Carbide: Formula, Permohonan dan Hartanah

dunia tahu banyak sebatian kimia yang berbeza: perintah beratus-ratus juta. Dan mereka semua, seperti orang, adalah individu. Ia adalah mustahil untuk mencari dua bahan-bahan yang perlu sepadan dengan sifat-sifat kimia dan fizikal jenis perwakilan.

Salah satu daripada bahan-bahan bukan organik yang paling menarik yang sedia ada di dalam terang, putih karbida. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan ciri-ciri struktur, fizikal dan kimia, penggunaan sedikit dan melihat kehalusan penerimaan mereka. Tetapi pertama, sedikit mengenai sejarah penemuan itu.

cerita

karbida logam formula yang kami nyatakan di bawah, tidak adalah sebatian semula jadi. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa molekul mereka cenderung untuk mengurai terkena air. Oleh itu, adalah bernilai cuba untuk bercakap tentang sintesis pertama karbida.

Bermula dari 1849 terdapat rujukan kepada sintesis silikon karbida, bagaimanapun, beberapa percubaan ini kekal tidak diiktiraf. pengeluaran berskala besar bermula pada tahun 1893, ahli kimia kaedah Edward Acheson Amerika yang kemudiannya dinamakan sempena nama beliau.

Sejarah kalsium karbida sintesis juga tidak banyak maklumat yang berbeza. Pada tahun 1862 beliau menerima ahli kimia Jerman Fridrih Voler, pemanasan zink bersatu dan kalsium dengan arang batu.

Sekarang mari kita beralih kepada topik yang lebih menarik: kimia dan sifat fizikal. Ia adalah dalam mereka terletak intipati penggunaan kelas ini bahan.

ciri-ciri fizikal

Benar-benar semua karbida dibezakan oleh kekerasannya. Sebagai contoh, salah satu daripada pepejal pada skala Mohs ialah karbida tungsten (9 daripada 10 mata mungkin). Selain daripada bahan-bahan ini adalah sangat tahan panas: suhu lebur sebahagian daripada mereka mencapai dua ribu darjah.

Kebanyakan karbida lengai secara kimia dan berinteraksi dengan sebilangan kecil bahan. Mereka tidak larut dalam sebarang pelarut. Walau bagaimanapun, interaksi boleh dipertimbangkan dengan melarutkan dengan air, kemusnahan bon dan pembentukan hidroksida logam dan hidrokarbon.

Tentang tindak balas yang kedua, dan banyak tindak balas kimia lain yang menarik yang melibatkan karbida akan dibincangkan dalam bahagian seterusnya.

sifat kimia

Hampir semua karbida berinteraksi dengan air. Beberapa - dengan mudah dan tanpa pemanasan (contohnya, kalsium karbida), dan beberapa (mis Karbid Kremniya) - wap air apabila dipanaskan kepada 1800 darjah. Kereaktifan dengan itu bergantung kepada jenis komunikasi dalam campuran, yang kita akan membincangkan kemudian. Dalam tindak balas dengan air untuk menghasilkan hidrokarbon yang berbeza. Ini berlaku kerana hidrogen yang terkandung dalam air, adalah dihubungkan dengan karbon dalam karbida. Untuk memahami apa yang berlaku hidrokarbon (seperti yang boleh berlaku sebagai terhad, dan sebatian tak tepu), ia adalah mungkin, berdasarkan valens karbon yang terkandung dalam bahan permulaan. Sebagai contoh, jika kita mempunyai karbida kalsium, yang formula adalah CAC _2, kita melihat bahawa ia mengandungi ion C ₂ ^2-. Oleh itu, ia adalah mungkin untuk melampirkan dua hidrogen ion dengan caj +. Oleh itu, kita mendapatkan perkarangan C ₂ H ₂ - asetilena. Dengan cara yang sama dari sebatian seperti karbida aluminium, yang formula Al ₄ C _3, kita CH _4. Keluar dan C ₃ H _12, anda bertanya? Selepas ion yang mempunyai caj 12 tahun. Hakikat bahawa bilangan maksimum atom hidrogen ditentukan oleh 2n formula + 2 di mana n - bilangan atom karbon. Oleh itu, hanya sebatian formula C ₃ H ₈ (propana) boleh wujud sebagai ion dengan caj 12 jatuh kepada tiga ion dengan caj 4, yang menghasilkan, apabila digabungkan dengan proton metana molekul.

