KALSIYUM KARBÜR (CAC2): YAPISI, ÖZELLIKLERI, ÜRETIMI, KULLANIMLARI - KIMYA - 2025

Karpit elemanları kalsiyum (Ca) ve karbon (C) 'den oluşan bir inorganik bileşiktir. Kimyasal formülü CaC _2'dir . İçerdiği safsızlıklara bağlı olarak renksiz ila sarımsı veya grimsi beyaz ve hatta siyah olabilen bir katıdır.

CaC _2'nin en önemli kimyasal reaksiyonlarından biri , içinde asetilen HC≡CH oluşturduğu su H ₂ O ile meydana gelen reaksiyondur. Bu nedenle endüstriyel olarak asetilen elde etmek için kullanılır. Su ile aynı reaksiyona girmesi nedeniyle meyveleri olgunlaştırmak için, sahte silahlarda ve deniz fişeklerinde kullanılır.

Katı kalsiyum karbür CaC ₂ . Ondřej Mangl / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

CAC Reaksiyon ₂ su ile daha az karbon dioksit üreten klinker (çimento bileşeni), (C = hazırlanması için faydalı olan bir çamur üretmektedir ₂ çimentonun üretilmesine yönelik geleneksel yönteme kıyasla).

Nitrojen (N ₂ ) ile kalsiyum karbür, gübre olarak kullanılan kalsiyum siyanamidi oluşturur. CaC ₂ ayrıca belirli metal alaşımlarından sülfürü çıkarmak için kullanılır.

Bir süre önce CaC ₂ , karbür lambalar olarak adlandırılan lambalarda kullanıldı, ancak bunlar tehlikeli oldukları için artık çok yaygın değiller.

yapı

Kalsiyum karpit, bir iyonik bileşik ve kalsiyum iyonu Ca oluşur ²⁺ ve karbür veya asetilid iyonu Cı ₂ ^2- . Karbür iyonu, üçlü bir bağ ile birleştirilen iki karbon atomundan oluşur.

Kalsiyum karbürün kimyasal yapısı. Yazar: Hellbus. Kaynak: Wikimedia Commons.

CAC kristal yapısının ₂ (sodyum klorid NaCl gibi), kübik birinden türetilir, ancak C olarak ₂ ^2- iyon uzatılır, yapı bozulmuş ve dörtgen hale gelir.

terminoloji

• Kalsiyum karbür
• Kalsiyum karbür
• Kalsiyum asetilid

Özellikleri

Fiziksel durum

Saf olduğunda renksiz olan kristalin katı, ancak diğer bileşiklerle kirlendiğinde sarımsı beyaz veya grimsi ila siyah olabilir.

Safsızlık içeren kalsiyum karbür CaC ₂ . Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Moleküler ağırlık

64.0992 g / mol

Erime noktası

2160ºC

Kaynama noktası

CaC ₂ 2300ºC'de ayrışarak kaynar. Kaynama noktası, oksijensiz veya nemsiz, inert bir atmosfer altında ölçülmelidir.

Yoğunluk

2,22 g / cm ³

Kimyasal özellikler

Kalsiyum karbür, asetilen HC≡CH ve kalsiyum hidroksit Ca (OH) ₂ oluşturmak için su ile reaksiyona girer :

CaC ₂ + 2 H ₂ O → HC≡CH + Ca (OH) ₂

Asetilen yanıcıdır, bu nedenle nem varlığında CaC ₂ yanıcı olabilir. Ancak kuru olduğu zaman değildir.

Kalsiyum karbid CaC ₂ HC≡CH, yanıcı bir bileşim asetilen su formları. Kristina Kravets / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kaynak: Wikimedia Commons.

Kalsiyum karbür, kalsiyum siyanamid CaCN ₂ oluşturmak için nitrojen N ₂ ile reaksiyona girer :

CaC ₂ + N ₂ → CaCN ₂ + C

edinme

Kalsiyum karbür, 2000 ° C'lik bir sıcaklığa maruz bırakılan bir kalsiyum karbonat (CaCO ₃ ) ve karbon (C) karışımından başlayarak bir elektrik ark fırınında endüstriyel olarak üretilir . Tepki şu şekilde özetlenir:

CaCO ₃ + 3 C → CaC ₂ + CO ↑ + CO ₂ ↑

Veya ayrıca:

CaO + 3 C → CaC ₂ + CO ↑

Bir elektrik ark fırınında, oluşan yüksek sıcaklıklara direnen iki grafit elektrot arasında bir elektrik arkı üretilir. % 80-85 saflıkta bir kalsiyum karbür elde edilir.

Uygulamalar

Asetilen üretiminde

Endüstriyel olarak, su ile kalsiyum karbür Reaksiyon üretmek için kullanılan asetilen Cı ₂ H ₂ .

CaC ₂ + 2 H ₂ O → HC≡CH + Ca (OH) ₂

Kalsiyum karbürün en önemli kullanımı budur. Bazı ülkelerde asetilen, bir plastik türü olan polivinil klorürün üretimine izin verdiği için oldukça değerlidir. Ayrıca asetilen yüksek sıcaklıklarda kaynak yapmak için kullanılır.

Çok yüksek sıcaklıklarda metallerin kaynağı için HC≡CH asetilen alevi. Yazar: Shutterbug75. Kaynak: Pixabay.

CO emisyonlarının azaltılmasında

CAC asetilen başlangıç elde elde edilen kalıntılar ₂ klinker ya da beton elde etmek için kullanılır (aynı zamanda "karpit çamur" ya da "karpit artıkları" olarak adlandırılır).

Kalsiyum karbür çamuru, yüksek miktarda kalsiyum hidroksit (Ca (OH) ₂ ) (yaklaşık% 90), bir miktar kalsiyum karbonat (CaCO ₃ ) içerir ve pH'ı 12'den büyüktür.

