คาร์ไบด์: สูตรแอพลิเคชันและคุณสมบัติ

โลกรู้มากของสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกัน: สั่งของหลายร้อยล้าน และพวกเขากำลังทั้งหมดเช่นคนเป็นบุคคล มันเป็นไปไม่ได้ที่จะหาสารทั้งสองซึ่งจะต้องตรงกับสารเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างกันของการเป็นตัวแทน

หนึ่งในสารอนินทรีที่น่าสนใจที่สุดที่มีอยู่ในที่มีแสงสีขาวคาร์ไบด์ ในบทความนี้เราจะหารือเกี่ยวกับคุณสมบัติของโครงสร้างทางกายภาพและเคมีของพวกเขาใช้บิตและดูรายละเอียดปลีกย่อยของใบเสร็จรับเงินของพวกเขา แต่ก่อนเล็กน้อยเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการค้นพบที่

เรื่องราว

คาร์ไบด์โลหะของสูตรที่เราให้ด้านล่างไม่ได้เป็นสารธรรมชาติ เพราะนี่คือความจริงที่ว่าโมเลกุลของพวกเขามีแนวโน้มที่จะสลายตัวในการติดต่อกับน้ำ ดังนั้นจึงเป็นมูลค่าการพยายามที่จะพูดคุยเกี่ยวกับการสังเคราะห์แรกของคาร์ไบด์

เริ่มต้นจาก 1849 มีการอ้างอิงถึงการสังเคราะห์ของซิลิกอนคาร์ไบด์ แต่บางส่วนของความพยายามเหล่านี้ยังคงไม่รู้จัก การผลิตขนาดใหญ่เริ่มต้นในปี 1893 นักเคมีชาวอเมริกันวิธีเอ็ดเวิร์ดเคสันที่ถูกเสนอชื่อต่อมาหลังจากที่เขา

ประวัติความเป็นมาสังเคราะห์แคลเซียมคาร์ไบด์นี้ยังไม่ได้ข้อมูลจำนวนมากที่แตกต่างกัน ในปี 1862 เขาได้รับเคมีชาวเยอรมัน Fridrih Voler ร้อนสังกะสีและแคลเซียมผสมกับถ่านหิน

ตอนนี้ขอย้ายไปยังหัวข้อที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่: เคมีและคุณสมบัติทางกายภาพ มันมีอยู่ในพวกเขาอยู่สาระสำคัญของการใช้งานของระดับของสารนี้

คุณสมบัติทางกายภาพ

อย่างคาร์ไบด์ทั้งหมดที่มีความโดดเด่นด้วยความแข็งของพวกเขา ตัวอย่างเช่นหนึ่งของของแข็งใน ระดับ Mohs เป็น ทังสเตนคาร์ไบด์ (9 จาก 10 จุดเป็นไปได้) นอกจากนี้สารเหล่านี้เป็นวัสดุทนไฟมาก: ละลายอุณหภูมิของบางส่วนของพวกเขาถึงสองพันองศา

คาร์ไบด์ส่วนใหญ่สารเคมีเฉื่อยและมีปฏิสัมพันธ์กับจำนวนเล็ก ๆ ของสาร พวกเขาจะไม่ละลายในตัวทำละลายใด ๆ อย่างไรก็ตามการมีปฏิสัมพันธ์ได้รับการพิจารณาโดยการละลายด้วยน้ำทำลายของพันธบัตรและการก่อตัวของไฮดรอกไซโลหะและสารไฮโดรคาร์บอนที่

เกี่ยวกับปฏิกิริยาหลังและปฏิกิริยาที่น่าสนใจอื่น ๆ อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับสารเคมีคาร์ไบด์จะมีการหารือในส่วนถัดไป

