Kalsiyum karbür - Calcium carbide

Kalsiyum karbür
Kalsiyum karbür formülü.png
Karbid vápenatý.JPG
İsimler
Tercih edilen IUPAC adı
Kalsiyum asetilid
Sistematik IUPAC adı
Kalsiyum etilendiid
Diğer isimler
Kalsiyum perkarbit
Kalsiyum karbür
Kalsiyum dikarbit
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
Kimyasal Örümcek
ECHA Bilgi Kartı 100.000.772 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
AT Numarası
ÜNİİ
  • InChI=1S/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2 KontrolY
    Anahtar: UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYSA-N KontrolY
  • InChI=1/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2
    Anahtar: UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYAI
  • [Ca+2].[C-]#[C-]
Özellikler
CaC 2
Molar kütle 64.099  g/mol
Dış görünüş Beyaz tozdan gri/siyah kristallere
Yoğunluk 2.22  g / cc 3.
Erime noktası 2,160 °C (3.920 °F; 2,430 K)
Kaynama noktası 2.300 °C (4.170 °F; 2.570 K)
Hızlı hidroliz
Yapı
Tetragonal (I faz)
Monoklinik (II faz)
Monoklinik (III faz)
I4/mmm (I fazı)
C2/c (II fazı)
C2/m (III fazı)
6
Termokimya
Std molar
entropi
( S o 298 )
70  J·mol -1 ·K -1
Std
oluşum entalpisi
f H 298 )
−63  kJ·mol -1
Tehlikeler
Ana tehlikeler Asetilen gazı açığa çıkarmak için su ile reaksiyona girer
GHS piktogramları GHS02: YanıcıGHS05: Aşındırıcı
GHS Sinyal kelimesi Tehlike
H260
NFPA 704 (ateş elması)
1
4
2
305 °C (581 °F; 578 K) (asetilen)
Aksi belirtilmediği sürece, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
KontrolY doğrulamak  ( nedir   ?) KontrolY☒n
Bilgi kutusu referansları

Kalsiyum karbid olarak da bilinen, kalsiyum asetilid , a, kimyasal bir bileşik ile , kimyasal formül içinde Ca 2 . Endüstriyel olarak ana kullanımı asetilen ve kalsiyum siyanamid üretimidir .

Parçaları, ancak saf madde, renksiz bir teknik dereceli kalsiyum karpit, gri veya kahverengidir ve CAC 80-85 yaklaşık% oluşmaktadır 2 (geri kalan CaO (olup kalsiyum oksit ), Ca 3 P 2 ( kalsiyum fosfit ), CAS ( kalsiyum sülfit ), Ca 3 , N 2 ( kalsiyum nitrit ), SiC ( silikon karbid ), vs.). İz nemin varlığında teknik dereceli kalsiyum karbür, sarımsağı andıran hoş olmayan bir koku yayar.

Kalsiyum karbürün uygulamaları arasında asetilen gazı üretimi ve karbür lambalarda asetilen üretimi ; gübre için kimyasalların imalatı; ve çelik üretiminde.

Üretme

Kalsiyum karbür, endüstriyel olarak bir elektrik ark ocağında kireç ve kok karışımından yaklaşık 2.200 °C'de (3.990 °F) üretilir . Bu, karbon monoksiti uzaklaştırmak için mol başına 110 kilokalori (460 kJ) ve yüksek sıcaklıklar gerektiren endotermik bir reaksiyondur . Bu yöntem, 1892'deki icadından bu yana değişmedi:

CaO + 3 C → CaC 2 + CO

Bu reaksiyon için gereken yüksek sıcaklık, geleneksel yanma ile pratik olarak elde edilemez, bu nedenle reaksiyon, grafit elektrotlu bir elektrik ark fırınında gerçekleştirilir . Üretilen karbür ürünü genellikle ağırlıkça yaklaşık %80 kalsiyum karbür içerir. Karbür, birkaç mm'den 50 mm'ye kadar değişebilen küçük topaklar üretmek için ezilir. Safsızlıklar daha ince fraksiyonlarda yoğunlaşmıştır. CaC 2 ürünün muhtevası hidroliz üretilen asetilen miktarının ölçülmesiyle deneye tabi tutulur. Örnek olarak, daha kaba fraksiyonların içeriği için İngiliz ve Alman standartları sırasıyla 295 L/kg ve 300 L/kg'dır (101 kPa basınçta ve 20 °C (68 °F) sıcaklıkta). Karbürde bulunan safsızlıklar, hidrolize edildiğinde fosfin üreten fosfit içerir .

Bu reaksiyon, kimyadaki sanayi devriminin önemli bir parçasıydı ve 20. yüzyılın başlangıcından önce Niagara Şelaleleri'nde üretilen büyük miktarlarda ucuz hidroelektrik enerjisinin bir sonucu olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde mümkün oldu .

Bir elektrik ark ocağında üretim yöntemi 1892 yılında TL Willson ve bağımsız olarak aynı yıl H. Moissan tarafından keşfedilmiştir . In Bosna Hersek ilçesinde Jajce Avusturya sanayici, Josef Kranz ve onun "Bosnische-ELEKTRIZITÄTS AG" kimin halefi şirket, sonra faaliyete giren "Elektro-Bosna" , Avrupa'da anda kalsiyum karbür üretimi için büyük kimyasal fabrika açtı 1899. Fabrikaya elektrik sağlamak için Pliva nehri üzerinde 8 MW kurulu güce sahip hidroelektrik santrali inşa edildi. 24 Mart 1899'da faaliyete geçen Güneydoğu Avrupa'daki türünün ilk elektrik santraliydi.

