Structure de carbure de calcium (CAC2), propriétés, obtention, utilisations

Il Carbure de calcium Il s'agit d'un composé inorganique formé par des éléments de calcium (CA) et de carbone (c) (C). Sa formule chimique est CAC₂. C'est un solide qui peut être incolore à blanc jaunâtre ou grisâtre, et même noir en fonction des impuretés qu'il contient.

L'une de ses réactions chimiques les plus importantes du CAC₂ est celui qui se produit avec l'eau h₂Ou, dans laquelle la forme acétylène hc≡ch. Par conséquent, il est utilisé pour obtenir de l'acétylène industriellement. En raison de la même réaction de l'eau est utilisée pour mûrir les fruits, dans de faux canons et dans les éruptions navales.

Carbure de calcium CAC₂ solide. Ondřej Mangl / Pub Domain. Source: Wikimedia Commons.

La réaction du CAC₂ Avec l'eau produit également une boue utile pour préparer le clinker (une composante de ciment), qui produit moins de dioxyde de carbone (CO₂) Si comparé à la méthode traditionnelle de production de ciment.

Avec de l'azote (n₂) Le carbure de calcium forme le cyanamide de calcium, qui est utilisé comme engrais. Le cac₂ Il est également utilisé pour éliminer le soufre de certains alliages métalliques.

Il y a quelque temps le CAC₂ Il a été utilisé dans les lampes en carbure SO.

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Structure

Le carbure de calcium est un composé ionique et est formé par l'ion CA Calcio²⁺ et le carbure ou l'acétyluro C₂^2-. L'ion carbure est composé de deux atomes de carbone unis par une triple liaison.

Structure chimique du carbure de calcium. Auteur: Hellbus. Source: Wikimedia Commons.

La structure cristalline du CAC₂ Il est dérivé du cubique (comme le chlorure de sodium naCl), mais comme l'ion c₂^2- La structure est allongée est déformée et devient tétragonale.

Nomenclature

• Carbure de calcium
• Carbure de calcium
• Acétylure de calcium

Propriétés

État physique

Solide cristallin qui, pure, est incolore, mais s'il est contaminé par d'autres composés, il peut être jaunâtre ou grisâtre à noir.

Carbure de calcium CAC₂ Avec des impuretés. Leiem / cc by-sa (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0). Source: Wikimedia Commons.

Poids moléculaire

64 0992 g / mol

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Point de fusion

2160 ºC

Point d'ébullition

Le cac₂ bouillonne à 2300 ºC avec décomposition. Le point d'ébullition doit être mesuré sous une atmosphère inerte, c'est-à-dire sans oxygène ni humidité.

Densité

2,22 g / cm³

Propriétés chimiques

Le carbure de calcium réagit avec de l'eau pour former de l'hydroxyde de calcium HC≡CH et CA (OH)₂:

Cac₂ + 2 h₂O → HC≡CH + CA (OH)₂

L'acétylène est inflammable, donc en présence d'humidité le CAC₂ Ça peut être inflammable. Cependant, quand il est sec, ce n'est pas.

Carbure de calcium CAC₂ Avec l'eau hc≡ch acétylène forme, composé inflammable. Kristina Kravets / CC By-S (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0). Source: Wikimedia Commons.

Le carbure de calcium réagit avec l'azote n₂ Pour former CACN Calcio Cyanamide₂:

Cac₂ + N₂ → CACN₂ + C

Obtention

Le carbure de calcium est produit industriellement dans un four à arc électrique basé sur un mélange de carbonate de calcium (CACO₃) et le charbon (c) qui est soumis à une température de 2000 ° C. La réaction est résumé comme suit:

Voleur₃ + 3 C → CAC₂ + CO ↑ + Co₂↑

Ou aussi:

Cao + 3 C → CAC₂ + Co ↑

Dans un four à arc électrique, il y a un arc d'électricité entre deux électrodes en graphite, qui résistent aux températures fortes qui sont formées. Un carbure de calcium avec une pureté de 80 à 85% est obtenu.

Applications

En production d'acétylène

Industriellement, la réaction en carbure de calcium avec de l'eau pour produire de l'acétylène C est utilisée₂H₂.

Cac₂ + 2 h₂O → HC≡CH + CA (OH)₂

C'est l'utilisation la plus importante du carbure de calcium. Dans certains pays, l'acétylène est très apprécié, car il permet de produire du chlorure de polyvinyle, qui est un type de plastique. De plus, l'acétylène sert à effectuer des soudures à des températures élevées.