Menarik adalah reaksi karbida pengoksidaan. Mereka boleh berlaku sebagai campuran apabila terdedah kepada agen pengoksidaan yang kuat, dan dalam pembakaran biasa dalam suasana oksigen. Jika segala-galanya adalah jelas dengan oksigen: mendapat dua okisda, kemudian dengan oksida lain yang menarik. Semua bergantung kepada jenis logam membentuk karbida, dan juga pada sifat oksida. Sebagai contoh, Karbid Kremniya, yang formula SiC, dengan bertindak balas dengan campuran nitrik dan asid hidrofluorik, membentuk asid hexafluorosilicic dengan karbon dioksida. Dan semasa tindak balas yang sama tetapi dengan hanya satu asid nitrik, kami mendapatkan oksida silikon dan karbon dioksida. Oleh agen pengoksidaan juga merangkumi halogen dan Kumpulan kalkogen. Mereka bertindak balas apa-apa karbida, formula tindak balas bergantung kepada strukturnya.

karbida logam formula yang kami diperiksa - bukan sahaja wakil-wakil kelas ini sebatian. Sekarang kita melihat dengan lebih dekat pada setiap sebatian perindustrian penting dalam kelas ini dan kemudian bercakap tentang permohonan mereka dalam kehidupan kita.

Apakah karbida?

Ternyata, karbida, yang formula adalah, sebagai contoh, CAC _2, berbeza dengan ketara dalam struktur dari SiC. Dan perbezaan itu adalah terutamanya dalam bentuk ikatan antara atom. Dalam kes pertama kita berhadapan dengan karbida garam seperti. Ini kelas sebatian dinamakan demikian kerana ia sebenarnya berkelakuan seperti garam daripadanya, yang mampu menjauhkan menjadi ion. Ini ikatan ionik adalah sangat lemah, dan yang menjadikan ia mudah untuk menjalankan tindak balas hidrolisis dan penukaran lain-lain lagi, termasuk interaksi antara ion.

Satu lagi, mungkin lebih penting untuk perindustrian views karbida kovalen adalah karbida: seperti, sebagai contoh, SiC atau WC. Mereka ini disifatkan oleh kepadatan yang tinggi dan kekuatan. Dan juga lengai dan refraktori untuk mencairkan bahan kimia.

Terdapat juga karbida logam seperti. Sebaliknya, mereka boleh dianggap sebagai aloi logam dengan karbon. Antaranya boleh dikenal pasti, misalnya, (karbida besi, yang formula boleh berbeza, tetapi ia adalah lebih kurang purata: Fe ₃ C) simentit, atau besi. Mereka mempunyai aktiviti kimia perantaraan dalam darjah antara karbida ionik dan kovalen.

Setiap sub-spesies kita sedang berbincang kelas sebatian kimia mempunyai aplikasi praktikal. Untuk maklumat mengenai bagaimana dan di mana untuk digunakan setiap daripada mereka, kita akan membincangkan dalam bahagian seterusnya.

aplikasi praktikal karbida

Seperti yang kita telah dibincangkan, karbida kovalen mempunyai pelbagai pilihan aplikasi praktikal. Ini yang melelas atau memotong bahan-bahan, dan komposit bahan yang digunakan dalam pelbagai bidang (contohnya, sebagai salah satu daripada bahan-bahan yang terdiri daripada perisai badan), dan bahagian-bahagian kereta, dan alat elektronik, dan unsur-unsur pemanasan, dan tenaga nuklear. Dan ini bukanlah satu senarai lengkap permohonan ini karbida superhard.

Permohonan sempit mempunyai karbida garam-membentuk. Reaksi mereka dengan air digunakan sebagai kaedah makmal untuk mendapatkan hidrokarbon. Itu, kerana ia berlaku, kita telah dibincangkan di atas.

