Karbid vápníku: skladování, výroba, reakce

Během alkalické reakce uhlíku s kovy lze získat různé karbidy. Díky kombinaci určitých chemických prvků se získávají sloučeniny, které se vyznačují vysokou pevností. Verze zvaná karbid vápníku se poměrně rozšířila. Nachází uplatnění v široké škále průmyslových odvětví.

Vzhled a vlastnosti technického karbidu vápníku

Dotyčné složení bylo poprvé získáno v roce 1862. Postup zahrnoval oddělení vápníku od vápna, což vedlo k vytvoření světle šedého složení bez kovových vlastností. Experiment vedl k produkci karbidu, který byl následně široce používán při výrobě různých produktů.

Na počátku 20. století se karbid vápníku začal ve velkém množství používat k výrobě acetylenu. Proto se začal provádět aktivní výzkum s cílem identifikovat produktivnější technologii.

Technické vlastnosti materiálu určují jeho široké rozšíření. Vzhled látky se vyznačuje světle šedou barvou, karbidy se vyrábějí ve formě kamene nebo prášku.

Fyzikální vlastnosti

Při výběru téměř jakéhokoli materiálu by měly být nejdůležitější fyzikální vlastnosti. V posuzovaném případě jsou tyto:

1. Sloučenina má krystalickou strukturu.
2. Teplota tání je 2300 °C. Stojí za zvážení, že taková postava je charakteristická pouze pro čistou kompozici. Přidání různých nečistot do kompozice vede k výraznému poklesu teploty tání.

Stojí za zvážení, že karbid vápníku je ve většině případů v pevném stavu. Kromě toho se barva může lišit od šedé po hnědou. Fyzikální vlastnosti karbidu vápníku určují jeho široké použití v celé řadě průmyslových odvětví.

Chemické vlastnosti

Chemické vlastnosti jsou také nemalé. I ty se berou v úvahu při použití materiálu. Mezi hlavní charakteristiky patří následující vlastnosti:

1. Karbid vápníku se vyznačuje tím, že dobře absorbuje vlhkost. Stojí za zvážení, že takový postup se projevuje jasnou chemickou reakcí spojenou s rozkladem látky.
2. Při práci s daným materiálem je třeba zvážit, že výsledný prach má dráždivý účinek na sliznice. K takové reakci může navíc dojít, když se na povrch kůže dostanou krystaly nebo prach. Proto byste při práci s danou směsí měli používat respirátor a další ochranné prostředky.
3. Krystaly aktivně reagují na vliv jiných látek, často pouze při zahřátí. V tomto případě se může tvořit uhličitan vápenatý.
4. V některých případech se krystalická látka kombinuje s dusíkem, což vede k kyanamidu vápenatému.
5. Při zahřátí může dojít k reakci s arsenem a chlorem, stejně jako s fosforem.

Za nejdůležitější chemickou vlastnost se považuje náchylnost k rozkladu při vystavení vodě.

Příjem

Jak bylo uvedeno dříve, karbid vápníku se aktivně používá při výrobě široké škály materiálů. To je důvod, proč byl proces získávání karbidu vápníku neustále zdokonalován. K vlastnostem použitých technologií lze přičíst následující body:

1. Jako surovina se používá nehašené vápno. Ve většině případů se látka získává z vápna, ale je obtížné provést takový postup doma.
2. Vápno se smíchá s drceným koksem, aby se získala homogenní hmota.
3. V průmyslu se karbid vápníku získává pomocí procesu, který zahrnuje zahřívání látky na vysokou teplotu. K tomuto účelu slouží elektronické trouby. Doporučená teplota tání je 1900 ⁰С.
4. Po zahřátí na tak vysokou teplotu se látka stane kapalnou. Pro práci jsou připraveny speciální formuláře.

Při zvažování, jak získat karbid vápníku z uhlíku, poznamenáváme, že podle zavedených norem musí složení obsahovat alespoň 80% hlavní látky. Podíl nečistot by neměl přesáhnout 25 %, kam patří i uhlík. Produkcí oxidu vápenatého dochází také k uvolňování tepelné energie, což stojí za zvážení.

Přeprava a skladování

Prášek karbidu vápníku se při vystavení vlhkosti rozkládá téměř okamžitě. Vzniká tak acetylen, který je ve vysokých koncentracích hořlavý a výbušný. Proto je třeba věnovat poměrně velkou pozornost skladování karbidu vápníku, ke kterému se často používají plechovky a speciální sudy. Mezi další funkce úložiště patří následující:

1. Uvolňovaný acetylen je lehčí než vzduch, takže se hromadí nahoře. Za úvahu stojí, že má narkotické účinky a může se samovolně vznítit.
2. Při výrobě velkých objemů látky je zvláštní pozornost věnována bezpečnostním opatřením. Pro balení se používají speciální obaly.
3. K otevření obalu použijte nástroje, které nezpůsobují jiskry.
4. Pokud se látka dostane do kontaktu s kůží nebo sliznicí, musí být okamžitě odstraněna. V tomto případě se postižený povrch ošetří speciálním krémem nebo jinou ochrannou a hojivou látkou.
5. Podle stanovených pravidel lze přepravu provádět pouze krytým vozidlem. Doručování letecky je však zakázáno.

