Công thức cacbua canxi CaC2: Tính chất và phản ứng

Công thức và bản sắc

Công thức hóa học của canxi cacbua là CaC2. Nó là một hợp chất ion được tạo thành từ các cation canxi và anion acetylide, không phải hỗn hợp và tầm quan trọng trong công nghiệp của nó xuất phát từ những gì xảy ra khi ion acetylide gặp nước. Bảng dưới đây thu thập dữ liệu nhận dạng được sử dụng trên nhãn, bảng dữ liệu an toàn và chứng từ vận chuyển.

Hành vi vật lý và hóa học

Canxi cacbua thương mại là một chất rắn-màu đen xám có kết cấu cứng, giòn và mùi đặc trưng không phải đến từ CaC2 mà từ dấu vết của canxi photphua và canxi sulfua, giải phóng phosphine và hydro sulfua khi tiếp xúc với độ ẩm. CaC2 nguyên chất không màu; màu xám của vật liệu kỹ thuật là do các tạp chất có chứa cacbon và sắt tự do-gây ra. Vật liệu này ổn định trong khi vẫn khô và không cháy trong không khí khi không có nước, nhưng nó phản ứng dễ dàng với độ ẩm không khí, đó là lý do tại sao thùng được đóng kín và tại sao hàng tồn kho ở vùng có khí hậu ẩm ướt lại giảm đi đáng kể qua nhiều tháng.

Phản ứng với nước và hiệu suất axetylen

Phản ứng xác định sản phẩm là CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2. Một mol cacbua tạo ra một mol axetylen, có nghĩa là khối lượng lý thuyết thu được từ CaC2 nguyên chất là khoảng 0,406 kg axetylen/kg, tương đương với khoảng 350 lít khí/kg ở 0 C và 101,325 kPa. Vật liệu thực không bao giờ đạt được con số đó vì cacbua kỹ thuật có chứa vôi tự do, cacbon không phản ứng và tro; do đó, loại thương mại được phân loại theo hiệu suất khí đo được và loại tốt cung cấp từ 260 đến 300 lít axetylen mỗi kg ở 20 C. Quá trình thủy phân tỏa nhiệt mạnh và sản phẩm phụ canxi hydroxit{16}}được tạo ra dưới dạng bùn phải được xử lý như dòng chất thải có tính kiềm.

Ý nghĩa công nghiệp của công thức

Phân tử CaC2 là điểm khởi đầu của quá trình hóa học axetylen. Axetylen được sản xuất từ ​​cacbua là nguyên liệu cho nhiều loại sản phẩm hóa học và vẫn được sử dụng để hàn, cắt và gia nhiệt bằng oxy-axetylen ở những nơi có nhiệt độ ngọn lửa cao. Canxi cacbua cũng là một chất khử và khử lưu huỳnh trong sắt và thép, và nó được nạp vào các muôi và lò nung cảm ứng cho mục đích đó, nơi canxi và cacbon hoạt động độc lập. Trong xưởng đúc, hợp chất tương tự được sử dụng để khử lưu huỳnh trong sắt và cacbon hóa, và-sản phẩm phụ của nó là vôi góp phần điều hòa xỉ.

Phân loại chất lượng và tạp chất

Canxi cacbua được giao dịch dựa trên sản lượng khí, tỷ lệ kích thước và giới hạn tạp chất thay vì xét nghiệm hóa học CaC2. Các thông số kỹ thuật quốc gia như GB/T 10665 đặt ra cấu trúc phân loại cho thị trường Trung Quốc và khách hàng thường đặt hàng dựa trên sản lượng khí tối thiểu cộng với loại kích thước. Tạp chất thường gây phàn nàn nhất là phốt pho, chất tạo thành phosphine trong máy phát điện; hydro sunfua khỏi tạp chất sunfua phải được loại bỏ khỏi khí trước khi sử dụng trong tổng hợp hóa học. Hàm lượng hạt mịn được kiểm soát riêng vì các hạt mịn phản ứng quá nhanh trong máy phát điện và có thể gây quá nhiệt cục bộ.

An toàn, lưu trữ và vận chuyển

Canxi cacbua là một mặt hàng nguy hiểm. Nó được phân loại theo UN 1402 ở loại 4.3, các chất khi tiếp xúc với nước sẽ phát ra khí dễ cháy, việc vận chuyển và lưu trữ phải tuân theo phân loại đó. Khí axetylen mà nó tạo ra khi tiếp xúc với hơi ẩm có khả năng cháy trong phạm vi rộng, khoảng 2,5% đến 81% thể tích trong không khí, vì vậy khí không bao giờ được phép tích tụ trong một không gian hạn chế. Khu vực bảo quản phải khô ráo, thông thoáng, không có đường nước và hệ thống phun nước, tách biệt khỏi axit và chất oxy hóa. Trống chỉ được mở khi cần thiết bằng các dụng cụ không{8}}phát ra tia lửa và vật liệu phải được giữ cách xa nguồn lửa. Những vết tràn nhỏ được quét khô; nước không bao giờ được sử dụng để{10}làm sạch. Thiết bị bảo hộ cá nhân bao gồm kính bảo vệ mắt, găng tay và thiết bị bảo vệ hô hấp nơi phát sinh bụi và không khí trong khu vực xử lý kín phải được theo dõi về acetylene và phosphine.

Câu hỏi thường gặp

Q:Công thức hóa học của canxi cacbua là gì?
A: CaC2, có khối lượng mol là 64,10 g/mol. Nó là một ion axetylua của canxi và được cung cấp dưới dạng cục hoặc bột màu đen xám-.

Q:Điều gì xảy ra khi thêm canxi cacbua vào nước?
Đáp: CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2. Khí axetylen thoát ra và canxi hydroxit tạo thành bùn kiềm; phản ứng tỏa nhiệt và tạo ra nhiệt lượng đáng kể.

Q:Một kg cacbua tạo ra bao nhiêu axetylen?
Trả lời: Theo lý thuyết, lượng tối đa của CaC2 nguyên chất là khoảng 0,406 kg/kg, khoảng 350 lít ở 0 C và 101,325 kPa. Các loại thương mại cung cấp 260-300 lít mỗi kg ở 20 C tùy thuộc vào mức sản lượng khí của chúng.

Q:Mùi canxi cacbua đến từ đâu?
A: Từ tạp chất chứ không phải từ chính CaC2. Canxi photphua và canxi sunfua trong cacbua kỹ thuật giải phóng photphine và hydro sunfua khi có hơi ẩm và các khí này có mùi đặc trưng.

Q:Nên bảo quản canxi cacbua như thế nào?
Đáp: Trong các thùng chứa khô, kín ở tòa nhà khô ráo,{0}}thông gió tốt, không có đường ống nước hoặc vòi phun nước, cách xa axit và chất oxy hóa. Giữ số lượng ở mức tối thiểu và chỉ mở thùng chứa khi cần thiết.