คุณสมบัติทางเคมี

คาร์ไบด์เกือบทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กับน้ำ บางคน - ได้อย่างง่ายดายและไม่มีความร้อน (เช่น แคลเซียมคาร์ไบด์) และบางส่วน (เช่น Karbid Kremniya) - ไอน้ำเมื่อถูกความร้อนถึง 1800 องศา การเกิดปฏิกิริยาจึงขึ้นอยู่กับลักษณะของการสื่อสารในการผสมซึ่งเราจะหารือในภายหลัง ในการทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อผลิตสารไฮโดรคาร์บอนที่แตกต่างกัน นี้เกิดขึ้นเนื่องจากไฮโดรเจนที่มีอยู่ในน้ำที่เชื่อมต่อกับคาร์บอนในคาร์ไบด์ เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่เกิดขึ้นไฮโดรคาร์บอน (เท่าที่สามารถเกิดขึ้นได้เป็นข้อ จำกัด และสารประกอบไม่อิ่มตัว) ก็เป็นไปได้ขึ้นอยู่กับความจุของคาร์บอนที่มีอยู่ในวัสดุที่เริ่มต้น ตัวอย่างเช่นถ้าเรามีคาร์ไบด์แคลเซียมซึ่งเป็นสูตร CAC _{2 เราจะเห็นว่ามันมี} C ₂ ^2- ไอออน จึงเป็นไปได้ที่จะแนบสองไฮโดรเจนไอออนที่มีประจุ + ดังนั้นเราจึงได้รับสาร C ₂ H ₂ - อะเซทิลีน ในทำนองเดียวกันจากสารประกอบเช่น คาร์ไบด์อลูมิเนียม ที่มีสูตรอัล ₄ C _{3 เรา} CH ₄ ทำไมไม่ C ₃ H _{12 คุณถาม?} หลังจากไอออนมีค่าของ 12 ความจริงที่ว่าจำนวนสูงสุดของอะตอมไฮโดรเจนจะถูกกำหนดโดยสูตร 2 n + 2 ที่ n - จำนวนของคาร์บอนอะตอม ดังนั้นเพียงสารประกอบของสูตร C ₃ H ₈ (โพรเพน) อาจมีอยู่เป็นไอออนที่มีประจุ 12 น้ำตกเป็นสามไอออนที่มีประจุที่ 4 ซึ่งผลิตเมื่อรวมกับโปรตอนมีเทนโมเลกุล

ที่น่าสนใจมีคาร์ไบด์ปฏิกิริยาออกซิเดชัน พวกเขาสามารถเกิดขึ้นเป็นสารผสมเมื่อสัมผัสกับออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งและในการเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศสามัญออกซิเจน หากทุกอย่างเป็นที่ชัดเจนกับออกซิเจน: ได้รับสอง okisda แล้วกับสารอื่น ๆ ที่น่าสนใจ ทั้งหมดขึ้นอยู่กับลักษณะของโลหะที่ประกอบเป็นคาร์ไบด์เช่นเดียวกับลักษณะของสารต้านอนุมูลอิสระที่ ยกตัวอย่างเช่น Karbid Kremniya ซึ่งมีสูตรดังนี้โดยปฏิกิริยาที่มีส่วนผสมของไนตริกและ กรดไฮโดรฟลู, รูปแบบกรด hexafluorosilicic กับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเดียวกัน แต่มีเพียงหนึ่งในกรดไนตริก, เราได้รับ ออกไซด์ซิลิกอน และคาร์บอนไดออกไซด์ โดยการออกซิไดซ์ตัวแทน ได้แก่ ฮาโลเจนและ chalcogens พวกเขามีปฏิกิริยาตอบสนองใด ๆ คาร์ไบด์สูตรปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมัน

คาร์ไบด์โลหะสูตรที่เราตรวจสอบ - ไม่เพียง แต่ตัวแทนของระดับของสารนี้ ตอนนี้เราใช้เวลามองใกล้ที่แต่ละของสารสำคัญในอุตสาหกรรมของชั้นนี้แล้วพูดคุยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ในชีวิตของเรา

อะไรคือคาร์ไบด์หรือไม่

มันจะเปิดออกคาร์ไบด์ที่มีสูตรยกตัวอย่างเช่น CAC ₂ มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างจาก SiC และความแตกต่างเป็นหลักในธรรมชาติของพันธบัตรระหว่างอะตอมที่ ในกรณีแรกที่เราจะจัดการกับคาร์ไบด์เกลือเหมือน ระดับของสารนี้มีชื่อเช่นนี้เพราะมันจริงพฤติกรรมเช่นเกลือดังกล่าวว่ามีความสามารถในการแยกออกเป็นไอออน พันธะไอออนิกนี้จะอ่อนแอมากและที่ทำให้มันง่ายต่อการดำเนินการปฏิกิริยาและการแปลงอื่น ๆ อีกมากมายรวมทั้งการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างไอออน

