Калцијум карбид

Као резултат интеракције угљеника са металима на високим температурама добијају се карбиди. На пример, калцијум карбид: Ца + 2Ц → ЦаЦ2. Од свих карбида, он има највећи практичан значај. Чиста ЦаЦ2 је чврста кристализација, безбојни кристали формирају Ца2 + и Ц2- јони. Остала имена су калцијум ацетиленид или калцијум карбонат. Моларна маса је 64,1 г / мол. Није испарљив и није растворљив у било ком од познатих растварача, али се распада под дејством воде. Његова густина је 2,22 г / цм³. Тачка топљења је 2160 ° Ц, а тачка кључања је 2300 ° Ц. По степену утицаја на тело се односи на супстанце које су изузетно опасне (1. класа опасности).

Први пут је калцијум ацетиленид добијен 1862. године од стране немачког хемичара Фриедрицха Веллера када је загрејан угљеником од легуре цинка и калцијума. Такође је описао реакцију угљениковог калцијума са Х2О. Чак и са његовим траговима (на примјер, са атмосферском влагом), калцијум карбид реагује снажно, уз ослобађање велике количине топлоте. Али у случају недостатка воде, добијени ацетилен се може самозапаљити. Калцијум карбид реагује насилно са разблаженим неорганским киселинама и воденим растворима алкалија. Истовремено, ацетилен се такође ослобађа. Као чврсто редукционо средство, ЦаЦ2 је у стању да обнови све оксиде металова до карбида или чистих метала.

Производња калцијум карбида је згодније не из самог калцијума, већ из његовог оксида. На високој температури (2000 до 2300 ° Ц), она се обнавља. У овом случају, спојени су метал и угљеник: ЦаО + 3Ц → ЦО ↑ + ЦаЦ2. Процес се одвија у електролућној пећи, где се загрева мешавина жлијебог и кокса или антрацита. Технички производ је обојен, има сивку боју, јер садржи нечистоће у облику слободног угљеника, оксида, као и сулфид, калцијум фосфид и друга хемијска једињења. Масени део ЦаЦ2 у њему је 80-85%.

У интеракцији карбида са водом, ослобађа се метала или ацетилена. У другој варијанти, калцијум карбид реагује са водом. Ацетилен, добијен као резултат реакције, који има индустријску вредност: 2Х2О + ЦаЦ2 → Ц2Х2 + Ца (ОХ) 2, је технички и има непријатан мирис, јер садржи нечистоће (НХ3, Х2С, ПХ3 и други). Иако је у чистој форми то је безбојан гас са карактеристичним благим мирисом, и добро се раствара у води. Од великог је значаја за добијање калцијум цијанамида (то је сировина у производњи цијанидних једињења или се користи као ђубриво) од карбида интеракцијом са азотом према реакционој једначини: Н2 + ЦаЦ2 → ЦаЦН2 + Ц.

У прошлости, ЦаЦ2 се широко примјењује у карбидним сијалицама, гдје је послужио као извор пламена ацетилена. Тренутно, коришћење таквог светлосног извора је ограничено углавном на спелеологију, а користи се иу бојама и свјетионицима. Друге важне употребе ЦаЦ2 су хемијске технологије, гдје су сировине. На пример, у производњи производа за органску синтезу, главни је синтетичка гума. Такође, из карбонатног калцијума се добија ацетилен црна, винил хлорид, сирћетна киселина, акрилонитрил, етилен, ацетон, вештачке смоле, стирен. У металургији служи за деоксидацију метала и десулфуризе (смањивање садржаја кисеоника и сумпора, респективно). Калцијум карбид се користи за регулацију раста биљака, реагенс праха карбида (ацетилен заваривање).

Пријем сваке тоне ЦаЦ2 захтева око 3 000 кВ / х електричне енергије. Стога је оправдано у присуству ниских цена за то. Међутим, уопште, светска производња угљеног калцијума расте. Ако је у 70. години претходног века годишње произведено до 5 милиона тона, онда је у овом веку овај број порастао приближно два пута. Тако је у Кини производња ацетилена на бази калцијум карбида главни извор сировина за хемијску индустрију, посебно за производњу ПВЦ-а. Производња ацетилена из сировог материјала је економичније од употребе увезене нафте. Због тога, његова производња у Кини расте. У 2005. години достигла је 8,94 милиона тона, а стварна је прилика да се производи 17 милиона тона.

За разлику од Кине, у САД-у, Европи и Јапану, потрошња калцијум-угљеника се обично смањује. Ниво производње у Сједињеним Државама 90-их година био је само 236 хиљада тона годишње. У нашој земљи, калцијум карбид се производи у складу са спецификацијама из ГОСТ 1460-81. Његови главни потрошачи су Украјина, Узбекистан, Румунија и Словачка. Због високог енергетског интензитета производа и повећања цена електричне енергије, потрошња калцијум ацетилида у Русији и земљама извозницама је преполовљена.