- Struktur
- Tatanama
- Hartanah
- Keadaan fizikal
- Berat molekul
- Takat lebur
- Takat didih
- Ketumpatan
- Sifat kimia
- Mendapatkan
- Permohonan
- Dalam penghasilan asetilena
- Dalam mengurangkan pelepasan CO
- Dalam mendapatkan kalsium sianamida
- Dalam industri metalurgi
- Dalam pelbagai kegunaan
- Penggunaan dihentikan
- Risiko
- Rujukan
The kalsium karbida adalah sebatian organik yang terdiri daripada unsur-unsur kalsium (Ca) dan karbon (C). Formula kimianya ialah CaC 2 . Ia adalah pepejal yang tidak berwarna hingga putih kekuningan atau kelabu, dan bahkan hitam bergantung pada kekotoran yang terkandung di dalamnya.
Salah satu tindak balas kimia CaC 2 yang paling penting adalah yang berlaku dengan air H 2 O, di mana ia membentuk asetilena HC HCH. Atas sebab ini digunakan untuk mendapatkan asetilena secara industri. Kerana reaksi yang sama dengan air, ia digunakan untuk mematangkan buah-buahan, dengan senjata palsu dan suar tentera laut.
Kalsium karbida pepejal CaC 2 . Ondřej Mangl / Domain awam. Sumber: Wikimedia Commons.
Tindak balas CaC 2 dengan air juga menghasilkan enapcemar yang berguna untuk menyiapkan klinker (komponen simen), yang menghasilkan kurang karbon dioksida (CO 2 ) berbanding dengan kaedah tradisional untuk menghasilkan simen.
Dengan nitrogen (N 2 ), kalsium karbida membentuk kalsium sianamida, yang digunakan sebagai baja. CaC 2 juga digunakan untuk menghilangkan sulfur dari aloi logam tertentu.
Beberapa waktu yang lalu CaC 2 digunakan dalam lampu karbida yang disebut, tetapi lampu ini tidak lagi biasa kerana berbahaya.
Struktur
Kalsium karbida adalah sebatian ion dan terdiri daripada ion kalsium Ca 2+ dan ion karbida atau asetilida C 2 2- . Ion karbida terdiri daripada dua atom karbon yang bergabung dengan ikatan tiga.
Struktur kimia kalsium karbida. Pengarang: Hellbus. Sumber: Wikimedia Commons.
Struktur kristal CAC 2 berpunca dari satu padu (seperti yang natrium klorida NaCl), tetapi seperti C 2 2- ion memanjang struktur menjadi diputarbelitkan dan menjadi tetragonal.
Tatanama
- Kalsium karbida
- Kalsium karbida
- Kalsium asetilida
Hartanah
Keadaan fizikal
Pepejal kristal yang apabila tulen tidak berwarna, tetapi jika dicemari dengan sebatian lain ia boleh berwarna putih kekuningan atau kelabu hingga hitam.
Kalsium karbida CaC 2 dengan kekotoran. Leiem / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sumber: Wikimedia Commons.
Berat molekul
64.0992 g / mol
Takat lebur
2160 ºC
Takat didih
CaC 2 mendidih pada suhu 2300ºC dengan penguraian. Titik didih mesti diukur di bawah suasana lengai, iaitu tanpa oksigen atau kelembapan.
Ketumpatan
2.22 g / cm 3
Sifat kimia
Kalsium karbida bertindak balas dengan air untuk membentuk asetilena HC≡CH dan kalsium hidroksida Ca (OH) 2 :
CaC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Asetilena mudah terbakar, oleh itu sekiranya kelembapan CaC 2 dapat mudah terbakar. Walau bagaimanapun, apabila ia kering ia tidak.
Kalsium karbida CaC 2 dengan air membentuk asetilena HC≡CH, sebatian mudah terbakar. Kristina Kravets / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Sumber: Wikimedia Commons.
Kalsium karbida bertindak balas dengan nitrogen N 2 untuk membentuk kalsium sianamida CaCN 2 :
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Mendapatkan
Kalsium karbida dihasilkan secara industri dalam tungku busur elektrik bermula dari campuran kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan karbon (C) yang mengalami suhu 2000 ° C. Reaksinya diringkaskan seperti ini:
CaCO 3 + 3 C → CaC 2 + CO ↑ + CO 2 ↑
Atau juga:
CaO + 3 C → CaC 2 + CO ↑
Dalam tungku busur elektrik arka elektrik dihasilkan di antara dua elektrod grafit, yang menahan suhu tinggi yang terbentuk. Kalsium karbida dengan kemurnian 80-85% diperolehi.
Permohonan
Dalam penghasilan asetilena
Secara industri, tindak balas kalsium karbida dengan air digunakan untuk menghasilkan asetilena C 2 H 2 .
CaC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Ini adalah penggunaan kalsium karbida yang paling penting. Di beberapa negara, asetilena sangat dihargai, kerana memungkinkan pengeluaran polivinil klorida, yang merupakan sejenis plastik. Selanjutnya, asetilena digunakan untuk pengelasan pada suhu tinggi.
Api asetilena HC≡CH untuk mengimpal logam pada suhu yang sangat tinggi. Pengarang: Shutterbug75. Sumber: Pixabay.
Dalam mengurangkan pelepasan CO
Sisa yang diperoleh dari memperoleh asetilena bermula dari CaC 2 (juga disebut "kalsium karbida lumpur" atau "residu kalsium karbida") digunakan untuk mendapatkan klinker atau konkrit.
