium carbide CaC ₂ . Ondřej Mangl / Public domain. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang reaksyon ng CaC _{2 na} may tubig ay gumagawa din ng isang kapaki-pakinabang na putik upang maghanda ng clinker (isang bahagi ng semento), na gumagawa ng mas kaunting carbon dioxide (CO ₂ ) kumpara sa tradisyonal na pamamaraan ng paggawa ng semento.

Sa nitrogen (N ₂ ), ang calcium carbide ay bumubuo ng calcium cyanamide, na ginagamit bilang isang pataba. Ginagamit din ang CaC ₂ upang alisin ang asupre mula sa ilang mga metal na haluang metal.

Ilang oras na ang nakaraan ang CaC _{2 ay} ginamit sa mga tinatawag na mga carbide lamp, ngunit ang mga ito ay hindi na pangkaraniwan dahil mapanganib sila.

Istraktura

Ang calcium calciumide ay isang ionic compound at binubuo ng calcium calcium Ca ²⁺ at ang karbida o acetylide ion C ₂ ^2- . Ang karbidaide ay binubuo ng dalawang carbon atoms na sinamahan ng isang triple bond.

Kemikal na istraktura ng calcium carbide. May-akda: Hellbus. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang mala-kristal na istruktura ng CaC ₂ ay nagmula sa kubiko (tulad ng sodium chloride NaCl), ngunit habang ang C ₂ ^2- ion ay pinahaba, ang istraktura ay nagulong at nagiging tetragonal.

Pangngalan

• Kaltsyum karbida
• Kaltsyum karbida
• Kaltsyum acetylide

Ari-arian

Pisikal na estado

Ang solid ng mala-kristal na kapag puro ay walang kulay, ngunit kung kontaminado sa iba pang mga compound maaari itong madilaw-dilaw na puti o kulay-abo sa itim.

Kaltsyum karbida CaC _{2 na} may mga impurities. Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang bigat ng molekular

64.0992 g / mol

Temperatura ng pagkatunaw

2160 ºC

Punto ng pag-kulo

Ang CaC ₂ boils sa 2300ºC na may agnas. Ang punto ng kumukulo ay dapat masukat sa ilalim ng isang hindi mabuting kapaligiran, iyon ay, nang walang oxygen o kahalumigmigan.

Density

2.22 g / cm ³

Mga katangian ng kemikal

Ang kaltsyum karbida ay tumugon sa tubig upang makabuo ng acetylene HC≡CH at calcium hydroxide Ca (OH) ₂ :

CaC ₂ + 2 H ₂ O → HC≡CH + Ca (OH) ₂

Ang Acetylene ay nasusunog, samakatuwid sa pagkakaroon ng kahalumigmigan ang CaC ₂ ay maaaring masunog. Gayunpaman, kapag tuyo ito ay hindi.

Kaltsyum karbida CaC _{2 na} may tubig form acetylene HC≡CH, isang nasusunog na tambalan. Kristina Kravets / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Ang kaltsyum karbida ay tumugon sa nitrogen N ₂ upang makabuo ng calcium cyanamide CaCN ₂ :

CaC ₂ + N ₂ → CaCN ₂ + C

Pagkuha

Ang calcium calciumide ay gawa sa industriya sa isang electric arc furnace na nagsisimula mula sa isang halo ng calcium carbonate (CaCO ₃ ) at carbon (C) na sumailalim sa isang temperatura ng 2000 ° C. Ang reaksyon ay buod ng ganito:

CaCO ₃ + 3 C → CaC ₂ + CO ↑ + CO ₂ ↑

O kaya rin:

CaO + 3 C → CaC ₂ + CO ↑

Sa isang electric arc furnace isang arko ng koryente ay ginawa sa pagitan ng dalawang gramatikong elektrod, na lumalaban sa mataas na temperatura na nabuo. Ang isang calcium carbide na may 80-85% kadalisayan ay nakuha.

