Karbida: Formula Application and Properties

Svijet ne zna mnogo različitih kemijskih spojeva: Redoslijed stotine milijuna. I svi su oni, kao i ljudi, su individualni. Nemoguće je pronaći dvije tvari koje imaju kako bi se slagala kemijska i fizikalna svojstva različitih vrsta reprezentacije.

Jedan od najzanimljivijih anorganske tvari koje postoje u bijeloj svjetlosti su karbidi. U ovom članku, mi ćemo raspravljati o njihovoj strukturi, fizikalna i kemijska svojstva, uporaba malo i vidjeti suptilnosti njihova primitka. Ali prvo, malo o povijesti otkrića.

priča

metalni karbidi formule koje daju u nastavku, nisu prirodni spojevi. To je zbog činjenice da njihove molekule imaju tendenciju da se raspadaju u dodiru s vodom. Dakle, to je vrijedno pokušava govoriti o prvoj sintezi karbida.

Počevši od 1849. postoje reference na sintezu silicij karbida, međutim, neki od tih pokušaja ostanu neprepoznati. proizvodnja velikih razmjera započela 1893. godine, američki kemičar Edward Acheson način koji je kasnije nazvan po njemu.

Povijest sinteza kalcijev karbid također nije puno različitih informacija. Godine 1862. dobio je njemački kemičar Fridrih Voler, grijanje na spojenu cinka i kalcija s ugljenom.

Sada ćemo prijeći na više zanimljivih tema: kemijska i fizikalna svojstva. To je u njima leži bit korištenje ove klase tvari.

fizikalna svojstva

Apsolutno sve karbidi se razlikuju po svojoj tvrdoći. Na primjer, jedan od krutih tvari na Mohsovoj skali je tungsten karbid (9 od 10 moguće točke). Osim tih tvari vrlo su vatrostalne: temperatura nekih od njih doseže dvije tisuće stupnjeva.

Većina karbidi kemijski inertni i interakciju s malim brojem tvari. Nisu topljivi u bilo otapalima. Međutim, može se smatrati interakcija otapanjem vodom, uništenje veza i formiranje metalnog hidroksida i ugljikovodika.

O potonjem reakcije, i mnogo drugih zanimljivih kemijskih reakcija koje uključuju karbida će biti objašnjeno u sljedećem poglavlju.

kemijska svojstva

Gotovo svi karbidi interakciju s vodom. Neki - lako i bez zagrijavanja (npr kalcijev karbid), i neke (npr Karbid Kremniya) - vodena para kada zagrijava do 1800 stupnjeva. Reaktivnost na taj način ovisi o prirodi komunikacije u mix, koji ćemo raspravljati kasnije. U reakciji s vodom da se dobije različitih ugljikovodika. To se događa zato što se vodik koji se nalazi u vodi, je povezan s ugljikom na karbida. Razumjeti što se događa ugljikovodik (kao što se može dogoditi ograničavajući i nezasićene spoja), da je moguće, na temelju valenciji ugljika koji se nalazi u polaznom materijalu. Na primjer, ako imamo kalcijeva karbida, čija je formula _CaC2, vidimo da sadrži ^_C2-2- ion. Dakle, moguće je priključiti dva vodikov ion uz nadoplatu +. Na taj način, da se dobije spoj C ₂ H ₂ - acetilen. Na isti način se iz spoja kao što je aluminij-karbid, čija formula Al _{4 C3 smo CH4.} Zašto ne _C3 H _12, pitate? Nakon iona ima naboj od 12. Činjenica da je maksimalan broj atoma vodika određuje formule 2n + 2, gdje je n - broj atoma ugljika. Dakle, samo spoj formule C ₃ H ₈ (propan) mogu postojati kao ion s nabojem 12 pada u tri iona s naboja 4, koja, u kombinaciji s protoni metana molekule.

Zanimljivi karbidi reakcija oksidacije. Oni se mogu pojaviti kao mješavina kada je izložen jakim oksidacijskim sredstvima, te u redovnom spaljivanja u atmosferi kisika. Ako je sve jasno s kisikom: dobiti dva okisda, zatim s drugim oksidansima zanimljivim. Sve ovisi o vrsti metala koji čini karbida, kao i na prirodu oksidansa. Primjerice Karbid Kremniya, čija formula SiC, reakcijom s mješavinom dušične i fluorovodičnom kiseline, tvori heksafluorsilicijske kiseline s ugljičnim dioksidom. I u istom reakcijom ali sa samo jednim dušične kiseline da se dobije silicijske oksid i ugljični dioksid. Sa sredstvima oksidacije uključuju halogene i halogenog. Reagirali su svaki karbida, reakcija formule ovisi o strukturi.

metalni karbidi formula koje ispituje - ne samo predstavnici ove klase spojeva. Sada smo se bliži pogled na svaku od industrijski važnih spojeva ove klase, a zatim razgovarati o njihovu primjenu u našim životima.

Koje su karbidi?

