Из чего состоит карбид. Карбид: формула, применение и свойства
Традиционно к карбидам относят соединения, где углерод имеет большую электроотрицательность, чем второй элемент (таким образом из карбидов исключаются такие соединения углерода, как оксиды, галогениды и т. п.)
Свойства
Карбиды - тугоплавкие твёрдые вещества. Они нелетучи и не растворимы ни в одном из известных растворителей. Карбиды бора и кремния (В 4 С и SiC), титана , вольфрама , циркония (TiC, WC и ZrC соответственно) обладают высокой твёрдостью, жаростойкостью, химической инертностью.
Применение
Карбиды применяют в производстве чугунов и сталей , керамики , различных сплавов , как абразивные и шлифующие материалы, как восстановители , раскислители, катализаторы и др. WC и TiC входят в состав твердых сплавов, из которых готовят режущий инструмент; карбид кальция СаС 2 используют для получения ацетилена ; из карбида кремния SiC (карборунд) готовят шлифовальные круги и другие абразивы ; карбид железа Fe 3 C (цементит) входит в состав чугунов и сталей, из карбида вольфрама и карбида хрома производят порошки, используемые при газотермическом напылении .
Разновидности
Карбиды могут быть образованы разными органическими соединениями , а могут не иметь аналогов среди органических веществ. Есть, например, ацетилениды , метаниды и другие.
Карбиды подразделяются на следующие виды:
- солеобразные (CaC 2 , Al 4 C 3),
- ковалентные (карборунд SiC),
- металлоподобные (имеющие нестехиометрический состав, например, цементит (Fe 3 C)).
Солеобразные карбиды обычно разлагаются водой и кислотами с выделением углеводородов (некоторые очень бурно, например, карбиды натрия, калия, цезия). Ковалентные карбиды обычно химически инертны. Металлоподобные карбиды имеют промежуточную химическую активность.
Метаниды
Метаниды - ионные карбиды, являющиеся производными метана . В воде или разбавленных кислотах разлагаются с образованием метана . Примерами метанидов являются карбид алюминия (Al 4 C 3), карбид бериллия (Be 2 C) и карбид магния (Mg 2 C) . В чистом виде бесцветны и прозрачны .
Ацетилениды
Ацетилениды - ионные карбиды, являющиеся производными ацетилена (этина) . Активно гидролизуются с образованием ацетилена, наибольшее практическое значение имеет карбид (ацетиленид) кальция CaC 2 .
См. также
Напишите отзыв о статье "Карбиды"
Примечания
Ссылки
- // Энциклопедия «Кругосвет ».
Литература
- Косолапова Т. Я. Карбиды. М., 1968;
- Самсонов Г. В., Косолапова Т. Я.,.Домасевич Л. Т. Свойства, методы получения и области применения тугоплавких карбидов и сплавов на их основе. Киев, 1974;
- Высокотемпературные карбиды. Киев, 1975;
- Карбиды и сплавы на их основе. Киев, 1976
Отрывок, характеризующий Карбиды
За обедом, посадив подле себя Балашева, он обращался с ним не только ласково, но обращался так, как будто он и Балашева считал в числе своих придворных, в числе тех людей, которые сочувствовали его планам и должны были радоваться его успехам. Между прочим разговором он заговорил о Москве и стал спрашивать Балашева о русской столице, не только как спрашивает любознательный путешественник о новом месте, которое он намеревается посетить, но как бы с убеждением, что Балашев, как русский, должен быть польщен этой любознательностью.– Сколько жителей в Москве, сколько домов? Правда ли, что Moscou называют Moscou la sainte? [святая?] Сколько церквей в Moscou? – спрашивал он.
И на ответ, что церквей более двухсот, он сказал:
– К чему такая бездна церквей?
– Русские очень набожны, – отвечал Балашев.
– Впрочем, большое количество монастырей и церквей есть всегда признак отсталости народа, – сказал Наполеон, оглядываясь на Коленкура за оценкой этого суждения.
Балашев почтительно позволил себе не согласиться с мнением французского императора.
– У каждой страны свои нравы, – сказал он.
– Но уже нигде в Европе нет ничего подобного, – сказал Наполеон.
– Прошу извинения у вашего величества, – сказал Балашев, – кроме России, есть еще Испания, где также много церквей и монастырей.