Lumpur kalsium karbida mempunyai kandungan kalsium hidroksida tinggi (Ca (OH) 2 ) (sekitar 90%), beberapa kalsium karbonat (CaCO 3 ) dan mempunyai pH lebih besar daripada 12.
Sisa kalsium karbida dapat digunakan dalam aktiviti pembinaan untuk menyiapkan konkrit, sehingga dapat mengurangkan penghasilan CO 2 dalam industri ini. Pengarang: Engin Akyurt. Sumber: Pixabay.
Atas sebab-sebab ini, ia dapat bertindak balas dengan SiO 2 atau A 2 O 3 membentuk produk yang serupa dengan yang diperoleh melalui proses penghidratan simen.
Salah satu aktiviti manusia yang menghasilkan pelepasan CO 2 paling banyak adalah industri pembinaan. CO 2 dihasilkan dengan dibebaskan dari kalsium karbonat semasa tindak balas untuk membentuk konkrit.
Menggunakan enapcemar kalsium karbida untuk menggantikan kalsium karbonat (CaCO 3 ) didapati dapat mengurangkan pelepasan CO 2 sebanyak 39%.
Dalam mendapatkan kalsium sianamida
Kalsium karbida juga digunakan secara industri untuk mendapatkan kalsium sianamida CaCN 2 .
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Kalsium sianamida digunakan sebagai baja, kerana dengan air tanah menjadi sianamida H2N = C = N, yang memberikan nitrogen kepada tanaman, nutrien penting bagi mereka.
Dalam industri metalurgi
Kalsium karbida digunakan untuk menghilangkan sulfur dari aloi seperti ferronikel. CaC 2 dicampurkan dengan aloi lebur pada suhu 1550 ° C. Sulfur (S) bertindak balas dengan kalsium karbida dan menghasilkan kalsium sulfida CaS dan karbon C:
CaC 2 + S → 2 C + CaS
Pembuangan sulfur lebih disukai jika pencampuran dilakukan dengan berkesan dan kandungan karbon dalam aloi rendah. Kalsium sulfida CaS terapung di permukaan aloi lebur dari mana ia dipindahkan dan dibuang.
Dalam pelbagai kegunaan
Kalsium karbida telah digunakan untuk menghilangkan sulfur dari besi. Juga sebagai bahan bakar dalam pengeluaran keluli dan sebagai penyahtoksida yang kuat.
Ia digunakan untuk mematangkan buah. Asetilena dihasilkan dari kalsium karbida dengan air, yang mendorong pematangan buah-buahan, seperti pisang.
Pisang boleh dimasak menggunakan kalsium karbida CaC 2 . Pengarang: Alexas Fotos. Sumber: Pixabay.
Kalsium karbida digunakan dalam senapang palsu untuk menyebabkan bunyi kuat yang mencirikannya. Di sini juga pembentukan asetilena digunakan, yang meletup dengan percikan api di dalam peranti.
CaC 2 digunakan untuk menghasilkan isyarat di lepas pantai dalam suar tentera laut yang menyala sendiri.
Penggunaan dihentikan
CaC 2 telah digunakan dalam lampu karbida yang disebut. Operasi ini terdiri daripada meneteskan air pada kalsium karbida untuk membentuk asetilena, yang menyala dan dengan cara ini memberikan cahaya.
Lampu ini digunakan di lombong arang batu, tetapi penggunaannya dihentikan kerana adanya gas metana CH 4 di lombong ini. Gas ini mudah terbakar dan api dari lampu karbida boleh menyala atau meletup.
Lampu CaC 2 kalsium karbida . SCEhardt / Domain awam. Sumber: Wikimedia Commons.
Mereka digunakan secara meluas di lombong batu tulis, tembaga dan batu timah, dan juga pada mobil awal, motor, dan basikal, sebagai lampu depan atau lampu depan.
Pada masa ini mereka telah diganti dengan lampu elektrik atau bahkan lampu LED. Namun, mereka masih digunakan di negara-negara seperti Bolivia, di lombong perak Potosí.
Risiko
Kalsium karbida kering CaC 2 tidak mudah terbakar tetapi jika terdapat kelembapan, ia akan membentuk asetilena dengan cepat.
Untuk memadamkan api di hadapan CaC 2, jangan sekali-kali menggunakan air, busa, karbon dioksida atau alat pemadam halogen. Pasir atau natrium atau kalsium hidroksida harus digunakan.
Rujukan
- Ropp, RC (2013). Kumpulan 14 (C, Si, Ge, Sn, dan Pb) Sebatian Bumi Beralkali. Kalsium Karbida. Dalam Ensiklopedia Sebatian Bumi Beralkali. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
- Pohanish, RP (2017). C. Kalsium Karbida. Dalam Buku Panduan Sittig Bahan Kimia dan Karsinogen Beracun dan Berbahaya (Edisi Ketujuh). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
- Sun, H. et al. (2015). Sifat-sifat Residu Kalsium Karbida Gabungan Kimia dan Pengaruhnya terhadap Sifat Semen. Bahan 2015, 8, 638-651. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
- Nie, Z. (2016). Penilaian Eko-Bahan dan Kitaran Hidup. Kajian Kes: Analisis Pelepasan CO 2 Calcium Carbide Sludge Clinker. Dalam Pembuatan Bahan Lanjutan Hijau dan Lestari. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
- Crundwell, FK Et al. (2011). Menapis Molten Ferronickel. Pembuangan Sulfur. Dalam Metalurgi Ekstraktif Nikel, Logam Kobalt dan Platinum. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
- Tressler, RE (2001). Seramik Struktur dan Termostruktur. Karbida. Dalam Ensiklopedia Sains Bahan dan Teknologi. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
- Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.