Bersama-sama dengan kovalen logam karbida mempunyai aplikasi yang luas dalam industri. Seperti yang kita katakan, ini jenis logam-kenalan sebatian subjek adalah keluli, besi dan sebatian logam lain dengan Kemasukan karbon. Biasanya, logam dalam bahan-bahan itu berhubungan dengan kelas d-logam. Itulah sebabnya ia cenderung untuk membentuk ikatan kovalen tidak, kerana ia adalah, diperkenalkan ke dalam struktur logam.

Pada pandangan kami, aplikasi praktikal dalam sebatian di atas adalah lebih daripada cukup. Sekarang mari kita melihat proses untuk persediaan mereka.

Mendapatkan karbida

Kedua-dua jenis pertama karbida yang kami anggap iaitu kovalen dan saltlike disediakan paling sehala mudah: dengan memberi tindak balas oksida unsur dan kok pada suhu tinggi. Di bahagian ini, kok, terdiri daripada atom karbon adalah dihubungkan dengan elemen terdiri daripada oksida, karbida dan bentuk. Satu lagi sebahagian daripada "memungut" oksigen dan membentuk karbon monoksida. proses tersebut adalah penggunaan tenaga yang sangat, kerana ia memerlukan mengekalkan suhu yang tinggi (perintah 1600-2500 darjah) dalam zon tindak balas.

Bagi sesetengah jenis sebatian menggunakan tindak balas alternatif. Sebagai contoh, penguraian sebatian yang akhirnya memberikan karbida. Formula tindak balas bergantung kepada kompaun tertentu, jadi berbincang kita tidak akan.

Sebelum mengakhiri artikel kami, kita akan membincangkan beberapa karbida menarik dan bercakap tentang mereka secara terperinci.

sebatian menarik

natrium karbida. Formula sebatian C ₂ Na _2. Ini boleh diwakili lebih sebagai acetylide (iaitu produk penggantian atom hidrogen dalam asetilena bagi atom natrium) dan bukannya karbida. Formula kimia tidak mencerminkan sepenuhnya perihal tersirat, jadi mereka perlu melihat struktur. Ini adalah bahan yang sangat aktif dan bagi apa-apa hubungan dengan air secara aktif berinteraksi dengan ia untuk membentuk asetilena dan alkali.

magnesium karbida. Formula: MGC _2. Cara yang menarik untuk mendapatkan sebatian yang cukup aktif. Salah seorang daripada mereka melibatkan pensinteran magnesium fluorida dengan kalsium karbida pada suhu yang tinggi. Ini keputusan dalam dua produk: kalsium fluorida, dan anda mahu kami karbida. Formula tindak balas ini adalah agak mudah, dan anda boleh jika anda mahu membaca dalam kesusasteraan khusus.

Jika anda tidak pasti kegunaan bahan yang terkandung dalam artikel, kemudian bahagian seterusnya adalah untuk anda.

Bagaimana ini boleh menjadi berguna dalam kehidupan?

Well, pertama, pengetahuan sebatian kimia boleh tidak pernah menjadi berlebihan. Lebih baik untuk menjadi pengetahuan bersenjata daripada tinggal tanpanya. Kedua, lebih banyak anda tahu tentang kewujudan sebatian tertentu, lebih baik untuk memahami mekanisme pembentukan mereka dan undang-undang yang membolehkan mereka untuk wujud.

Sebelum anda pergi ke akhir, saya ingin memberikan beberapa nasihat kepada kajian bahan ini.

Bagaimana untuk belajar?

Sangat mudah. Ia hanya sebahagian daripada kimia. Dan belajar ia mengikut buku teks kimia. Mulakan dengan maklumat sekolah dan beralih kepada yang lebih maju, dari buku teks dan buku panduan universiti.

kesimpulan

Tema ini tidak semudah dan membosankan kerana ia seolah-olah pada pandangan pertama. Bahan kimia sentiasa boleh menjadi menarik, jika anda merasa tujuan.