Этот ответ Балашева, намекавший на недавнее поражение французов в Испании, был высоко оценен впоследствии, по рассказам Балашева, при дворе императора Александра и очень мало был оценен теперь, за обедом Наполеона, и прошел незаметно.
По равнодушным и недоумевающим лицам господ маршалов видно было, что они недоумевали, в чем тут состояла острота, на которую намекала интонация Балашева. «Ежели и была она, то мы не поняли ее или она вовсе не остроумна», – говорили выражения лиц маршалов. Так мало был оценен этот ответ, что Наполеон даже решительно не заметил его и наивно спросил Балашева о том, на какие города идет отсюда прямая дорога к Москве. Балашев, бывший все время обеда настороже, отвечал, что comme tout chemin mene a Rome, tout chemin mene a Moscou, [как всякая дорога, по пословице, ведет в Рим, так и все дороги ведут в Москву,] что есть много дорог, и что в числе этих разных путей есть дорога на Полтаву, которую избрал Карл XII, сказал Балашев, невольно вспыхнув от удовольствия в удаче этого ответа. Не успел Балашев досказать последних слов: «Poltawa», как уже Коленкур заговорил о неудобствах дороги из Петербурга в Москву и о своих петербургских воспоминаниях.
После обеда перешли пить кофе в кабинет Наполеона, четыре дня тому назад бывший кабинетом императора Александра. Наполеон сел, потрогивая кофе в севрской чашке, и указал на стул подло себя Балашеву.
Есть в человеке известное послеобеденное расположение духа, которое сильнее всяких разумных причин заставляет человека быть довольным собой и считать всех своими друзьями. Наполеон находился в этом расположении. Ему казалось, что он окружен людьми, обожающими его. Он был убежден, что и Балашев после его обеда был его другом и обожателем. Наполеон обратился к нему с приятной и слегка насмешливой улыбкой.
– Это та же комната, как мне говорили, в которой жил император Александр. Странно, не правда ли, генерал? – сказал он, очевидно, не сомневаясь в том, что это обращение не могло не быть приятно его собеседнику, так как оно доказывало превосходство его, Наполеона, над Александром.
Карбиды металлов — это соединения, которые не являются природными, получают их только искусственным путем . Первое упоминание о создании этого вещества относится к началу 19 века, его синтезировал англичанин Деви в своей лаборатории. Позже были созданы и другие соединения. В детстве многие любили взрывать это вещество, но далеко не все понимают, что же представляет из себя это соединение.
Состав и виды карбидов
Карбиды не являются отдельным веществом. Это соединение углерода с металлами и неметаллами. Причем, следует учитывать, что углерод должен обладать большей электроотрицательностью в получаемом веществе по сравнению с другими используемыми элементами. Это дает возможность избежать производства галогенов, оксидов и других углеродных соединений.
На сегодняшний день различают три вида карбида , состав которых отличен друг от друга:
- Ацетилениды — при гидролизе образуют этин или ацетилен. Карбид кальция относится к данному типу соединений.
- Метаниды — при вступлении в реакцию с водой или разбавленными кислотами образуют метан. Чаще бесцветны. Сюда относят карбид алюминия, магния, бериллия.
Свойства
Благодаря своим свойствам, эти соединения нашли широкое применение в машиностроении , а также в строительстве.
- Высокая твердость материала. У различных соединений она варьируется, но всегда остается выше средней. Они являются самыми твердыми минералами.
- Температура плавления . Практически всегда она выше температуры плавления металла входящего в соединение и может превышать 2000 градусов.
- Устойчивость к коррозии. Многие соединения не вступают в реакцию с различными кислотами и довольно устойчивы к внешним агрессивным факторам.
- Взаимодействие с водой. Практически все карбидные соединения вступают в реакцию с водой, например, при взаимодействии с карбидом кальция можно его взрывать. Условия взаимодействия могут отличаться и зависят от характера связи в соединении.
