Carbide: Formula, Primjena i osobine

Svijeta zna mnogo različitih kemijskih spojeva: redoslijed stotine miliona. I svi su, kao i ljudi, su individualne. Nemoguće je naći dvije supstance koje moraju odgovarati hemijske i fizičke osobine različitih vrsta reprezentacije.

Jedan od najzanimljivijih neorganskih supstanci koje postoje u bijele svjetlosti su karbidi. U ovom članku, mi ćemo raspravljati njihovu strukturu, fizičke i kemijske osobine, upotreba malo i vidjeti suptilnosti njihovog prijema. Ali prvo, malo o povijesti otkrića.

priča

metalnih karbida formule koje dajemo ispod, nisu prirodni spojevi. To je zbog činjenice da je njihova molekule imaju tendenciju da se razgradi u kontaktu s vodom. Stoga, vredi pokušava da razgovara o prvom sintezu karbida.

Počevši od 1849 postoje reference na sintezu silicij karbida, međutim, neke od tih pokušaja nisu prepoznate. proizvodnja velikih razmjera počeo 1893. godine, američki kemičar Edward Acheson način koji je kasnije nazvan po njemu.

Povijest kalcijum karbid sinteza je također nije mnogo različitih informacija. 1862. dobio je njemački kemičar Fridrih Voler, grijanje je fused cink i kalcijum ugljem.

Sada idemo na zanimljivije teme: hemijske i fizičke osobine. To je u njima leži suština korištenje ove klase supstanci.

fizičke osobine

Apsolutno sve karbida odlikuje tvrdoćom. Na primjer, jedan od čvrstih čestica na Mohsovoj skali je od tvrdog metala (9 od 10 mogućih bodova). Pored ovih tvari su vrlo vatrostalne: temperatura topljenja nekih od njih doseže dvije hiljade stepeni.

Većina karbidi hemijski inertan i interakciju sa malim brojem supstanci. Oni nisu rastvorljivi u bilo otapala. Međutim, interakcija može se smatrati rastvaranjem vodom, uništavanje obveznica i formiranje metalnih hidroksida i ugljikovodika.

O ovom drugom reakcija, kao i mnoge druge interesantne kemijske reakcije koje uključuju karbida će se raspravljati u sljedećem poglavlju.

kemijska svojstva

Gotovo svi karbidi interakciju s vodom. Neki - lako i bez grijanja (na primjer, kalcij karbida), a neki (npr Karbid Kremniya) - vodena para kada se zagrije do 1800 stupnjeva. Reaktivnost na taj način ovisi o prirodi komunikacije u miksu, kojima ćemo raspravljati kasnije. U reakciji sa vodom za proizvodnju različitih ugljikovodika. Ovo se dešava zato što je hidrogen sadržane u vodi, je povezan sa ugljenika u karbida. Da bi razumjeli što se događa ugljikovodika (kao što može da se desi kao ograničavanje, i nezasićenih smjesa), moguće je, na osnovu valenciju ugljika sadržanih u polazni materijal. Na primjer, ako imamo kalcij karbida, čija formula je CaC _2, vidimo da on sadrži C ₂ ^2- ion. Dakle, moguće je priložiti dva jona vodonika uz doplatu +. Tako smo dobili spoj C ₂ H ₂ - acetilen. Na isti način od složenog kao što je aluminij karbida, čija je formula Al ₄ C _3, mi CH _4. Zašto ne C ₃ H _12, pitate se? Nakon što je ion ima naknadu od 12. Činjenica da je maksimalan broj atoma vodonika se određuje po formuli 2n + 2 gdje je n - broj atoma ugljika. Dakle, samo spoj formule C ₃ H ₈ (propan) može postojati kao ion uz doplatu 12 padova u tri ion uz doplatu 4, koje proizvode, u kombinaciji sa protona molekula metana.

Zanimljivi su karbidi oksidacije reakcije. Oni se mogu javiti kao smjese kada su izloženi jakim oksidanti, au običnim spaljivanje u atmosferi kisika. Ako je sve jasno kiseonikom: Dobili dva okisda, zatim s drugim oksidansima zanimljivo. Sve zavisi od prirode metala čine karbida, kao i na prirodu oksidansa. Na primjer, Karbid Kremniya, čija je formula SiC, reakcijom s mješavinom dušične i fluorovodoničnu kiseline, čini sumporna kiselina sa ugljen-dioksida. A tokom iste reakcije, ali sa samo jednom od dušične kiseline, dobijamo silikonski oksida i ugljičnog dioksida. Po oksidaciju, uključuju halogene i chalcogens. Oni reagovali bilo karbida, reakcija formula ovisi o njegovoj strukturi.

metalnih karbida formula koja ispitali smo - ne samo predstavnici ove klase spojeva. Sada uzmi smo bliži pogled na svaki industrijski važnih spojeva ove klase, a onda razgovarati o njihovu primjenu u našim životima.

Koji su karbidi?

