Carbide: Formula, Applicazione e proprietà

Il mondo conosce un sacco di composti chimici diversi: l'ordine di centinaia di milioni. E sono tutti, come le persone, sono individuali. E 'impossibile trovare due sostanze che devono corrispondere le proprietà chimiche e fisiche di diversi tipi di rappresentazione.

Uno dei più interessanti sostanze inorganiche esistenti nella luce bianca sono carburi. In questo articolo andremo a discutere le loro proprietà struttura, fisiche e chimiche, l'uso di un po 'e vedere le sottigliezze del loro ricevimento. Ma prima, un po 'la storia della scoperta.

storia

carburi metallici di formula cui diamo di seguito, non sono composti naturali. Ciò è dovuto al fatto che le loro molecole tendono a decomporsi in contatto con l'acqua. Pertanto, vale la pena di provare a parlare la prima sintesi di carburi.

Partendo dal 1849 vi sono riferimenti alla sintesi di carburo di silicio, tuttavia, alcuni di questi tentativi rimangono non riconosciuti. La produzione su larga scala è iniziata nel 1893, il chimico metodo americano Edward Acheson che è stato poi il suo nome.

Storia sintesi carburo di calcio non è anche un sacco di informazioni diverse. Nel 1862 ha ricevuto il chimico tedesco Fridrih Voler, riscaldando lo zinco fuso e calcio con carbone.

Ora passiamo ad argomenti più interessanti: proprietà chimiche e fisiche. E 'in essi si trova l'essenza del l'uso di questa classe di sostanze.

proprietà fisiche

Assolutamente tutti i carburi si distinguono per la loro durezza. Ad esempio, uno dei solidi sulla scala Mohs è carburo di tungsteno (9 su 10 punti possibili). Oltre a queste sostanze sono molto refrattari: temperatura di fusione di alcune di esse raggiunge duemila gradi.

La maggior parte dei carburi chimicamente inerte e interagire con un piccolo numero di sostanze. Essi non sono solubili in solventi. Tuttavia, l'interazione può essere considerato sciogliendo con acqua, la distruzione dei legami e la formazione di un idrossido di metallo e un idrocarburo.

A proposito di quest'ultimo reazione, e molte altre reazioni chimiche che coinvolgono interessanti carburi sarà discusso nella prossima sezione.

proprietà chimiche

Quasi tutti i carburi interagiscono con l'acqua. Alcuni – facilmente e senza riscaldamento (per esempio, carburo di calcio), e alcuni (ad esempio, Karbid Kremniya) – vapore acqueo quando riscaldata a 1800 gradi. Reattività dipende quindi dalla natura della comunicazione nel mix, di cui parleremo più avanti. Nella reazione con acqua per produrre idrocarburi differenti. Ciò si verifica perché l'idrogeno contenuto in acqua, è collegato al carbonio nel carburo. Per capire cosa succede idrocarburi (come può accadere come limitante, e composto insaturo), è possibile, in base alla valenza del carbonio contenuto nel materiale di partenza. Ad esempio, se abbiamo un carburo di calcio, la cui formula è CaC _2, vediamo che esso contiene l'ione C ₂ ^2-. Quindi, è possibile collegare due ioni idrogeno con carica +. Così, si ottiene il composto C ₂ H ₂ – acetilene. Nello stesso modo da un composto come carburo di alluminio, la cui formula Al ₄ C _3, abbiamo CH _4. Perché non C ₃ H _12, vi chiederete? Dopo l'ione ha una carica di 12. Il fatto che il numero massimo di atomi di idrogeno è determinata dalla formula 2n + 2 in cui n – numero di atomi di carbonio. Quindi, solo un composto della formula C ₃ H ₈ (propano) può esistere come ione con carica 12 si divide in tre ioni con carica 4, che producono, quando combinato con la molecola protoni metano.

Interessanti sono reazione di ossidazione carburi. Possono verificarsi come miscele quando esposti agli agenti ossidanti forti, e la combustione ordinaria in atmosfera di ossigeno. Se tutto è chiaro con ossigeno: ottenuto due okisda, poi con altri ossidanti interessanti. Tutto dipende dalla natura del metallo costituente il carburo, nonché sulla natura della ossidante. Ad esempio, Karbid Kremniya, la cui formula SiC, reagendo con una miscela di acido nitrico e acido fluoridrico, forma acido esafluorosilicico con anidride carbonica. E durante la stessa reazione ma con una sola di acido nitrico, si ottiene un ossido di silicio e biossido di carbonio. Da agenti ossidanti includono anche alogeni e calcogeni. Hanno reagito qualsiasi carburo, formula di reazione dipende dalla sua struttura.

carburi metallici formula che abbiamo esaminato – non solo rappresentanti di questa classe di composti. Ora diamo uno sguardo più da vicino a ciascuno dei composti industrialmente importanti di questa classe e poi parlare la loro applicazione nella nostra vita.

Quali sono i carburi?