อีกประการหนึ่งที่อาจจะสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรม views คาร์ไบด์โควาเลนต์มีคาร์ไบด์: เช่นตัวอย่างเช่น SiC หรือห้องสุขา พวกเขามีลักษณะความหนาแน่นสูงและความแข็งแรง และยังเฉื่อยและวัสดุทนไฟเพื่อเจือจางสารเคมี

นอกจากนี้ยังมีคาร์ไบด์เหมือนโลหะ แต่พวกเขาสามารถได้รับการพิจารณาเป็นโลหะผสมของโลหะที่มีคาร์บอน กลุ่มคนเหล่านี้สามารถระบุได้เช่นซีเมน (คาร์ไบด์เหล็กที่มีสูตรสามารถแตกต่างกัน แต่ก็จะอยู่ที่ประมาณเฉลี่ย: เฟ ₃ C) หรือเหล็ก พวกเขามีกิจกรรมทางเคมีในระดับกลางระหว่างอิออนและโควาเลนต์คาร์ไบด์

แต่ละเหล่านี้ย่อยสายพันธุ์ที่เราจะคุยระดับของสารเคมีที่มีการใช้งานจริงของมัน สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการที่จะใช้แต่ละของพวกเขาเราจะหารือในหัวข้อถัดไป

โปรแกรมการปฏิบัติของคาร์ไบด์

ขณะที่เราได้กล่าวถึงคาร์ไบด์โควาเลนต์มีช่วงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการใช้งานจริง นี้ขัดหรือตัดวัสดุและคอมโพสิตวัสดุที่ใช้ในด้านต่างๆ (เช่นเป็นหนึ่งในวัสดุที่ประกอบไปด้วยร่างกายเกราะ) และชิ้นส่วนรถยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และองค์ประกอบของความร้อนและพลังงานนิวเคลียร์ และนี่คือไม่ได้เป็นรายการที่สมบูรณ์ของโปรแกรมเหล่านี้คาร์ไบด์ superhard

แอพลิเคชันที่แคบมีคาร์ไบด์เกลือขึ้นรูป ปฏิกิริยาของพวกเขาด้วยน้ำถูกนำมาใช้เป็นวิธีการตรวจทางห้องปฏิบัติการสำหรับการได้รับสารไฮโดรคาร์บอน ว่ามันเกิดขึ้นเราได้กล่าวแล้วข้างต้น

พร้อมกับโควาเลนต์โลหะคาร์ไบด์มีการประยุกต์กว้างในอุตสาหกรรม ในฐานะที่เราได้กล่าวว่าชนิดของโลหะที่ติดต่อของสารประกอบเรื่องนี้ของเหล็กและโลหะอื่น ๆ สารประกอบที่มีคาร์บอนรวม โดยปกติโลหะสารดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการเรียนของ D-โลหะ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์ทำไม่ได้ตามที่ได้นำเข้าสู่โครงสร้างโลหะ

ในมุมมองของเราการใช้งานจริงในสารประกอบดังกล่าวข้างต้นเป็นมากกว่าเพียงพอ ตอนนี้ให้ดูที่กระบวนการในการเตรียมความพร้อมของพวกเขา

ได้รับคาร์ไบด์

เป็นครั้งแรกที่ทั้งสองประเภทของคาร์ไบด์ซึ่งเราถือว่าคือโควาเลนต์และ saltlike เตรียมมากที่สุดคนหนึ่งวิธีที่ง่าย: โดยปฏิกิริยาออกไซด์ขององค์ประกอบและโค้กที่อุณหภูมิสูง ในส่วนของโค้กประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนนี้จะเชื่อมต่อกับองค์ประกอบประกอบด้วยออกไซด์, คาร์ไบด์และรูปแบบ ส่วนหนึ่งของ "หยิบขึ้น" ออกซิเจนและอีกรูปแบบคาร์บอนมอนอกไซด์ กระบวนการดังกล่าวคือการใช้พลังงานมากเนื่องจากต้องการรักษาอุณหภูมิสูง (คำสั่งของ 1,600-2,500 องศา) ในเขตการเกิดปฏิกิริยา

