Carbură de calciu

Ca urmare a interacțiunii carbonului cu metalele la temperaturi ridicate, se obțin carburi. De exemplu, carbură de calciu: Ca + 2C → CaC2. Dintre toate carburile, aceasta are cea mai mare semnificație practică. CaCl2 pur este un solid bine cristalizat, se formează cristale incolore de ioni de Ca2 + și C2-. Alte denumiri sunt acetilena de calciu sau carbonat de calciu. Masa molară este de 64,1 g / mol. Nu este volatilă și nu este solubil în nici unul dintre solvenții cunoscuți, ci se descompune sub acțiunea apei. Densitatea sa este de 2,22 g / cm sup3-. Punctul de topire este 2160 ° C, iar punctul de fierbere este de 2300 ° C. Prin gradul de impact asupra corpului se referă la substanțe extrem de periculoase (clasa I de pericol).

Pentru prima dată, acetilenă de calciu a fost obținută în 1862 de chimistul german Friedrich Weller când a fost încălzit cu carbon dintr-un aliaj de zinc și calciu. De asemenea, el a descris reacția calciului carbonat cu H2O. Chiar și cu urmele sale (de exemplu, cu umiditate atmosferică), carbură de calciu reacționează energic, cu eliberarea unei cantități mari de căldură. Dar în cazul lipsei de apă, acetilena rezultată se poate auto-aprinde. Carbura de calciu reacționează violent cu acizii anorganici diluați și soluțiile apoase de alcalii. În același timp, este eliberată și acetilenă. Fiind un agent reducător puternic, CaC2 este capabil să restabilească toate oxizii metalici la carburi sau metale pure.

Producția de carbură de calciu este mai convenabilă nu de calciu în sine, ci de oxidul său. La o temperatură ridicată (2000-2300 ° C), este restabilită. În acest caz, metalul și carbonul sunt unite: CaO + 3C → COuarr- + CaC2. Procesul are loc într-un cuptor cu arc electric, unde amestecul este încălzit nestins și cocs sau antracit. Produsul tehnic este colorat, are o culoare gri, deoarece conține impurități în formă liberă carbon, oxid, precum și sulfură, fosfură de calciu și alți compuși chimici. Fracțiunea de masă a CaC2 în acesta este de 80-85%.

În interacțiunea carburilor cu apă, se eliberează fie metal, fie acetilenă. În a doua variantă, carbură de calciu reacționează cu apă. Acetilena, reacția care rezultă că are importanță industrială: 2H2O + CaC2 → C2H2 + Ca (OH) 2, este o tehnică și are un miros neplăcut, deoarece conține un număr de impurități (NH3, H2S, PH3, etc.). Deși în formă pură, este un gaz incolor, cu miros caracteristic destul de slab, și este destul de solubil în apă. Este important să se obțină cianamidă de calciu (materie primă în producerea compușilor cu cianură sau aplicat ca îngrășământ) Carbura prin reacția cu azot reacție ecuație: N2 + CaC2 → CaCN2 + C.

În trecut, CaC2 a fost utilizat pe scară largă în lămpile cu carbură, unde a servit ca o sursă de flacără de acetilă. În prezent, utilizarea unei astfel de surse de lumină este limitată în principal la speologie, este utilizată și în balize și faruri. Alte utilizări importante ale CaC2 sunt tehnologiile chimice, unde este o materie primă. De exemplu, în producția de produse de sinteză organică, principala este cauciuc sintetic. De asemenea, obținut din carbură de calciu negru acetilenă, clorura de vinil, acid vinii acetic, acrilonitril, etilenă, acetonă, rășini sintetice, stiren. Oțelul este utilizat pentru deoxidization și desulfurarea metale (reducerea oxigen și sulf, respectiv). Carbura de calciu este utilizată pentru a face regulator de creștere a plantelor, reactiv cu carbură de pulbere (sudare acetilenă).

Recepția fiecărei tone de CaC2 necesită aproximativ 3 mii kW / h de energie electrică. Prin urmare, este justificată în prezența unor prețuri scăzute pentru aceasta. Cu toate acestea, în general, producția mondială de calciu carbonic crește. Dacă în anii 70 ai secolului trecut, produce anual de până la 5 milioane de tone, în secolul nostru, numărul a crescut cu aproximativ jumătate. De exemplu, în China, producția de acetilenă pe bază de carbură de calciu este principala sursă de materii prime pentru industria chimică, în special pentru producerea clorurii de vinil. Producerea acetilenei din materiile prime este mai economic decât în ​​cazul utilizării uleiului importat. Prin urmare, producția sa în China crește. În 2005, acesta a ajuns la 8,94 milioane de tone, și a existat o oportunitate reală de a produce 17 milioane de tone.

Spre deosebire de China, în SUA, Europa și Japonia, consumul de carbon de calciu este de obicei redus. Nivelul producției sale în Statele Unite în anii 90 era de numai 236 mii tone pe an. În țara noastră, carbură de calciu este produsă de condițiile tehnice, expusă în GOST 1460-81. Principalii consumatori sunt Ucraina, Uzbekistan, România și Slovacia. Datorită intensității energetice ridicate a produsului și datorită creșterii prețurilor pentru consumul de energie electrică Acetilidă de calciu în Rusia și țările exportatoare a scăzut la jumătate.