Карбид кальция — CaC2 — в чистом виде белое кристаллическое вещество. Бинарное неорганическое соединение кальция с углеродом.
| Карбид кальция | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Кальция карбид |
| Традиционные названия | Ацетиленид кальция; углеродистый кальций |
| Хим. формула | CaC2 |
| Рац. формула | CaC2 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 64,0994 (±0,004) г/моль |
| Плотность | 2,22 г/см³ |
| Термические свойства | Температура |
| • плавления | 2160 °C |
| • кипения | 2300 °C |
| Структура | |
| Координационная геометрия | 6 |
| Кристаллическая структура | Тетрагональная |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 75-20-7 |
| PubChem | 6352 |
| Рег. номер EINECS | 200-848-3 |
| SMILES |
[C-]#[C-].[Ca+2]
|
| InChI |
1S/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2
UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYSA-N
|
| RTECS | EV9400000 |
| ChemSpider | 6112 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 |
|
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.
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: 2,2 (+20 °C, г/см3).
- Удельная теплоёмкость при постоянном давлении (в Дж/г·K): 0,92 (+20—325 °C).
- Стандартная энтальпия образования ΔfH (298 К, кДж/моль): −62,8 (т).
- Стандартная энергия Гиббса образования ΔfG (298 К, кДж/моль): −67,8 (т).
- Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 70,3 (т).
- Стандартная мольная теплоёмкость Cp (298 К, Дж/моль·K): 62,34 (т).
- Энтальпия плавления ΔHпл (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. Следует иметь в виду, что реакция карбида кальция с водой протекает очень бурно. При нарушении правил техники безопасности при проведении этой реакции возможно получение травм и ожогов.
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. Из за содержания примесей при добавлении воды выделяется неприятный запах. 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.
Физиологическое действие
- Среди всех неорганических производных кальция CaC2 очень ядовит.
- По степени воздействия на организм человека карбид кальция относится к 1-му классу опасности согласно ГОСТ 12.1.007.
- Попадание карбида кальция внутрь организма также является опасным.
- Пыль карбида кальция оказывает раздражающее действие на кожу, слизистые оболочки органов дыхания.
- Карбид кальция CaC2 чрезвычайно опасен для окружающей среды.