HC≡CH Métaux de flamme d'acétylène à des températures très élevées. Auteur: ShutterBug75. Source: Pixabay.

En réduisant les émissions de CO₂

Les restes obtenus à partir de l'obtention d'acétylène à partir de CAC₂ (également appelé «boues de carbure de calcium» ou «résidus de carbure de calcium»), ils servent à être utilisés pour obtenir un clinker ou un béton.

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La boue de carbure de calcium a une teneur élevée en hydroxyde de calcium (CA (OH)₂) (environ 90%), un peu de carbonate de calcium (CACO₃) et a un pH supérieur à 12.

Les résidus de carbure de calcium peuvent être utilisés dans l'activité de construction pour préparer le béton, réduisant ainsi la génération de CO₂ de cette industrie. Auteur: Engin Akyurt. Source: Pixabay.

Pour ces raisons, vous pouvez réagir avec Sio₂ ou al₂SOIT₃ formant un produit similaire à celui obtenu par le processus d'hydratation de ciment.

L'une des activités humaines qui produit le plus de co-émissions₂ C'est l'industrie de la construction. Le CO₂ Il est généré à l'est du carbonate de calcium pendant la réaction pour former du béton.

Utilisation de la boue de carbure de calcium pour remplacer le carbonate de calcium (CACO₃) Il a été constaté que les co-émissions sont réduites₂ En 39%.

Dans l'obtention du cyanamide de calcium

Le carbure de calcium est également utilisé industriellement pour obtenir le cyanamide de calcium CACN₂.

Cac₂ + N₂ → CACN₂ + C

Le cyanamide de calcium est utilisé comme engrais, car avec l'eau du sol, il devient le cyanamide H2N = C = N, qui fournit de l'azote aux plantes, un nutriment essentiel pour ces.

Dans l'industrie métallurgique

Le carbure de calcium est utilisé pour éliminer les alliages tels que Ferroníquel. Le CAC est mélangé₂ Avec l'alliage fondu à 1550 ° C. Le soufre réagit avec le carbure de calcium et le SULFURE DE CALCUMIQUE CAS et le charbon C:

Cac₂ + S → 2 C + CAS

L'élimination du soufre est favorisée si le mélange est efficace et que la teneur en carbone en alliage est faible. Le sulfure de calcium de casclium flotte à la surface de l'alliage fondu où il opte et jeté.

Dans plusieurs utilisations

Le carbure de calcium a été utilisé dans l'élimination du soufre de fer. Aussi comme carburant dans la production d'acier et comme un puissant désoxydant.

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Il est utilisé pour mûrir les fruits. À partir du carbure de calcium avec de l'eau, l'acétylène est généré, ce qui induit la maturation des fruits, comme les bananes.

Les bananes peuvent mûrir à l'aide de carbure de calcium CAC₂. Auteur: Alexas Photos. Source: Pixabay.

Le carbure de calcium est utilisé dans de faux canons pour provoquer le bruit d'explosion forte qui les caractérise. Voici également la formation d'acétylène, qui explose avec une étincelle dans l'artefact.

Le cac₂ Il est utilisé pour générer des signaux en haute mer dans des éruptions navales qui s'auto-estiment.

Utilisation abandonnée

Le cac₂ Il a été utilisé dans les lampes en carbure SO. Le fonctionnement de ceux-ci consiste en l'eau dégoulinante sur du carbure de calcium pour former de l'acétylène, qui s'allume et fournit ainsi la lumière.

Ces lampes ont été utilisées dans les mines de charbon, mais leur utilisation a été interrompue en raison de la présence de méthane gaz₄ Dans ces mines. Ce gaz est inflammable et la flamme de la lampe en carbure peut le faire tirer ou exploiter.

Lampe en carbure de calcium CAC₂. Domaine scehardt / pub. Source: Wikimedia Commons.

Ils étaient largement utilisés dans les mines d'ardoise, le cuivre et l'étain, ainsi que dans les premières voitures, motos et vélos, tels que les feux avant ou les phares.

Ils ont actuellement été remplacés par des lampes électriques ou même des lampes à LED. Cependant, ils sont toujours utilisés dans des pays comme la Bolivie, dans les mines d'argent Potosí.

Des risques

Carbure de calcium CAC₂ Le sec n'est pas inflammable mais en présence d'humidité forme de l'acétylène, qui est.

Pour éteindre un feu en présence de CAC₂ Les extincteurs d'eau, de mousse, de dioxyde de carbone ou d'halogène ne doivent jamais être utilisés. L'hydroxyde de sodium ou de calcium doit être utilisé.

Les références

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