Kristal yapı

Saf kalsiyum karbür renksiz bir katıdır. Oda sıcaklığındaki yaygın kristal form , C 2 2− birimlerinin paralel uzandığı çarpık bir kaya tuzu yapısıdır . Oda sıcaklığında ortaya çıkan üç farklı polimorf , tetragonal ve iki farklı monoklinik yapı vardır.

Uygulamalar

asetilen üretimi

Kalsiyum karbürün su ile reaksiyonu, asetilen ve kalsiyum hidroksit , 1862'de Friedrich Wöhler tarafından keşfedildi .

CaC 2( s ) + 2H 2 O ( sulu )C 2 H 2 ( g ) + Ca(OH) 2 (sulu)

Bu reaksiyon, asetilenin endüstriyel üretiminin temeliydi ve kalsiyum karbürün başlıca endüstriyel kullanımıdır.

Bugün asetilen esas olarak metanın kısmi yanması ile üretilir veya etilen akışında hidrokarbonların parçalanmasından kaynaklanan bir yan ürün olarak ortaya çıkar. Bu şekilde yılda yaklaşık 400.000 ton üretilir (bkz. Asetilen Hazırlama ).

Çin'de, kalsiyum karbürden elde edilen asetilen, kimya endüstrisi için , özellikle polivinil klorür üretimi için bir hammadde olmaya devam etmektedir . Yerel olarak üretilen asetilen, ithal yağ kullanmaktan daha ekonomiktir. Çin'de kalsiyum karbür üretimi artıyor. 2005 yılında üretim 8.94 milyon ton olup, 17 milyon ton üretim kapasitesine sahiptir.

Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa ve Japonya'da kalsiyum karbür tüketimi genellikle azalmaktadır. 1990'larda ABD'deki üretim seviyeleri yılda 236.000 tondu.

Kalsiyum siyanamid üretimi

Kalsiyum karbür, kalsiyum siyanamid oluşturmak için yüksek sıcaklıkta nitrojen ile reaksiyona girer :

CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C

Yaygın olarak nitrolime olarak bilinen kalsiyum siyanamid gübre olarak kullanılır. Bu hidrolize edilir siyanamid , H, 2 NCN.

çelik üretimi

Kalsiyum karbür kullanılır:

karbür lambalar

Yanan karbür lamba

Karbür lambalarda kalsiyum karbür kullanılır . Karbür üzerine damlayan su, yanan ve ışık üreten asetilen gazı üretir. Bu lambalar mumlardan daha sabit ve daha parlak ışık verirken , yanıcı metan gazının onları ciddi bir tehlike haline getirdiği kömür madenlerinde tehlikeliydi. Kömür madenlerinde yanıcı gazların varlığı, tel gazlı bezin metan tutuşması riskini azalttığı Davy lambası gibi madenci güvenlik lambalarına yol açtı . Karbür lambalar, metanın ciddi bir tehlike olmadığı arduvaz , bakır ve kalay madenlerinde hâlâ yaygın olarak kullanılıyordu . Madencilerin çoğunun lambaları artık elektrik lambalarıyla değiştirildi .

Karbür lambaları hala örneğin, bazı daha az zengin ülkelerde madencilik için kullanılan gümüş yakınında mayınlar Potosi'nin , Bolivya . Karbür lambalar, mağaraları ve diğer yeraltı bölgelerini keşfeden bazı mağaracılar tarafından hala kullanılmaktadır , ancak bu kullanımda giderek daha fazla LED ışıkları ile değiştirilmektedir.

Karbür lambalar da erken otomobillerde, motosikletlerde ve bisikletlerde far olarak yaygın bir şekilde kullanıldı , ancak tamamen elektrik lambalarıyla değiştirildi.

Diğer kullanımlar

Kalsiyum karbür bazen etilene benzer bir olgunlaşma maddesi olan asetilen gazı kaynağı olarak kullanılır . Bununla birlikte, kalsiyum karbürden asetilen üretiminde, kontaminasyon genellikle eser miktarda fosfin ve arsin üretimine yol açtığından, bu bazı ülkelerde yasa dışıdır . Bu safsızlıklar, asetilen gazının asitleştirilmiş bakır sülfat çözeltisinden geçirilmesiyle giderilebilir , ancak gelişmekte olan ülkelerde bu önlem genellikle ihmal edilir.

Kalsiyum karbür, Big-Bang Cannon gibi oyuncak toplarda ve bambu toplarda kullanılır . Hollanda'da kalsiyum karbür, yeni yıl civarında süt yayıklarıyla çekim yapmak için kullanılır .

Kalsiyum karbür, kalsiyum fosfit ile birlikte , Holmes' Deniz Yaşamını Koruma Derneği tarafından üretilenler gibi , yüzer, kendiliğinden tutuşan deniz işaret fişeklerinde kullanılır .

Kalsiyum karbür, toprağın nem içeriğini belirlemek için kullanılır. Toprak ve kalsiyum karbür kapalı bir basınç silindirinde karıştırıldığında, topraktaki su içeriği, nem içeriğini belirlemek için basıncı ölçülebilen asetileni serbest bırakmak için kalsiyum karbür ile reaksiyona girer.

Kalsiyum karbür, ticari olarak bir köstebek kovucu olarak satılmaktadır . Su ile temas ettiğinde oluşan gaz benleri uzaklaştırır.

Referanslar

Dış bağlantılar