Скорость разложения карбида кальция в воде является…

Карбид кальция

Карбид кальция (углеродистый кальций, ацетиленид кальция) — CaC₂ — в чистом виде белое кристаллическое вещество. Бинарное неорганическое соединение кальция с углеродом.

Содержание

• 1 История получения
• 2 Получение
• 3 Физические свойства
• 4 Химические свойства
• 5 Внешний вид и характеристики технического карбида кальция
• 6 Область применения карбида кальция
• 7 Физиологическое действие

История получения

Впервые получен в 1861 году Фридрихом Вёлером нагреванием сплава цинка и кальция с углём.

Получение

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

CaO + 3C → CaC₂ + CO

Полученный таким образом технический продукт имеет чисто-черный цвет 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

• Бесцветные тетрагональные кристаллы.
• Плотность: 228 (+20 °C, г/см 3 ).
• Удельная теплоёмкость при постоянном давлении (в Дж/г·K): 0,92 (+20—325 °C).
• Стандартная энтальпия образования Δ_fH (298 К, кДж/моль): −62,8 (т).
• Стандартная энергия Гиббса образования Δ_fG (298 К, кДж/моль): −67,8 (т).
• Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 70,3 (т).
• Стандартная мольная теплоёмкость C_p (298 К, Дж/моль·K): 62,34 (т).
• Энтальпия плавления ΔH_пл (кДж/моль): 32,2.
• Карбид кальция имеет резкий чесночный запах.

Химические свойства

При взаимодействии c водой карбид кальция гидролизуется с образованием ацетилена и гидроксида кальция (гашёной извести):

Представленная выше реакция является экзотермической.

Внешний вид и характеристики технического карбида кальция

Карбид кальция получают 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 определённых размеров.

Технический карбид кальция представляет собой твёрдое кристаллическое вещество. По внешнему виду карбид кальция представляет собой твёрдое вещество тёмно-серого или коричневого цвета. Он даёт кристаллический излом серого цвета с различными оттенками в зависимости от чистоты. 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.

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 другое.

Область применения карбида кальция

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.

Карбид кальция применяют в производстве цианамида кальция, из которого получают удобрения, цианистые соединения. Карбид кальция используют для получения карбидно-карбамидного регулятора роста растений, изготовления порошкового карбидного реагента.

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 даёт 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.

Скорость разложения карбида кальция в воде является…

ул.Землячки, д.21
офис 103, СКЛАД

Поперечный проезд,
владение 3а, кабинет 3
+7(4742) 31-05-05

Ваша корзина пуста, для оформления заказа выберите товар в каталоге

Поиск по каталогу

Доставка продукции осуществляется компанией ХИМОПТТОРГ во все регионы Центральной России:

• Белгородская область
• Липецкая область
• Курская область
• Тамбовская область
• Воронежская область

Карбид кальция: применение и меры безопасности

Определение

– химические соединения которые получаеются в результате щелочных реакций углерода с металлами. В большинстве случаев получаются сверхтвердые сплавы, сравнимые по своим твердостным характеристикам с алмазом.

Наиболее широкую известность и распространение получил сплав, называемый карбид кальция — химическая формула соединения CaC₂

Сейчас небольшой экскурс в историю возникновения этого химического соединения.

Коротко об истории

Технология

В производстве карбида кальция участвуют два элемента: оксид кальция (CaO) известный также как негашеная известь и углеродные соединения в виде кокса (антрацита, каменного угля):

CaO + 3C = CaC2 +CO
Оба компонента подвергаются измельчению и последующему обжигу и расплавлению посредством электродугового способа.

Готовый раствор доходит до твердого состояния в специальных формах, а впоследствии подвергается дроблению и сортировке.

Зависимость удельного веса технического карбида кальция от содержания CaC2

Содержание СаС2 в техническом карбиде, %	78	74	69	63	60	56
Н/м³(Удельный вес) технического карбида	2,3	2,35	2,4	2,43	2,48	2,5/td>

Состав CaC2 (технического) используемого для сварочных работ

Элемент	Процентное содержание от массы
Карбид кальция	72
Известь	17
Углерод	1
Окись магния	0,3
Сера	0,3
Железо и аллюминий	2,6
Кремний	2
Другие компоненты	4

Минимальный температурный порог образования карбида кальция 1619°С. Как правило, процесс производства ведется при 1900-1950°С. Температурный рост приведет к распаду карбида кальция на металл и углерод.