Risulta, carburo, la cui formula è, per esempio, CaC _2, differisce significativamente nella struttura da SiC. E la differenza è principalmente nella natura dei legami tra gli atomi. Nel primo caso si tratta di un carburo simile a sale. Questa classe di composti è chiamato così perché in realtà si comporta come un suo sale, che è capace di dissociare in ioni. Questo legame ionico è molto debole, e che rende facile per condurre la reazione di idrolisi e la conversione di molti altri, tra cui l'interazione tra gli ioni.

Un altro, forse più importante visualizzazioni industrialmente carburi covalenti sono carburi: come, ad esempio, SiC o WC. Essi sono caratterizzati da elevata densità e resistenza. E anche inerti e refrattari per diluire le sostanze chimiche.

Ci sono anche i carburi metallici-like. Piuttosto, essi possono essere considerati come leghe di metalli con carbonio. Tra questi possono essere identificati, ad esempio, (carburo di ferro, la cui formula può essere differente, ma è approssimativamente la media: Fe ₃ C) cementite, o ferro. Hanno un'attività chimica intermedia in grado tra carburi ionico e covalente.

Ognuna di queste sottospecie stiamo discutendo di una classe di composti chimici ha la sua applicazione pratica. Per informazioni su come e dove utilizzare ciascuno di essi, discuteremo nella prossima sezione.

L'applicazione pratica di carburi

Come abbiamo discusso, carburi covalenti hanno la più vasta gamma di applicazioni pratiche. Questi materiali abrasivi o materiali da taglio, e compositi utilizzati in vari settori (ad esempio, come uno dei materiali comprendenti l'armatura del corpo) e parti di automobili, e strumenti elettronici, elementi riscaldanti, ed energia nucleare. E questo non è un elenco completo delle applicazioni di questi carburo superhard.

L'applicazione più stretta ha carburi forma sale. La loro reazione con l'acqua viene usata come metodo di laboratorio per l'ottenimento di idrocarburi. Che, come accade, abbiamo già discusso sopra.

Insieme con covalente metallo-carburi hanno ampia applicazione nell'industria. Come abbiamo detto, questo tipo di metallo contatto dei composti in oggetto sono di acciaio, ferro e altri composti metallici con inclusioni di carbonio. Tipicamente, il metallo di tali sostanze si riferisce alla classe di d-metalli. Ecco perché tende a formare legami covalenti non lo fanno, per così dire, introdotto nella struttura metallica.

A nostro avviso, le applicazioni pratiche dei composti di cui sopra è più che sufficiente. Vediamo ora il processo per la loro preparazione.

ottenere carburi

I primi due tipi di carburi che abbiamo considerato, cioè covalente e saltlike preparato più un modo semplice: facendo reagire ossido dell'elemento e coke ad alte temperature. In questa parte del coke, composto di carbonio è collegata ad un elemento composto da ossido, carburo e forme. Un'altra parte del "raccoglie" l'ossigeno e forma monossido di carbonio. Tale processo è il consumo di energia molto, in quanto richiede il mantenimento di una temperatura elevata (dell'ordine di 1600-2500 gradi) nella zona di reazione.

Per alcuni tipi di composti che utilizzano reazioni alternative. Ad esempio, la decomposizione di un composto che infine dà carburo. La formula della reazione dipende dal particolare composto, in modo da discutere che non.

Prima di concludere il nostro articolo, discuteremo alcuni carburi interessanti e parlare di loro in dettaglio.

composti interessanti

carburo di sodio. La formula del composto C ₂ Na _2. Questo può essere rappresentato più come acetylide (cioè il prodotto di sostituzione degli atomi di idrogeno nella acetilene sopra atomi di sodio) anziché carburo. La formula chimica non rispecchia completamente queste sottigliezze, quindi hanno bisogno di guardare la struttura. Questa è una sostanza molto attiva e per qualsiasi contatto con l'acqua è attivamente interagisce con esso per formare acetilene e alcali.

carburo di magnesio. Formula: MGC _2. Un modo interessante per ottenere un composto sufficientemente attivo. Uno di questi comporta la sinterizzazione di fluoruro di magnesio con carburo di calcio ad alta temperatura. Ciò si traduce in due prodotti: fluoruro di calcio, e ci vuole carburo. La formula di questa reazione è abbastanza semplice, e si può, se si desidera leggere nella letteratura specializzata.

Se non si è sicuri della utilità del materiale contenuto in questo articolo, allora la sezione successiva è per voi.

Come può essere utile nella vita?

Beh, in primo luogo, la conoscenza di composti chimici non può mai essere superfluo. Sempre meglio essere armati conoscenze che stare senza di essa. In secondo luogo, più si conosce circa l'esistenza di certi composti, per meglio comprendere i meccanismi della loro formazione e le leggi che permettono loro di esistere.

Prima di andare fino alla fine, vorrei dare qualche consiglio sullo studio di questo materiale.

Come imparare?

Molto semplice. E 'solo una parte della chimica. E imparare segue i libri di testo di chimica. Iniziare con le informazioni della scuola e passare a quello più avanzato, dai libri di testo universitari e manuali.

conclusione

Questo tema non è così semplice e noioso come sembra a prima vista. Le sostanze chimiche possono essere sempre un interessante, se lo trovate uno scopo.