Karbido: formulė, taikymas ir savybės

Pasaulis žino, įvairių cheminių junginių daug: šimtai milijonų tvarka. Ir jie visi, kaip ir žmonės, yra individualus. Neįmanoma rasti du medžiagas, kurios turi atitikti cheminės ir fizikinės savybės įvairių rūšių atstovavimo.

Vienas iš įdomiausių egzistuojančių baltos šviesos neorganinių medžiagų yra karbidai. Šiame straipsnyje mes aptarsime jų struktūrą, fizikines ir chemines savybes, kad šiek tiek naudoti ir pamatyti jų gavimo subtilybes. Bet pirmiausia, šiek tiek apie atradimą istorijoje.

istorija

metalo karbidų, kurių formulė kurioje mes suteikiame žemiau, yra ne fiziniai junginiai. Tai yra dėl to, kad jų molekulės linkę suyra nuo sąlyčio su vandeniu. Todėl verta bando kalbėti apie pirmą sintezės karbidų.

Nuo 1849 yra nuorodos į silicio karbido sintezei, tačiau kai kurie iš šių bandymų likti neatpažinta. Didelio masto gamybą pradėjo 1893 metais, Amerikos vaistinė Edward Acheson metodą, kuris vėliau buvo pavadintas po to, kai jam.

Istorija kalcio karbido sintezė taip pat nėra skirtingo daug informacijos. 1862 jis gavo Vokietijos chemikas Fridrih Voler, šildymas su lydyto cinko ir kalcio su anglimi.

Dabar galime pereiti prie įdomesnių temų: cheminės ir fizikinės savybės. Tai priklauso nuo jų pačių, kad šios cheminių medžiagų klasės naudojimo esmę.

fizikinės savybės

Absoliučiai visi karbidai išsiskiria savo kietumą. Pavyzdžiui, vienas iš kietų apie Moso skalę yra volframo karbido (9 iš 10 galimų taškų). Be šių medžiagų yra labai atspari: lydymosi temperatūra kai kurie iš jų pasiekia du tūkstančius laipsnių.

Dauguma karbidai, chemiškai inertiškas ir sąveikauja su nedideliu skaičiumi medžiagų. Jie netirpsta jokiuose tirpikliuose. Tačiau, sąveiką gali būti laikomas ištirpinant su vandeniu, obligacijų naikinimo ir metalo hidroksido ir angliavandenilio formavimas.

Apie pastarosios reakcijos ir daug kitų įdomių cheminių reakcijų, susijusių su karbidų bus aptartos kitame skyriuje.

cheminės savybės

Beveik visi yra karbidai bendrauti su vandeniu. Kai - lengvai ir be šildymo (pavyzdžiui, kalcio karbidas), ir kai (pvz, Karbid Kremniya) - vandens garų, o pašildytas iki 1800 laipsnių. taip reaktyvumas priklauso nuo bendravimo pobūdį mišinį, kurį mes aptarsime vėliau. Reakcijoje su vandeniu, kad skirtingų angliavandeniliai. Tai atsitinka dėl to, kad vandenilio esančius vandenyje, yra prijungtas prie karbidas anglies. Suprasti, kas vyksta angliavandenilio (kaip gali atsitikti kaip ribojantis, ir nesočiųjų junginio), tai yra įmanoma, remiantis į anglį, esančią pradinę medžiagą valentingumas. Pavyzdžiui, jei mes turime kalcio karbido, kurio formulė yra CAC _2, matome, kad jame yra _C2 ^2- jonų. Taigi, tai yra įmanoma, pridėti du vandenilio joną su pripučiamo +. Tokiu būdu, mes gauti junginį C ₂ H ₂ - acetileno. Tuo pačiu būdu iš junginio, pavyzdžiui, aliuminio karbido, kurio formulė Al ₄ C _3, mes CH _4. Kodėl gi ne C ₃ H _12, Jūs klausiate? Po to, kai jonų turi 12 d mokestį. Tai, kad didžiausias skaičius iš vandenilio atomų yra nustatomas pagal formulę 2n + 2, kur n - anglies atomų skaičius. Taigi, tik grupė, kurios formulė C ₃ H ₈ (propano) formulės junginys gali egzistuoti kaip jono su pripučiamo 12 kritimo į tris jonų su atsakingas už 4, kurios gamina, kai kartu su protonų metano molekulės.