Ispada, karbida, čija je formula, na primjer, _CaC2, znatno se razlikuje se u strukturi od SiC. A razlika je prvenstveno u prirodi veza između atoma. U prvom slučaju se radi o soli poput karbida a. Ova klasa spojeva je nazvan tako jer se zapravo ponaša kao soli, koje se mogu odvojiti na ione. To Ionska veza je vrlo slaba, a to olakšava provođenje reakcije hidrolize i pretvorbu i mnogi drugi, uključujući i interakcije između iona.

Drugi, možda i važniji industrijski pogleda kovalentne karbidi su karbidi: kao što je, na primjer, SiC ili WC. Oni se odlikuju visoke gustoće i čvrstoće. I također inertan i otporni na razrijeđene kemikalije.

Tu su i metala poput karbidi. Umjesto toga, oni se mogu smatrati legure metala sa ugljikom. Među njima se mogu identificirati, na primjer, cementita (željezo karbida, čija formula mogu biti različiti, ali je približno prosječna: Fe ₃ C), ili željezo. Imaju kemijsku aktivnost intermedijer u stupnju između ionskih i kovalentnih karbida.

Svaka od tih podvrsta govorimo o 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, kovalentne karbidi imaju najveći raspon praktičnih primjena. Ovaj abrazivna ili rezanje materijala i kompozitni materijali koji se koriste u raznim područjima (na primjer, kao što je jedan od materijala koji su tijelo oklop), i auto dijelova i elektroničkih instrumenata i grijačima, i nuklearne energije. A to nije potpuni popis programa tih superhard karbida.

Najuži program ima karbida koje stvaraju soli. Njihova reakcija s vodom upotrebljava se kao laboratorijski postupak za dobivanje ugljikovodika. To je, kao što se događa, mi smo već gore objašnjeno.

Uz kovalentnih metal-karbidi imaju široku primjenu u industriji. Kao što smo rekli, ova vrsta metala kontakta predmetnih spojeva su od čelika, željeza i drugih metala spojeva s atomima inkluzije. Tipično, metal u takvim tvarima odnosi se na klasu d-metala. Zato je sklon da se formira kovalentne veze ne, kao što su, uvedena u metalnu strukturu.

Po našem mišljenju, praktična primjena u navedenim spojevima je više nego dovoljno. Sada omogućuje pogled na proces za njihovu pripravu.

dobivanje karbida

Prve dvije vrste karbida koje se smatra, naime kovalentna i saltlike pripravljene najviše jedan jednostavan način: reakcijom oksida elementa i koksa na visokim temperaturama. U tom dijelu koksa, sastoji od atoma ugljika spojen na element koji se sastoji od oksida, karbida i oblika. Drugi dio „pokupi” kisik i formira ugljični monoksid. Takav postupak vrlo potrošnja energije, jer to zahtijeva održavanje visoke temperature (reda 1600-2500 stupnjeva) u reakcijskoj zoni.

Kod nekih vrsta spojeva koji koriste alternativne reakcije. Na primjer, razgradnja spojeva koji u konačnici daje karbida. Formula reakcije ovisi o određenom spoju, pa raspraviti ga nećemo.

Prije završetka naš rad, mi ćemo raspraviti neke zanimljive karbida i razgovarati o njima u detalje.

zanimljivi spojevi

natrij karbida. Formula spoja _C2 Na _2. To može biti predstavljen kao više acetilida (tj produkt supstitucije atoma vodika u acetilenom preko natrij atoma) umjesto karbida. Kemijska formula u potpunosti ne odražavaju ove nijanse, pa im je potrebno, pogledajte strukturu. To je vrlo aktivna tvar i za bilo koji kontakt s vodom je aktivno komunicira s njom te se dobije acetilen i lužine.

magnezij karbida. Formula: MGC _2. Zanimljiv način dobivanja dovoljno aktivnog spoja. Jedan od njih uključuje sinteriranja magnezijeva fluorida s kalcijeva karbida na visokoj temperaturi. To rezultira sa dva proizvoda: kalcij fluorida, a vi nas želite karbida. Formula ove reakcije je vrlo jednostavna, a možete ako želite pročitati u stručnoj literaturi.

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

Kako to može biti korisno u životu?

Pa, kao prvo, poznavanje kemijskih spojeva može nikada biti suvišno. Uvijek je bolje biti naoružani znanjem nego ostati bez njega. Drugo, što više znamo o postojanju određenih spojeva, kako bi bolje razumjeli mehanizme njihovog stvaranja i zakone koji omogućuju im da postoji.

Prije nego što idete do kraja, ja bih dati neki savjet o proučavanju ovog materijala.

Kako ga naučiti?

Vrlo jednostavno. To je samo dio kemije. I naučiti slijedi udžbenika kemije. Početak školske informacije i prelazak na više naprednih, od sveučilišnih udžbenika i priručnika.

zaključak

Ova tema nije tako jednostavno i dosadno kao što se čini na prvi pogled. Kemikalije mogu uvijek biti zanimljiva, ako je to svrha pronaći.