Производство карбида
Ковалентные и солеобразные соединения получают простым методом. В электрическую печь помещают смесь из дробленого кокса и оксида металла и нагревают. При высоких температурах оксид элемента вступает в реакцию с коксом. При таком способе часть кокса, которая состоит из углерода, соединяется с атомами элемента, входящими в оксид. В результате образуется требуемый карбид и угарный газ. Готовую расплавленную смесь разливают по специальным формам, а после застывания дробят и сортируют по размеру гранул. Несмотря на простоту данного способа, получение карбида с его помощью является довольно энергозатратным, поскольку требует поддержания высоких температур (1600-2500 градусов) на всем протяжении реакции.
Существуют и альтернативные способы получения некоторых видов веществ. Как правило, это разложение соединения в результате которого и получается требуемый элемент. Формула распада будет отличаться в зависимости от конкретного соединения.
Применение в промышленности
Карбид кальция является важным соединением для получения ацетилена, газа, который используется при кислородной сварке и обработке металлов . При горении с кислородом ацетилен способен достигать 3150 градусов Цельсия. Это позволяет работать с тугоплавкими металлами, требующими температуру вдвое большую,чем температура плавления самого металла.
Карбид бора используется как огнеупорный материал, поскольку температура плавления такого соединения выше 2400 градусов. При этом он же встречается в бронежилетах,так как способен защитить не только от пуль и осколков, но и от радиации. Для покрытия промышленного и строительного инструмента используют карбид титана. Его прочность позволяет повысить износостойкость деталей и обрабатывать даже самые прочные материалы.
Хранение и транспортировка
Поскольку карбид при вступлении в реакцию с влагой приводит к выделению большого количества тепла и взрывоопасного газа ацетилена, хранят данное вещество в герметичных баках или барабанах. Работа с такими баками требует особой осторожности. Газ ацетилен легче воздуха и способен самовоспламеняться, при этом обладает наркотическим действием . При вскрытии барабанов с карбидом используют специальный инструмент, исключающий возникновение искр, а при попадании вещества на кожу требуется немедленно промыть водой пораженный участок и смазать жирным кремом.
Помещения хранения должны хорошо проветриваться, а содержание других веществ по соседству — запрещено. Это может привести к опасным реакциям. Неправильное хранение может как взорвать карбид, так и привести его в негодное состояние.
Срок хранения доходит всего до полугода.
Перевозка осуществляется только крытым транспортом. Воздушная доставка запрещена.
Стоимость
На рынке карбид кальция можно приобрести по цене 80 рублей за килограмм. Продают данную смесь в бочках или специальных мешках. Ненамного дороже вещество с кремнием. Его стоимость составляет 82 рубля за килограмм. А вот, карбид вольфрама обойдется в 1400 рублей за кило. Причем, может быть установлен минимальный вес покупки, например, от 10 кг. Карбид бора будет стоить еще дороже — от 2000 рублей, причем фасовка начинается от 35 килограмм. Стоимость же соединений с гафнием или молибденом оговаривается с поставщиком отдельно.
КАРБИДЫ , соединения углерода с металлами или металлоидами, образующиеся при нагревании в электрической печи угля с окислом соответствующего элемента. Примером могут служить карбид кальция СаС 2 , алюминия А1 4 С 3 , карборунд CSi. Большинство К. разлагается водой с образованием углеводородов (СаС 2 дает при этом ацетилен). Наибольшее техническое применение имеет К. кальция в утилизации N воздуха: при прокаливании в атмосфере азота СаС 2 переходит в кальций-цианамид CaCN 2 (CaC 2 + -f-N 2 =CaCN 2 +C), служащий материалом для образования азотной к-ты и цианистых солей и применяемый в качестве удобрения. Карбид кальция (СаС 2) - сероватое или серовато-черное несгорающее вещество кристаллического строения; получается при сплавлении извести и угля в электрической печи при t° свыше 3.000°. Наиболее неустойчив К. кальция в воде, при воздействии к-рой образуются ацетилен и гашеная известь, причем освобождается большое количество теплоты. Получаемый на заводе горячий К. кальция упаковывают в герметически закупориваемые (во избежание доступа влаги) железные барабаны. Из К. кальция в особых аппаратах путем воздействия воды получают ацетилен.-У работающих с К. кальция в производственной обстановке возможно развитие поражения кожи,которое выражается в двоякой форме: дерматитов и местных ожогов в форме ограниченных язв (некрозы). Дерматит развивается преимущественно при работе с сухим,твердым К.