Zavedená pravidla také zakazují skladování karbidu vápníku společně s jinými chemikáliemi a zdroji tepla. Vzniklé plyny totiž mohou chemicky reagovat s jinými chemikáliemi a vznítit se.

Aplikace karbidu vápníku

Jak již bylo uvedeno, karbid vápníku se nachází v široké škále průmyslových aplikací a často se dodává pro průmyslovou syntézu. Vlastnosti karbidu vápníku a reakce, ke kterým dochází při jeho slučování s různými látkami, určují použití této látky v následujících případech:

1. Mnoho syntetických složek obsažených v moderních materiálech se vyrábí na základě dané složky.
2. Používá se k získání kyanamidu vápenatého. Podobná složka se používá k získání různých chemických hnojiv. Proto se surovina používá k regulaci rychlosti růstu rostlin.
3. Kyanamid vápenatý se také získává kombinací látky s dusíkem.
4. V některých případech se alkalické kovy obnovují.
5. Dotyčné spojení lze použít v procesu svařování plynem.

Při zvažování karbidu vápníku a jeho použití je třeba zvážit, že tato látka se nejčastěji používá k získání acetylenu. Podobnou syntézu karbidu vápníku vyvinul německý vědec. Mezi rysy této metody použití patří následující body:

1. Acetylen se získává z karbidu vystavením použité suroviny vodě.
2. V důsledku chemické reakce se vytvoří potřebný plyn a vysráží se hašené vápno.
3. Je třeba zvážit, že při míchání komponent se uvolňuje velké množství tepla. Proto je nutné provádět práce s ohledem na bezpečnostní opatření.
4. V závislosti na použité technologii zpracování suroviny se z 1 kilogramu vyrobí přibližně 290 litrů plynu.
5. Rychlost postupu závisí na čistotě použitých surovin, teplotě a množství vody.

Jak ukazuje praxe, při použití čistého karbidu se na chemickou reakci přiděluje asi 20 litrů vody na 1 kilogram suroviny. Takové množství vody je potřeba ke snížení reakční teploty, a tím k zajištění optimálních pracovních podmínek.

Bezpečnostní opatření

Při provádění různých chemických reakcí za účelem výroby materiálů je třeba dodržovat bezpečnostní opatření. Jak bylo uvedeno výše, uvolněné látky mohou být výbušné. Bezpečnostní opatření při interakci s různými chemikáliemi jsou následující:

1. Pro skladování a zpracování je nutné uzavřené místo. Nedoporučuje se provádět práce v běžné garáži.
2. Nedovolte, aby se oheň dostal do kontaktu se samotnou surovinou nebo plyny, které se tvoří.
3. I malé částice mohou způsobit poškození pokožky. Proto je třeba při práci používat respirátor a ochranný oděv.
4. Acetylenové generátory jsou umístěny výhradně v dobře izolovaných místnostech.
5. Pokud byla surovina použita při svařování, výsledná struska by měla být zlikvidována na zvláštních místech.
6. Při přemísťování kovových a jiných kontejnerů musí být bezpečně upevněny kolize a pády. To může způsobit tvorbu jisker, které mohou způsobit explozi látky.

Výše uvedené informace určují, že práce s dotyčnými surovinami se nedoporučuje provádět v garáži nebo domácí dílně. Nedodržení technologie, nedostatek požadovaného vybavení a mnoho dalších důvodů může vést ke vzniku jisker a vznícení látek.

Reakce karbidu vápníku s vodou

Dotyčná surovina se nejčastěji používá pro smíchání s vodou, čímž vzniká acetylen. Interakce karbidu vápníku s vodou způsobuje vznik plynu s nepříjemným zápachem a poměrně velkým množstvím různých nečistot. V čisté formě lze takovou látku získat pouze jejím vícestupňovým čištěním.

Reakci karbidu vápníku s vodou lze provést experimentálně. Následující body jsou charakteristické pro takový postup:

1. Jako nádoba se používá 1,5litrová láhev.
2. Po naplnění vodou se přidá několik kusů krystalického materiálu.
3. Reakce vede k nadměrnému tlaku.
4. Poté, co karbid vápníku přestane reagovat, se na láhev umístí hořící papír. Interakce mezi karbidem vápníku a vodou vytváří plyn, který exploduje. V tomto experimentu se vytvoří ohnivý oblak.

Takový experiment je poměrně nebezpečný a musí být prováděn v souladu s bezpečnostními opatřeními.

Závěrem konstatujeme, že daná složka se v poslední době často používá k provádění nejrůznějších experimentů. Sloučenina má velké množství vlastností, které je třeba vzít v úvahu. Uvolňování tepla a plynů je důvodem, proč se doporučuje provádět experimenty pouze v průmyslu.