สำหรับบางชนิดของสารที่ใช้ปฏิกิริยาทางเลือก ยกตัวอย่างเช่นการสลายตัวของสารประกอบซึ่งในท้ายที่สุดจะช่วยให้คาร์ไบด์ สูตรของการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับสารประกอบโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อหารือเกี่ยวกับมันเราจะไม่

ก่อนที่จะสรุปบทความของเราเราจะหารือเกี่ยวกับคาร์ไบด์ที่น่าสนใจบางและพูดคุยเกี่ยวกับพวกเขาในรายละเอียด

สารประกอบที่น่าสนใจ

โซเดียมคาร์ไบด์ สูตรของสารประกอบ C ₂ นา ₂ นี้สามารถเป็นตัวแทนมากขึ้นเป็น acetylide (เช่นสินค้าของการทดแทนของอะตอมไฮโดรเจนอะเซทิลีนกว่าอะตอมโซเดียม) มากกว่าคาร์ไบด์ สูตรทางเคมีไม่ได้สะท้อนให้เห็นถึงรายละเอียดปลีกย่อยอย่างเต็มที่เหล่านี้จึงต้องมองไปที่โครงสร้าง นี้เป็นสารที่ใช้งานมากและสำหรับการติดต่อใด ๆ กับน้ำเป็นอย่างแข็งขันโต้ตอบกับมันในรูปแบบอะเซทิลีนและด่าง

คาร์ไบด์แมกนีเซียม สูตร: MGC ₂ วิธีที่น่าสนใจของการได้รับสารประกอบที่ใช้งานได้อย่างเพียงพอ หนึ่งของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการเผาของฟลูออไรแมกนีเซียมแคลเซียมคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจะส่งผลในสองผลิตภัณฑ์แคลเซียมฟลูออไรและคุณต้องการให้เราคาร์ไบด์ สูตรของการเกิดปฏิกิริยานี้จะค่อนข้างง่ายและคุณสามารถถ้าคุณต้องการที่จะอ่านมันในวรรณคดีเฉพาะ

หากคุณไม่แน่ใจว่าประโยชน์ของวัสดุที่มีอยู่ในบทความที่แล้วส่วนถัดไปสำหรับคุณ

วิธีนี้จะมีประโยชน์ในชีวิต?

ดีแรกความรู้ของสารประกอบทางเคมีที่ไม่สามารถจะฟุ่มเฟือย มักจะดีกว่าที่จะมีความรู้ติดอาวุธกว่าอยู่โดยไม่ได้ ประการที่สองมากกว่าที่คุณรู้เกี่ยวกับการดำรงอยู่ของสารบางอย่างที่ดีกว่าที่จะเข้าใจกลไกของการก่อตัวของพวกเขาและกฎหมายที่ช่วยให้พวกเขามีอยู่

ก่อนที่จะไปถึงจุดสิ้นสุดที่ฉันต้องการที่จะให้คำแนะนำบางอย่างเกี่ยวกับการศึกษาของวัสดุนี้

วิธีการเรียนรู้มันได้หรือไม่

ง่ายมาก มันเป็นเพียงส่วนหนึ่งของวิชาเคมี และเรียนรู้ได้เป็นไปตามตำราของเคมี เริ่มต้นด้วยข้อมูลของโรงเรียนและย้ายไปยังที่สูงขึ้นจากตำรามหาวิทยาลัยและคู่มือ

ข้อสรุป

ธีมนี้ไม่เป็นที่เรียบง่ายและน่าเบื่ออย่างที่ดูเหมือนว่าได้อย่างรวดเร็วก่อน สารเคมีที่สามารถจะเป็นที่น่าสนใจถ้าคุณพบว่ามันวัตถุประสงค์