каль- ция; если же при этом на руки попадает вода, то при выделении тепла образуются ацетилен и гашеная известь, к-рая и является причиной образования язв. Последние по внешнему виду и патогенезу напоминают язвы, образующиеся от едкого кальция или от удобрительных веществ, содержащих цианамид кальция; Профилактика. Предотвращение выделения пыли и защита рук, которые перед надеванием рукавиц следует смазывать вазелином и затем присыпать тальком. Подробнее о профилактике - см. ниже-кальций-азот. Лит.: За кс О., О действии карбида на кошу человека и животных (М. Oppenheim, J. Rille, К. U11-mann, Профессиональные болезни кожи, т. I, вып. 3, МоскЕа, 1927, лит.). Кальций-авот (Kalkstickstoif), черноватый порошок со слабым ацетиленовым запахом. Применяется гл. обр. в качестве удобрения. Получается экзотермическим путем из карбида кальция: после получения последнего (в электрической печи при сплавлении кальция и кокса при t° выше 3.000°) его перемалывают, а затем в нагреваемых при помощи электричества азотирующих печах приводят в соприкосновение с чистым N. Происходит образование кальция-азота, который еще раз перемалывают в тонкий порошок, поступающий в продажу в чистом виде или с различными примесями. Кальций-азот содержит: цианамида кальция (CaCN 2) 55- 60%, едкой извести 20%, углерода 15%; далее могут содержаться небольшие количества различных примесей, в частности ацетилена, H 2 S и фосфористого водорода.- В настоящее время кальций-азот вырабатывается в западноевропейских странах (особенно в Германии) в больших количествах. В СССР это производство еще не поставлено. При различных производственных процессах, при размоле, пересыпке и транспортировке, а также при его употреблении в сельском хоз. кальций-азот выделяет известное количество пыли. Воздействие последней выражается в двоякой форме: содержащийся в ней цианамид вызывает (особенно у рабочих, потребляющих алкоголь) явления общего отравления, с тяжелыми приливами крови к верхней половине тела, с иньициро-^ ванием конъюнктивы и слизистой носоглотки, с одышкой, пальпитацией сердца и др. Едкая же известь вызывает различные кожные поражения, к-рые выражаются или в различной тяжести дерматитах (эритема, экзема, нагноительные процессы, хрон. поражения с инфильтрацией и шелушением) или же в местном едком действии, причем поражаются различные участки перехода кожи в слизистую (носовые отверстия, углы рта), и т. л. При слиянии этих язв и расчесах образуются соединяющиеся один с другим мокнущие участки, покрытые грязным налетом. У сел.-хоз. рабочих, у к-рых пыль кальций-азота при рассыпании его проникала в белье и сапоги, кожные поражения носили более тяжелый характер (вплоть до образования обширных некрозов и язв). При опытах на животных наблюдали такие же поражения кожи и изъязвления с потерей волос. Здесь имеется налицо воздействие едкой извести, отнимающей от тканей воду. Возможно, что при воздействии воды на кальций- цианамид отщепляется NH 3 , к-рый действует на кожу раздражающе. Число кожных поражений у рабочих в первые годы развития промышленности (в Германии) было довольно велико; в дальнейшем при введении предохранительных мероприятий оно значительно уменьшилось.-П рофилактика. На заводах-отсасывание пыли с места ее образования; подбор рабочих; защитная одежда и рукавицы; устройство умывальников и ванн; обучение рабочих. Лица с чувствительной кожей, особенно потливые, на работу допускаться не должны. Перед работой кожу рук следует слегка смазывать жиром (вазелином), им же нужно обтирать руки перед умыванием. На заводе продукт перед упаковкой следует «умасливать», т. е. добавлять к нему 10-20% минерального масла, что значительно уменьшает выделение пыли при транспортировке и употреблении. Сел.-хоз. потребители должны при распы-ливании продукта носить специальный костюм с капюшоном, очки, повязку для носа и т. п.-Лечение кожных поражений. При экземе-присыпки, цинковое масло (Zinci oxyd. 40,0,01.provinc.natur. 60,0), цинк-висмут, компресы из 1%-ного раствора салициловой кислоты, резорцина, уксуснокислого глинозема. По затихании острых явлений-пасты (5-10%-ная туменол-ихти-олцинковая паста) или мази. При наличии инфильтрата-лучи Рентгена. При изъязвлениях-перуанский бальзам или 5-10%-ная протарголовая мазь (с добавлением 10% анестезина). Лит.: Кельш Ф., Азотистый кальций (М. Ор-penheim, J. Rille, К. Ullmann, Профессиональные болезни кожи, т. I, в. 3, М., 1927); Е" i s с h e г В.., Ktinstliche Diingerstoffe (Weyls Hndb. d. Hygiene, B. VII, Tell 2, Leipzig, 1921); Koelsch F., Cyan-amide du calcium (Hygiene du travail, Encyclopedle, lasc. 23, Geneve, 1925, лит.).Н. Розенваум.