Aplikasyon

Sa paggawa ng acetylene

Pang-industriya, ang reaksyon ng calcium carbide na may tubig ay ginagamit upang makabuo ng acetylene C ₂ H ₂ .

CaC ₂ + 2 H ₂ O → HC≡CH + Ca (OH) ₂

Ito ang pinakamahalagang paggamit ng calcium carbide. Sa ilang mga bansa, ang acetylene ay lubos na pinahahalagahan, dahil pinapayagan nito ang paggawa ng polyvinyl chloride, na isang uri ng plastik. Bukod dito, ang acetylene ay ginagamit para sa hinang sa mataas na temperatura.

HC≡CH acetylene siga para sa mga welding metal sa napakataas na temperatura. May-akda: Shutterbug75. Pinagmulan: Pixabay.

Sa pagbabawas ng mga paglabas ng CO

Ang mga labi ay nakuha mula sa pagkuha ng acetylene na nagsisimula sa CaC ₂ (tinatawag din na "calcium carbide sludge" o "calcium carbide residues") ay ginagamit upang makakuha ng clinker o kongkreto.

Ang kaltsyum karbida ay may mataas na nilalaman ng calcium hydroxide (Ca (OH) ₂ ) (sa paligid ng 90%), ang ilang calcium carbonate (CaCO ₃ ) at may pH na higit sa 12.

Ang mga residue ng kaltsyum ay maaaring magamit sa aktibidad ng konstruksyon upang maghanda ng kongkreto, sa gayon binabawasan ang henerasyon ng CO ₂ sa industriya na ito. May-akda: Engin Akyurt. Pinagmulan: Pixabay.

Para sa mga kadahilanang ito, maaari itong umepekto sa SiO ₂ o Al ₂ O _{3, na} bumubuo ng isang produkto na katulad ng nakuha sa proseso ng hydration ng semento.

Isa sa mga gawaing pantao na gumagawa ng mga pinaka _- emisyon ng CO ₂ ay ang industriya ng konstruksyon. Ang CO ₂ ay nabuo sa pamamagitan ng pagpapalaya mula sa calcium carbonate sa panahon ng reaksyon upang mabuo ang kongkreto.

Ang paggamit ng calcium carbide sludge upang mapalitan ang calcium carbonate (CaCO ₃ ) ay natagpuan upang mabawasan ang mga paglabas ng CO ₂ ng 39%.

Sa pagkuha ng calcium cyanamide

Ang calcium calciumide ay ginagamit din ng industriya upang makakuha ng calcium cyanamide CaCN ₂ .

CaC ₂ + N ₂ → CaCN ₂ + C

Ang calcium cyanamide ay ginagamit bilang isang pataba, sapagkat sa tubig ng lupa ay nagiging cyanamide H2N = C = N, na nagbibigay ng nitrogen sa mga halaman, isang napakahalagang nutrient para sa kanila.

Sa industriya ng metalurhiko

Ang calcium calciumide ay ginagamit upang alisin ang asupre sa mga haluang metal tulad ng ferronickel. Ang CaC ₂ ay halo-halong may tinunaw na haluang metal sa 1550 ° C. Ang Sulfur (S) ay tumutugon sa calcium carbide at gumagawa ng calcium sulfide CaS at carbon C:

CaC ₂ + S → 2 C + CaS

Ang pag-alis ng asupre ay pinapaboran kung ang paghahalo ay mabisa at mababa ang nilalaman ng carbon sa haluang metal. Ang kaltsyum sulfide CaS ay lumulutang sa ibabaw ng tinunaw na haluang metal mula sa kung saan ito ay hinirang at itinapon.

Sa iba't ibang gamit

Ang calcium calciumide ay ginamit upang alisin ang asupre mula sa bakal. Gayundin bilang isang gasolina sa paggawa ng bakal at bilang isang malakas na deoxidizer.

Ginagamit ito upang magpahinog ng prutas. Ang Acetylene ay nabuo mula sa calcium carbide na may tubig, na nagpapahiwatig ng pagluluto ng mga prutas, tulad ng saging.