При наличии небольшой электродуговой печи и источника тока можно воспроизвести процесс образования карбида кальция:

• Берем графитовый тигель или угольный электрод (перед этим сделав в нем углубление) &#8658 помещаем негашеную известь и равные по массе куски кокса
• Подводим электрод к смеси создавая электрическую дугу. Уголь хорошо проводит ток в смеси &#8658 ждем примерно полчаса пока дуга будет гореть
• После остывания смесь превращается в сплав, который, если опыт прошел успешно, содержит маленькие кусочки карбида. Чтобы проверить это, полученную массу поместим в воду и соберем образующиеся пузырьки газа в пробирке, перевернутой вверх дном и заполненной водой.

Можно выделить ряд факторов, влияющих на быстроту формирования и качественные характеристики конечного продукта:

• размер, плотность, наличие примесей в первоначальном сырье
• физические и технические параметры печи
• соблюдение этапов технологического процесса

Несмотря на модернизацию промышленных процессов, производство карбида кальция остается трудозатратным, требующим больших площадей и финансовых вложений.

Особенности

Карбид кальция — прочный элемент с кристаллической структурой. От качества исходного сырья зависит конечный тон: может варьироваться от голубоватого до фиолетового, черного. А также возможно присутствие неприятного запаха с нотками чеснока. Процесс слияния с водой, растворами минеральных кислот, щелочей протекает с выделением большого количества тепла, имеет производственную важность.

CaC2 + 2H2O => Ca(OH)2 + C2H2 — .
В результате этой реакции также образуется ацетилен — ненасыщенный углеводород с тройной связью.

С кислородом реакция разложения карбида кальция идет только под воздействием повышенных температур (700 — 900 °C):
2CaC2 + 5O2 → 2CaO + 4CO2 —

Складирование и перевозка

Карбид кальция нужно фасовать во влагозащищенных емкостях, резервуарах, чтобы исключить доступ влаги и не допустить процесса распада. Процедуре расфасовки и распаковки стоит уделить особое внимание

• проявить аккуратность, не использовать инструмент, образующий искры при работе.
• необходимо обеспечить участников процесса средствами защиты, так как попадание карбида в организм и на кожу человека является опасным.
• перевозка производится только транспортными средствами с закрытым кузовом. Аэродоставка запрещена.
• нужно обеспечить производственное помещение вентиляционной системой и не допускать совместного хранения с прочими товарами.

Полезные стороны

Карбид кальция — стартовый элемент для производства многих соединений.

Агрегация карбида кальция и азота используется в получении цианамида кальция.

Он относится к нитратным стимуляторам, активно используемым в агрономии. Эта соль становится исходным компонентом при синтезе мочевины, гуанидина.

В металлургии служит для раскисления металлов и десульфурации (понижение содержания кислорода и серы соответственно).

А какую забаву вызывало у детей похитить со стройки камушек карбида и бросать в лужи, любуясь шипением и бурлением. А особо смелые подносили спичку к исходившему газу, и загоралось голубое пламя.

Полезный газ

Изначально карбид кальция применялся исключительно для получения ацетилена. Это органическое соединение использовали для создания карбидных ламп, применяемых для освещения улиц. Такие источники света используют и сегодня в спелеологии, как походное снаряжение, на маяках.

Ацетилен – полупрозрачный, водорастворимый газ используется для получения таких органических соединений, как хлорэтан, поливинилхлорид, стирол.

Существует ряд синтетических продуктов, производных ацетилена. Например, комбинации с хлором дают продукты, превосходно растворяющие органические соединения, а также неорганические: серу, фосфор. Поскольку такие продукты являются негорючими, они успешно используются при вытяжке жиров. Ацетилениды кальция (соли ацетилена) с ионами серебра, меди и ртути используются в создании взрывчатых веществ. Особенно сильной разрушающей взрывной силой обладает соединение с золотом.

В функционировании реактивных двигателей участвует коктейль ацетилена и аммиака.

Ацетилен в соединении с H2O образует ацетальдегид, из которого изготавливается синтетическая уксусная кислота, ацетон, искусственные смолы и этиловый или водочный спирт

C2H2 + H2O → СH3-CHO

Всем известные клей ПВА, грампластинки, рекламные баннеры также являются производными этого газа.

