Карбид кальция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Карбид кальция
Karbid vápenatý.JPG
BaO2structure.jpgCalcium carbide formula.png
Общие
Систематическое
наименование
Кальция карбид
Хим. формула CaC2
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 64,0994 (±0,004) г/моль
Плотность 2,22 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 2160 °C
Т. кип. 2300 °C
Структура
Координационная геометрия 6
Кристаллическая структура Тетрагональная
Классификация
Рег. номер CAS 75-20-7
PubChem 6352
Рег. номер EINECS 200-848-3
SMILES
RTECS EV9400000
ChemSpider 6112
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Карби́д ка́льция (углеро́дистый ка́льций, ацетилени́д кальция) — CaC2 — в чистом виде белое кристаллическое вещество. Соединение кальция с углеродом.

История получения[править | править вики-текст]

Впервые получен в 1862 г. Ф. Вёлером нагреванием сплава цинка и кальция с углём.

Получение[править | править вики-текст]

В настоящее время получают прокаливанием в электрических печах (температура 1900—1950 °C) смеси оксида кальция с коксом.

\mbox{CaO} + 3\mbox{C} \rightarrow \mbox{CaC}_2 + \mbox{CO}

Полученный таким образом технический продукт имеет грязную окраску вследствие загрязнения углём и другими красящими примесями. Он содержит также примеси фосфида и сульфида кальция, вследствие чего такой карбид кальция и полученный из него ацетилен имеют неприятный запах.

Физические свойства[править | править вики-текст]

Бесцветн. тетрагональные кристаллы

Плотность: 2,2 (20 °C, г/см3) Удельная теплоемкость при постоянном давлении (в Дж/г·K): 0,92 (20-325 °C) Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль): −62,8 (т) Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль): −67,8 (т) Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 70,3 (т) Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K): 62,34 (т) Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль): 32,2[1]

Химические свойства[править | править вики-текст]

При соединении с водой разлагается, образуя ацетилен и гидроксид кальция (гашеную известь).[2]

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Внешний вид и технические характеристики карбида кальция[править | править вики-текст]

Карбид кальция представляет собой твердое кристаллическое вещество. Технический продукт дает кристаллический излом серого цвета с различными оттенками в зависимости от чистоты. По внешнему виду карбид кальция представляет собой твердое вещество темно-серого или коричневого цвета. Карбид кальция жадно поглощает воду. При взаимодействии с водой даже на холоде карбид кальция разлагается с бурным выделением ацетилена и большого количества тепла. Разложение карбида кальция происходит и под влиянием атмосферной влаги. Карбид кальция получается сплавлением в электрических печах кокса и негашеной извести. Расплавленный карбид кальция выпускается из печи в специальные формы — изложницы, в которых он затвердевает. Застывший карбид кальция дробится и сортируется на куски определенных размеров.

По ГОСТ 1460-56 установлены следующие размеры (грануляция) кусков карбида кальция: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80. Технический карбид кальция содержит до 80 % химически чистого карбида кальция, остальное составляют примеси — негашеная известь, углерод, кремнекислота и др.[3]

Область применения карбида кальция[править | править вики-текст]

Карбид кальция используют при проведении автогенных работ и освещения, а также в производстве ацетиленовой сажи и продуктов органического синтеза, из которых главным является синтетический каучук. Кроме того, из карбид кальция получают синтетический каучук, винилхлорид, акрилонитрил, уксусную кислоту, этилен, хлорпроизводные ацетилена, искусственные смолы, ацетон, стирол. Карбид кальция применяют для получения ацетилена и в производстве цианамида кальция, из которого получают удобрения, цианистые соединения. Карбид кальция используют для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.

Ацетилен получается при разложении карбида кальция водой, при этом в качестве отхода получается гашеная известь. Реакция разложения протекает быстро и сопровождается большим выделением тепла.

Из 1 кг технического карбида получается от 235 до 285 л ацетилена в зависимости от его сорта и грануляции: чем чище и крупнее карбид кальция, тем большее количество ацетилена он дает при разложении.

Для разложения 1 кг карбида кальция теоретически требуется 0,56 л воды. Практически берут от 5 до 20 л воды с целью лучшего охлаждения ацетилена и обеспечения безопасности при работе. Скорость разложения карбида кальция водой зависит от его чистоты, грануляции, температуры и чистоты воды. Чем чище карбид кальция, меньше размер его кусков, выше температура и чище вода, тем больше скорость.[3]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]