Ang mga saging ay maaaring ripening gamit ang calcium carbide CaC ₂ . May-akda: Alexas Mga Larawan. Pinagmulan: Pixabay.

Ang calcium calciumide ay ginagamit sa dummy baril upang maging sanhi ng malakas na ingay ng bang na nagpapakilala sa kanila. Dito rin ginagamit ang pagbuo ng acetylene, na sumasabog na may spark sa loob ng aparato.

Ginagamit ang CaC ₂ upang makabuo ng mga signal sa labas ng pampang sa pag- apoy sa sarili na mga apoy ng dagat.

Itinigil ang paggamit

Ang CaC ₂ ay ginamit sa tinatawag na mga karbohidrat na lampara. Ang pagpapatakbo ng mga ito ay binubuo ng pagtulo ng tubig sa calcium carbide upang mabuo ang acetylene, na nag-aapoy at sa ganitong paraan ay nagbibigay ng ilaw.

Ang mga lampara na ito ay ginamit sa mga minahan ng karbon, ngunit ang kanilang paggamit ay hindi naitigil dahil sa pagkakaroon ng methane gas CH ₄ sa mga minahan. Ang gas na ito ay nasusunog at ang apoy mula sa lampara ng karbida ay maaaring maging sanhi upang mag-apoy o sumabog.

CaC ₂ calcium carbide lamp . SCEhardt / Pampublikong domain. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

Malawakang ginagamit ito sa mga slate, tanso at lata ng mga bato, at pati na rin sa mga unang sasakyan, motorsiklo, at bisikleta, bilang mga headlight o headlight.

Sa kasalukuyan sila ay pinalitan ng mga electric lamp o kahit na mga lampara ng LED. Gayunpaman, ginagamit pa rin sila sa mga bansa tulad ng Bolivia, sa mga pilak na mga mina ng Potosí.

Mga panganib

Ang dry calcium carbide CaC ₂ ay hindi nasusunog ngunit sa pagkakaroon ng kahalumigmigan ay mabilis itong bumubuo ng acetylene, na kung saan.

Upang mapatay ang apoy sa pagkakaroon ng CaC _2, huwag gumamit ng tubig, bula, carbon dioxide o mga halogen extinguisher. Ang buhangin o sodium o calcium hydroxide ay dapat gamitin.

Mga Sanggunian

1. Ropp, RC (2013). Pangkat 14 (C, Si, Ge, Sn, at Pb) Mga Compound ng Alkaline Earth. Kaltsyum Carbides. Sa Encyclopedia ng Alkaline Earth Compounds. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
2. Pohanish, RP (2017). C. Kaltsyum Carbide. Sa Sittig's Handbook ng Toxic at Mapanganib na Chemical at Carcinogens (Ikapitong Edisyon). Nabawi mula sa sciencedirect.com.
3. Araw, H. et al. (2015). Mga Katangian ng Kim na Pinagsama na Kaltsyum Carbide Residue at Ang Impluwensya nito sa Mga Katangian ng Latagan ng semento. Mga Materyal 2015, 8, 638-651. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
4. Nie, Z. (2016). Eco-Material at Life-Cycle Assessment. Case Study: CO ₂ emission Pagsusuri ng Calcium Carbide Putik Clinker. Sa Green at Sustainable Manufacturing ng Advanced na Materyal. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
5. Crundwell, FK Et al. (2011). Pagpapino kay Molten Ferronickel. Pag-alis ng Sulfur. Sa Extractive Metallurgy ng Nickel, Cobalt at Platinum Group Metals. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
6. Tressler, RE (2001). Ang istruktura at Thermostructural Ceramics. Carbides. Sa Encyclopedia ng Materials Science and Technology. Nabawi mula sa sciencedirect.com.
7. Cotton, F. Albert at Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced na Diorganikong Chemistry. Pang-apat na Edisyon. John Wiley at Mga Anak.