Газовая сварка выполняется посредством использования горючих газов, главное место среди которых занимает ацетилен. Газ, смешиваясь с кислородом, выдает наивысшую температуру сварочного пламени - до 3200 градусов. Его получают в заводских условиях и, упакованным в специальные баллоны, доставляют к месту проведения сварочных работ. Другой способ добычи ацетилена - использовать генератор, который производит газ непосредственно там, где нужна сварка. Главный компонент для работы генератора - это карбид.
Материал представляет собой вещество темно-серого или коричневатого оттенка с химической формулой СаС2. Взаимодействуя с водой он делится на ацетилен и гашеную известь. По теоретическим расчетам из одного килограмма чистого карбида кальция можно добыть 370 дм³ газа, но в реальности сказывается присутствие примесей, и результат получается несколько иной - всего около 280 дм³.
Кроме того, фактический выход ацетилена зависит от размера кусков карбида, его однородности. На продолжительность реакции влияет степень грануляции карбида и температура распада. Процесс гидролиза карбида кальция выглядит следующим образом: СаС2 + Н2О = С2Н2 + Са(ОН). Фактическая потребность в воде на 1 кг сухого вещества колеблется в пределах от 5 до 20дм³.
Производство карбида
Что такое карбид кальция? Это продукт, получаемый в результате термической реакции окиси кальция и кокса. Основным сырьем для его производства служат известняки, к которым предъявляются особые требования. Сырье должно быть однородным, поэтому карбидные предприятия обычно работают на известняках из хорошо изученных месторождений. Технологический процесс складывается из нескольких этапов:
- обжиг известняка в специальных печах;
- приготовление шихты;
- получение карбидного сплава;
- дробление и разделение на фракции конечного продукта.
Сам материал и его производство относится к разряду взрыво- и огнеопасных. Поэтому государственными нормативами предусмотрено строжайшее выполнение правил безопасного хранения и обращения с карбидом кальция. Основные требования таковы:
- карбид кальция поступает в продажу упакованным в стальные герметично закрытые барабаны или контейнеры;
- помещение для хранения строится из негорючих материалов; должно быть сухим, закрытым, исключающим попадание влаги, иметь возможность проветривания;
- в хранилище не допускается наличие водопровода, канализации, водяного отопления;
- уровень поверхности пола необходимо делать выше нулевой отметки не менее, чем на 20 см;
- вскрывать барабан разрешается только ручным способом (молоток, зубило) или специальным режущим инструментом (не электрическим);
- единовременно открытым может быть только один барабан;
- в случае неполного использования емкость закрывают временной водонепроницаемой крышкой;
- обязательное наличие средств противопожарной защиты и малой механизации для перемещения продукта.
Емкости с карбидом кальция можно складировать и в горизонтальном, и в вертикальном положении. Свободную тару необходимо хранить в специально отведенных местах.
Процесс получения ацетилена из карбида
Устройство для получения ацетилена из карбида кальция называется ацетиленовый генератор. Оборудование бывает передвижным и стационарным. Мобильные генераторы используются, в основном, при проведении ремонтных работ, стационарные - на объектах с большими объемами сварочных процессов. Как получают ацетилен из карбида кальция? Принцип работы генератора состоит в следующем:
- Камера, предназначенная для газообразования, заполняется водой в расчетном объеме.
- Необходимое количество карбида кальция загружается в газообразующую камеру через специальный бункер. Запрещается использовать карбидную пыль, поскольку она может привести к мгновенному выделению газа и разгерметизации аппарата.