Kalsiyum Karbit kalıntıları dolayısıyla CO oluşumunu azaltarak betonun hazırlanması için yapı aktivitesi kullanılabilir ₂ bu sektörde. Yazar: Engin Akyurt. Kaynak: Pixabay.

Bu nedenlerle SiO ₂ veya Al ₂ O ₃ ile reaksiyona girerek çimento hidratasyon işlemiyle elde edilene benzer bir ürün oluşturabilir.

En çok CO ₂ emisyonu üreten insan faaliyetlerinden biri de inşaat endüstrisidir. CO ₂ , beton oluşturmak üzere reaksiyon sırasında kalsiyum karbonattan salınarak üretilir.

Kalsiyum karbonat (CaCO ₃ ) yerine kalsiyum karbür çamurunun kullanılmasının CO ₂ emisyonlarını % 39 oranında azalttığı bulunmuştur .

Kalsiyum siyanamid elde edilmesinde

Kalsiyum karbid, kalsiyum siyanamid CaCN elde edilmesi için endüstriyel olarak kullanılan ₂ .

CaC ₂ + N ₂ → CaCN ₂ + C

Gübre olarak kalsiyum siyanamid kullanılır, çünkü toprak suyuyla birlikte siyanamid H2N = C = N olur ve bitkilere onlar için temel bir besin olan azot sağlar.

Metalurji endüstrisinde

Kalsiyum karbür, sülfürü ferronikel gibi alaşımlardan çıkarmak için kullanılır. CaC ₂ , 1550 ° C'de erimiş alaşım ile karıştırılır . Sülfür (S), kalsiyum karbür ile reaksiyona girer ve kalsiyum sülfür CaS ve karbon C üretir:

CaC ₂ + S → 2 C + CaS

Karıştırma verimli ise ve alaşımdaki karbon içeriği düşükse kükürt giderimi tercih edilir. Kalsiyum sülfit CaS, döküldüğü ve atıldığı erimiş alaşımın yüzeyinde yüzer.

Çeşitli kullanımlarda

Kükürdü demirden çıkarmak için kalsiyum karbür kullanılmıştır. Ayrıca çelik üretiminde yakıt olarak ve güçlü bir oksijen giderici olarak.

Meyveleri olgunlaştırmak için kullanılır. Asetilen, muz gibi meyvelerin olgunlaşmasına neden olan su ile kalsiyum karbürden üretilir.

Muzlar, kalsiyum karbür CaC ₂ kullanılarak olgunlaştırılabilir . Yazar: Alexas Fotos. Kaynak: Pixabay.

Kalsiyum karbür, sahte tabancalarda, onları karakterize eden yüksek patlama sesine neden olmak için kullanılır. Burada ayrıca cihazın içinde bir kıvılcımla patlayan asetilen oluşumu kullanılır.

CaC ₂ , kendiliğinden tutuşan deniz işaret fişeklerinde açık denizde sinyaller üretmek için kullanılır.

Kullanımdan kaldırılan

CaC ₂ , karbür lambalarda kullanılmıştır. Bunların çalışması, tutuşan ve bu şekilde ışık sağlayan asetilen oluşturmak üzere kalsiyum karbür üzerine su damlatılmasıdır.

Bu lambalar kömür madenlerinde kullanıldı, ancak bu madenlerde metan gazı CH ₄ bulunması nedeniyle kullanımları durduruldu . Bu gaz yanıcıdır ve karbür lambadan çıkan alev alev almasına veya patlamasına neden olabilir.

CaC ₂ kalsiyum karbür lamba . SCEhardt / Kamu malı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Arduvaz, bakır ve kalay kaya madenlerinde ve ayrıca ilk otomobillerde, motosikletlerde ve bisikletlerde far veya far olarak yaygın olarak kullanıldılar.

Şu anda elektrikli lambalar ve hatta LED lambalar ile değiştirildi. Bununla birlikte, Bolivya gibi ülkelerde Potosi'nin gümüş madenlerinde hala kullanılıyorlar.

Riskler

Kuru kalsiyum karbür CaC ₂ yanıcı değildir, ancak nem varlığında hızla olduğu asetileni oluşturur.

CaC ₂ varlığında bir yangını söndürmek için asla su, köpük, karbondioksit veya halojen söndürücüler kullanmayın. Kum veya sodyum veya kalsiyum hidroksit kullanılmalıdır.

Referanslar

1. Ropp, RC (2013). Grup 14 (C, Si, Ge, Sn ve Pb) Alkalin Toprak Bileşikleri. Kalsiyum Karbürler. Toprak Alkali Bileşikleri Ansiklopedisinde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
2. Pohanish, RP (2017). C. Kalsiyum Karbür. Sittig'in Toksik ve Tehlikeli Kimyasallar ve Kanserojen El Kitabında (Yedinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
3. Sun, H. vd. (2015). Kimyasal Olarak Yanmış Kalsiyum Karbür Kalıntısının Özellikleri ve Çimento Özelliklerine Etkisi. Malzemeler 2015, 8, 638-651. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
4. Nie, Z. (2016). Eko Malzemeler ve Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi. Örnek Olay: Kalsiyum Karbür Çamur Klinkerinin CO ₂ Emisyon Analizi. Gelişmiş Malzemenin Yeşil ve Sürdürülebilir Üretiminde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
5. Crundwell, FK ve diğerleri. (2011). Erimiş Ferronikel Rafine Edilmesi. Kükürt Giderme. Nikel, Kobalt ve Platin Grubu Metallerin Ekstraktif Metalurjisinde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
6. Tressler, RE (2001). Yapısal ve Termo-Yapısal Seramikler. Karbürler. Encyclopedia of Materials Science and Technology'de. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
7. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.