Ispostavilo se, karbida, čija formula je, na primjer, CAC _2, znatno se razlikuje u strukturi od SiC. A razlika je prvenstveno u prirodi veza između atoma. U prvom slučaju se radi o karbida soli slično. Ova klasa spojeva je nazvan tako jer se zapravo ponaša kao soli, koja je u stanju disosuju u jona. Ovo Ionska veza je vrlo slaba, a što ga čini lako za obavljanje reakcije hidrolize i konverziju mnogi drugi, uključujući i interakcije između iona.

Još jedan, možda još važnije industrijski smatra kovalentnih karbida su karbidi: kao što je, na primjer, SiC ili WC-om. Oni se odlikuju visoke gustoće i čvrstoće. I inertni i vatrostalnih razrijediti kemikalije.

Tu su i metala poput karbida. Umjesto toga, oni se mogu smatrati legure metala sa ugljen. Među njima se mogu prepoznati, npr cementita (željezo karbida, čija formula mogu biti različiti, ali to je otprilike prosjek: Fe ₃ C) ili željeza. Imaju kemijske aktivnost srednji u stepenu između jonske i kovalentne karbida.

Svaki od ovih podvrsta govorimo klasu kemijskih spojeva ima svoju praktičnu primjenu. Za informacije o tome kako i gdje koristiti svaku od njih, mi ćemo raspravljati u sljedećem odjeljku.

Praktična primjena karbida

Kao što smo rekli, kovalentna karbida imaju najveći niz praktičnih aplikacija. Ovo abrazivne ili rezanje materijala, i kompozitnih materijala koji se koriste u različitim područjima (npr kao jedan od materijala koji čine tijelo oklop), i auto-dijelova i elektronskim instrumentima, i elementima grijanja, i nuklearne energije. I to nije kompletan popis aplikacija ovih Superhard karbida.

Najužem aplikacija imaju karbida soli formiraju. Njihova reakcija sa vodom se koristi kao metoda laboratorija za dobivanje ugljikovodika. To je, kao što se dešava, već smo razgovarali gore.

Uz kovalentno metal-karbida imaju široku primjenu u industriji. Kao što smo rekli, ova vrsta metala-kontakt predmeta jedinjenja su od čelika, željeza i drugih metala jedinjenja sa ugljen uključaka. Tipično, metala u takve supstance se odnosi na klase D-metala. To je zbog toga ima tendenciju da se formira kovalentne veze nemaju, kao što su, uveden u metalnu konstrukciju.

Po našem mišljenju, praktičnu primjenu u gore jedinjenja je više nego dovoljno. Sada omogućava gledate na proces za njihovu pripremu.

Getting karbidi

Prve dvije vrste karbida koji smo smatrali, naime kovalentna i saltlike pripremljen najviše jednostavan način: reakcijom oksida elementa i koksa na visokim temperaturama. U ovom dijelu koksa, sastavljen od atoma ugljenika je priključen na element sastavljen od oksida, karbida i oblicima. Drugi dio "pokupi" kisik i formira ugljen-monoksidom. Takav proces je vrlo potrošnje energije, jer zahteva održavanje visoke temperature (reda 1600-2500 stupnjeva) u zoni reakcije.

Za neke vrste spojeva koriste alternativne reakcije. Na primjer, razgradnje jedinjenja što u konačnici daje karbida. Formula reakcije ovisi o konkretnom spoj, tako da o tome nećemo.

Pre zaključivanja članku, mi ćemo raspravljati neke zanimljive karbida i razgovarati o njima u detalje.

zanimljiv jedinjenja

natrijum karbida. Formula spoj C ₂ Na _2. Ovo se može predstaviti više kao acetylide (i.e. proizvod supstitucije atoma vodika u acetilen preko natrij atoma), a ne karbida. Hemijsku formulu ne odražava u potpunosti te suptilnosti, tako da treba da pogledamo strukturu. Ovo je vrlo aktivne tvari i za bilo kakav kontakt sa vodom je aktivno komunicira s njim da se formira acetilen i baze.

magnezij karbida. Formula: MGC _2. Zanimljiv način dobivanja dovoljno aktivni spoj. Jedan od njih uključuje sinteriranje magnezij fluorida sa kalcijum karbid na visokoj temperaturi. To rezultira u dva proizvoda: kalcijum fluorid, a vi želite da mi karbida. Formula ove reakcije je prilično jednostavan, i možete ako želite da ga pročitati u stručna literatura.

Ako niste sigurni u korisnost materijala sadržanog u članku, onda je sljedeći dio je za vas.

Kako to može biti od koristi u životu?

Pa, prije svega, poznavanje kemijskih spojeva nikada ne može biti suvišan. Uvijek je bolje biti naoružani znanja nego ostati bez nje. Drugo, više znate o postojanju određenih spojeva, kako bi bolje razumiju mehanizme njihovog formiranja i zakoni koji im omogućavaju da postoji.

Pre nego što odete do kraja, ja bih da dam neke savjete o studiju ovog materijala.

Kako to naučiti?

Vrlo jednostavno. To je samo deo hemije. I naučiti slijedi udžbenika hemije. Početi sa informacijama škole i preći na više naprednih, od univerzitetskih udžbenika i priručnika.

zaključak

Ova tema nije tako jednostavno i dosadno, kao što se čini na prvi pogled. Kemikalija uvijek može biti zanimljivo, ako vam je svrhu.