Карбид алюминия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Карбид алюминия
Структура карбида алюминия
Общие
Хим. формула Al4C3
Физические свойства
Состояние светло жёлто-коричневые кристаллы без запаха
Молярная масса 143,96 г/моль
Плотность 2,36; 2,99 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 2100 °C
Т. кип. (разлагается) 2200 °C
Мол. теплоёмк. 116,8 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования −209 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде реагирует
Структура
Кристаллическая структура ромбоэдрическая, hR21
Классификация
Рег. номер CAS 1299-86-1
PubChem 16685054
Рег. номер EINECS 215-076-2
SMILES
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Карби́д алюми́ния (алюмокарби́д) — бинарное неорганическое соединение алюминия с углеродом. Химическая формула — ~\mathsf{Al_4C_3}.
Устойчиво до 1400 °C.

Получение[править | править вики-текст]

Карбид алюминия получается прямой реакцией алюминия с углеродом в дуговой печи[1]:

~\mathsf{4Al+3C \longrightarrow Al_4C_3}

Небольшое количество карбида алюминия является нормой в примеси технического карбида кальция. В электролитическом производстве алюминия данное соединение получается как продукт коррозии в графитовых электродах.

Получается при реакции углерода с оксидом алюминия:

~\mathsf{2Al_2O_3+9C \ \xrightarrow{1800^\circ C} \ Al_4C_3+6CO}

Химические свойства[править | править вики-текст]

При реакции с водой или разбавленными кислотами карбид алюминия образует метан:

~\mathsf{Al_4C_3+12H_2O\longrightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + \ 3CH_4\uparrow}
~\mathsf{12HCl+Al_4C_3 \longrightarrow 4AlCl3+3CH_4}

Реагирует с водородом:

~\mathsf{Al_4C_3+6H_2 \ \xrightarrow{2200^\circ C} \ 4Al+3CH_4}
с кислородом:
~\mathsf{Al_4C_3+6O_2 \ \xrightarrow{650-700^\circ C} \  2Al_2O_3+3CO_2}

Реагирует с концентрированным гидроксидом натрия и водой, образуя комплексную соль — тетрагидроксоалюминат натрия и метан:

~\mathsf{Al_4C_3+4NaOH+12H_2O \longrightarrow 4Na[Al(OH)_4]+3CH_4\uparrow}

Физические свойства[править | править вики-текст]

  • Показатель преломления (для D-линии натрия): 2,7 (20 °C)
  • Стандартная энергия Гиббса образования (298 К, кДж/моль): −196
  • Стандартная энтропия образования (298 К, Дж/моль·K): 88,95

Применение[править | править вики-текст]

Карбид алюминия иногда используется в пиротехнике, для достижения эффекта искр. Можно использовать в качестве абразива в режущих инструментах[2]. Имеет приблизительно такую же твердость как топаз[3]. Используется в качестве химического реагента для определения содержания трития в воде[источник не указан 1029 дней].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Earnshaw, A. & Greenwood, N. Chemistry of the Elements, Второе издание. (Butterworth-Heinemann: 1997), стр. 297.
  2. U.S. Patent 6 033 789
  3. E. Pietsch, ed.: «Gmelins Hanbuch der anorganischen Chemie: Aluminium, Teil A», Verlag Chemie, Berlin, 1934—1935.