Техника безопасности

Как уже отмечалось ранее, карбид кальций – это взрывоопасное вещество и для соблюдения безопасности в работе с ним нужно следовать нескольким обязательным условиям:

• создать герметичное место хранения и обработки;
• не допускать доступа источника огня;
• мелкие частички (карбидная пыль) вызывают раздражения кожных покровов, органов дыхания, поэтому обязательна защитная одежда, респираторы;
• генераторы ацетилена должны размещаться в строго изолированных местах;
• по завершении сварочных работ обязательно нужно утилизировать неотработанные шлаки в специальных местах;
• при транспортировке и хранении нужно исключить возможность столкновения баллонов, емкостей, так как это несет смертельную опасность.

– источник производства многих органических и неорганических соединений, которые широко используются в разных сферах жизни человека. Многие из них не имеют аналогов. Но, наряду с неисчерпаемой пользой этого вещества, не стоит забывать и о вреде, который он может нанести человечеству и экологии, ведь он относится к первому классу опасности, обладает взрыво и пожароопасными действиями.

Электрогазосварщик

Карбид кальция является химическим соединением кальция с углеродом и используется для получения ацетилена. По внешнему виду представляет собой твердое вещество темно-серого или коричневого цвета. Карбид кальция жадно поглощает воду. Он быстро разлагается на воздухе под влиянием содержащихся в нем паров воды. Карбид кальция получается сплавлением в электрических печах кокса и негашеной извести. Расплавленный карбид 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: 2X 8; 8X15; 15X25; 25X80.

Технический карбид кальция содержит до 80% химически чистого карбида кальция, остальное составляют примеси — негашеная известь, углерод, кремнекислота и др. Карбид кальция выпускается двух сортов: первого и второго.

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.

Ввиду того, что карбид кальция легко поглощает атмосферную влагу и при этом разлагается с выделением ацетилена, образующего с воздухом взрывоопасную смесь, его хранят и транспортируют в герметически закрытых барабанах. Стандартные карбидные барабаны изготовляются из кровельного железа толщиной не менее 0,5 мм, емкостью 100 и 130 кг. Вместо барабанов для перевозки и хранения карбида кальция применяют также бидоны, изготовленные из листовой малоуглеродистой стали, снабженные герметичной крышкой и резиновой прокладкой. Барабаны с карбидом кальция должны храниться в сухих хорошо проветриваемых помещениях. Нужно вскрывать карбидные барабаны не искрящим инструментом (например, зубилом и молотком из латуни или специальным ножом, типа консервного). Вскрытые барабаны после частичного отбора из них карбида кальция должны вновь герметически закрываться крышкой с резиновой прокладкой. Если их плотно закрыть нельзя, то карбид кальция из барабанов необходимо пересыпать в герметически закрывающиеся бидоны. Такие меры необходимы для того, чтобы влага воздуха не разлагала карбид кальция. При транспортировке барабаны нужно укрывать брезентом.

1. Какими признаками характеризуются металлы?

2. В каком виде встречаются металлы в природе?

3. Какие черные и цветные металлы’ вы знаете?

4. Какими свойствами определяется качество металлов?

5. Какими величинами характеризуются механические свойства металлов?

6. Какой сплав называется сталью и как классифицируются стали?

7. Какие марки конструкционной стали вы знаете?

8. Какие стали называются специальными?

9. Как влияют различные примеси в стали на ее свариваемость?

10. Какой сплав называют чугуном?

11. Какая разница между белым, серым и ковким чугуном?

12. Какими свойствами обладают медь и ее сплавы?

13. Каковы свойства алюминия и его сплавов?

14. Какие твердые сплавы вы знаете и где они применяются?

15. Что такое сварочные флюсы и каково их назначение?

16. Какие требования предъявляются к флюсам?

17. Какие металлы требуют применения флюсов при сварке?

18. Каково назначение присадочной проволоки и стержней?

19. Какие марки электродной проволоки применяются для сварки углеродистой стали?

20. Каким требованиям должны удовлетворять присадочная проволока и прутки для газовой сварки?

21. Каковы свойства кислорода и его назначение при газовой сварке и резке?

22. В каком виде получают кислород для сварки?

23. Какая должна быть чистота технического кислорода для сварки и резки?

24. Каковы свойства ацетилена и его назначение при газовой сварке и резке?