Kalcijev karbid

Kao rezultat interakcije ugljika s metalima pri visokim temperaturama dobivaju se karbidi. Na primjer, kalcijev karbid: Ca + 2C → CaC2. Od svih karbida ima najveće praktično značenje. Čisti CaC2 je dobro kristalizirajući čvrsti, bezbojni kristali tvore Ca2 + i C2-ioni. Druga imena su kalcij acetilenid ili kalcijev karbonat. Molarna masa je 64,1 g / mol. Nije hlapljiv i nije topiv u bilo kojem od poznatih otapala, ali se razgrađuje pod djelovanjem vode. Gustoća je 2.22 g / cm sup3-. Točka tališta iznosi 2160 ° C i vrelište je 2300 ° C. Po stupnju utjecaja na tijelo se odnosi na tvari iznimno opasne (1. razred opasnosti).

Prvi kalcij acetilida priprema 1862. njemačka kemičar Friedrich Wöhler kada zagrijava sa legurom ugljenom cinka i kalcija. Također je opisao reakciju ugljikovog kalcija s H20. Čak i uz tragove (na primjer, atmosferskom vlagom) kalcijev karbid reagira snažno, uz oslobađanje velike količine topline. No, u slučaju nedostatka vode, rezultirajući acetilen može samozapaljivati. Kalcijev karbid reagira nasilno s razrijeđenom anorganskim kiselinama i vodenim otopinama lužina. Istodobno, acetilen se također oslobađa. Budući da je snažan redukcijski agens, CaC2 je u stanju obnoviti sve metalne okside karbidima ili čistim metalima.

Proizvodnja kalcijevog karbida prikladnija je od same kalcijeve, ali iz oksida. Na visokoj temperaturi (2000 do 2300 ° C) obnavlja se. U ovom slučaju, metal i ugljik se spajaju: CaO + 3C → COuarr- + CaC2. Proces se odvija u elektrolučne peći, gdje se smjesa zagrijava živo vapno i koks ili antracit. Tehnički proizvod je obojan, ima sivkastu boju jer sadrži nečistoće u obliku slobodnog ugljika, oksida, kao i sulfid, kalcijev fosfid i drugi kemijski spojevi. Maseni udio CaC2 u njemu iznosi 80-85%.

U interakciji karbida s vodom, bilo metal ili acetilen je oslobođen. U drugoj varijanti, kalcijev karbid reagira s vodom. Acetilen, dobivena reakcija koja ima industrijsku važnost: 2H2O + CaC2 → C2H2 + Ca (OH) 2, je tehnički i ima neugodan miris, jer sadrži niz nečistoća (NH3, H2S, pH 3, itd). Iako je u čistom obliku, to je bezbojni plin s karakterističnim mirisom prilično slaba, a to je prilično topljiv u vodi. Važno je da se dobije kalcijeva cijanamid (sirovi materijal u proizvodnji spojeva cijanida ili primijeniti kao gnojivo) karbida reakcijom s dušikom reakcijska jednadžba: N2 + CaC2 → CaCN2 + C.

U prošlosti je CaC2 bio široko korišten u karbidnim svjetiljkama, gdje je služio kao izvor plamena acetilena. Trenutno je uporaba takvog izvora svjetlosti uglavnom ograničena na speleologiju, a koristi se iu svjetionicima i svjetionicima. Druge važne primjene CaC2 su kemijske tehnologije, gdje je sirovina. Na primjer, u proizvodnji proizvoda organske sinteze glavni je sintetička guma. Također dobiti iz kalcijev karbid acetilena crna, vinil klorida, vinil octene kiseline, akrilonitrila, etilen, aceton, sintetske smole, stirena. Čelik koristi za odsumporavanje deoxidization i metala (redukcija kisika i sumpora, respektivno). Kalcijev karbid se koristi za izradu regulatora rasta biljaka, karbidnog reagensa praha (acetilenskog zavarivanja).

Primanje svake tona CaC2 zahtijeva oko 3 tisuće kW / h struje. Stoga je opravdano u nazočnosti niskih cijena za to. Međutim, općenito, svjetska proizvodnja ugljičnog kalcija raste. Ako je u 70 godina prethodnog stoljeća proizvedeno do 5 milijuna tona godišnje, tada je u ovom stoljeću taj broj porastao otprilike dvaput. Na primjer, u Kini, proizvodnja acetilena na temelju kalcijeva karbida je glavni izvor sirovina za kemijsku industriju, posebno za proizvodnju polivinil klorida. Proizvodnja acetilena od sirovina je ekonomičnija nego kada se koristi uvozno ulje. Stoga, njegova proizvodnja u Kini raste. U 2005. godini dostigao je 8,94 milijuna tona, a bilo je i stvarne prilike za proizvodnju 17 milijuna tona.

Za razliku od Kine, SAD-a, Europe i Japana, konzumacija kalcijevog ugljika obično se smanjuje. Razina proizvodnje u Sjedinjenim Državama u 90-ima iznosila je samo 236 tisuća tona godišnje. U našoj zemlji kalcijev karbid proizvodi tehničkih uvjeta, iznesen u GOST 1460-81. Glavni potrošači su Ukrajina, Uzbekistan, Rumunjska i Slovačka. Zbog velike energetske intenzivnosti proizvoda i zbog porasta cijena za potrošnja električne energije Kalcij acetilid u Rusiji i zemljama izvoznicama je prepolovljen.