- Подача карбида для сварки из бункера в камеру происходит порциями в автоматическом режиме.
- По мере подачи каждой порции давление внутри камеры возрастает. Его снижение служит командой для загрузки последующей части карбида.
- В процессе взаимодействия карбида кальция с водой и происходит выделение ацетилена, который через отборник подается в шланг, ведущий к сварочной горелке.
Вторичный продукт в виде гашеной извести удаляется из генератора при помощи специального бункера. При работе с ацетиленовым генератором надо помнить, что в непосредственной близости от него категорически нельзя курить и пользоваться электрическими инструментами. Газовая горелка должна находиться не ближе 10 метров. Именно такого размера должна быть минимальная длина сварочного шланга.
Если возникла потребность в сварочных работах и нужно решить, где взять карбид, то надежнее всего обратиться к прямым поставщикам или купить в интернет магазинах, которые организуют доставку транспортной компанией.
что такое карбид и соли карбида
- а если его принять внутрь, что будет???
- Карбиды - соединения элементов с углеродом. Солей карбида быть не может.
- Карбид является широко используемым механической обработке сплава, его наиболее эффективно, имеет высокие твердость и износостойкость. Из конституции, карбид представляет собой один или более тугоплавкие карбиды, такие как порошок из карбида вольфрама, карбида титана в качестве основного компонента, добавляют в качестве связующего вещества металлические порошки, такие как кобальт, никель и тому подобное, с помощью порошка металлургический сделал изготовлен из материала сплава. Как правило, используется в производстве твердосплавных режущих инструментов, пресс-форм и холодных частей высокой степени износа. http://www.btcarbide.com/news-events-page14/
- СОЛЕЙ КАРБИДА НЕ СУЩЕСТВУЕТ! ДАЖЕ НАЗВАНИЯ ТАКОГО НЕТ!
Карбиды - соединения углерода с различными элементами. Чаще всего имеют нестехиометрический состав. При спекании окиси кальция с углеродом образуется карбид кальция CaC2 (техническое название просто карбид) . В воде происходит необратимый гидролиз карбида кальция с образованием ацетилена:
СаС2+2Н2О=Са (ОН) 2+С2Н2
Ацетилен благодаря наличию тройной связи ведт себя как слабая С-Н кислота и может замещать свои водороды на атомы металлов, образуя ацетилениды. Ацетилениды тяжлых металлов - очень взрывчатые соединения! Взрываются с громадной силой от малейшего касания.
Карбид обычно используют для маленьких взрывов. Берут бутылку из-под шампанского. Наливают в не воды до половины, верху на воду бросают солому, затем небольшую бумажку, на которую насыпают карбид. Бутылку закупоривают и бросают. Та взрывается, не долетая до земли, осыпая всех, кто поблизости, стеклянными осколками, несущимися с громадной скоростью.
Интереснее получать ацетилениды тяжлых металлов - серебра и меди. Для этого берут какую-то растворимую соль серебра или меди (медный купорос, например) , соответственно растворяют е в воде и доливают концентрированный раствор аммиака (25%) до растворения осадка. Через это вс пропускают ацетилен, полученный гидролизом карбида (карбид в воду, короче) . Выпадает осадок, который фильтруют на фильтровальной бумажке (промокашке) . Этот осадок и во влажном состоянии - то взрывчатый, а если ему дать высохнуть, то взрывается от малейшего касания. Но если не хотите остаться без глаз, то НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО!! ! Я химик и часто сталкиваюсь со случаями, когда людям и по большей мелочи отрывало пальцы, руки или те слепли. - Это такое вещество, получаемое спеканием каменного угля с известью, а может мелом. Образуется карбид кальция, очень не стойкое соединение, а в воде подвергается полному гидролизу с образованием ацителена. Применяется именно для его генерации в специальных генераторах для газосварочных работ. Дети его крадут со строек и используют для баловства: всякие пиро проделки. Про соли ацителена ничего не слышал.
- карбиды- это соединения металлов и неметаллов. кроме карбида кальция который реагирует с водой с образованием ацетилена-существует также карбид алюминия-который разлагается в воде с образованием метана- горючего газа. существует также карбид кремния-очень твердое вещество. используется как абразив. солей у карбидов нет. вот еще про карбиды-