Įdomus yra karbidai, oksidacijos reakcija,. Jie gali atsirasti mišinių, kai susiduria su stipriomis oksiduojančiomis medžiagomis, ir įprastą deginimas deguonies aplinkoje. Jei viskas aišku su deguonimi: gauti dvi okisda, tada su kitais oksidatoriais įdomu. Viskas priklauso nuo metalo prigimties, sudarantis karbidas, taip pat dėl oksidatoriaus pobūdžio. Pavyzdžiui, Karbid Kremniya, kurio formulė SiC, reaguojant su azoto ir mišinio vandenilio fluorido rūgščių, sudaro hexafluorosilicic rūgšties su anglies dioksido. Ir per tą patį reakcijos, bet tik su vienu azoto rūgšties, mes gauti silicio oksido ir anglies dioksidą. Iki oksiduojančių agentų taip pat halogenų ir chalcogens. Jie reagavo jokios karbido, reakcijos formulė priklauso nuo jo struktūros.

metalų karbidų formulę, kuri Ištyrėme - ne tik atstovai šios klasės junginius. Dabar mes atidžiau pažvelgti kiekvienas pramoniniu svarbiausių junginių šios klasės, o tada kalbėti apie jų taikymą mūsų gyvenime.

Kas yra karbidai?

Pasirodo, karbido, kurio formulė yra, pavyzdžiui, CAC _2, žymiai skiriasi savo struktūra nuo SiC. Ir skirtumas yra pirmiausia atsižvelgiant į nuo atomų tarpusavio ryšių pobūdžio. Pirmuoju atveju mes susiduriame su druskos pavidalo karbido. Šis klasės junginių, yra taip pavadinta, nes ji iš tikrųjų elgiasi kaip druskos, kad yra pajėgi Atliekų smulkinimo į jonais. Tai joninis jungtis yra labai silpnas, ir kuris leidžia lengvai atlikti hidrolizės reakciją ir daugelis kitų, įskaitant tarp jonų sąveikos konversiją.

Kitas, galbūt svarbesnis pramoniniu views kovalentinės karbidai yra karbidai: tokių kaip, pavyzdžiui, SiC ar WC. Jie pasižymi dideliu tankiu ir stiprumo. Ir taip pat inertiška ir ugniai praskiesti cheminių medžiagų.

Taip pat yra metalinės-kaip karbidai. Vietoj to, jie gali būti laikomi lydinių metalų anglies. Tarp jų gali būti identifikuoti, pvz, cementito (geležies karbidas, kurio formulė gali būti skirtingi, tačiau ji yra maždaug vidutinis: Fe ₃ C), arba geležies. Jie turi cheminio aktyvumo tarpinį laipsnį tarp joninių ir kovalentinių karbidų.

Kiekviena iš šių porūšių mes aptarti cheminių junginių klasė turi savo praktinį taikymą. Norėdami gauti daugiau informacijos apie tai, kaip ir kur naudoti kiekvieną iš jų, aptarsime kitame skyriuje.

Praktinis taikymas karbidų

Kaip jau aptarta, kovalentinės karbidai, turi didžiausią spektrą praktinio pritaikymo. Šis abrazyvinių ar pjovimo medžiagas, ir kompozicinės medžiagos, naudojamos įvairiose srityse (pvz, kaip vieną iš medžiagų, sudarančių neperšaunamų liemenių), ir automobilių dalių bei elektroninių priemonių ir kaitinimo elementai ir branduolinę energiją. Ir tai ne pilnas sąrašas paraiškų šių Superhard karbido.

Siauriausia taikymas turi druskos formavimo karbidų. Jų reakcijos su vandeniu yra naudojamas kaip laboratorinės gavimo būdas angliavandeniliai. Kad, kaip tai atsitinka, mes jau aptarta anksčiau.

Kartu su kovalentine jungtimi metalo karbidų-turi platų taikymą pramonėje. Kaip jau sakėme, šis metalo kontakto dalyko junginių natūra iš plieno, geležies ir kitų metalų junginių, kurių anglies atomų intarpų. Paprastai, tokiose medžiagų metalo susijęs su D-metalų klasės. Štai kodėl jis yra linkęs formuoti kovalentinės obligacijos ne, nes jis buvo, pristatė į metalo konstrukcijos.

Mūsų nuomone, praktiniai taikymo pirmiau junginių yra daugiau nei pakankamai. Dabar leidžia pažvelgti į jų rengimo procesą.

Kelionė karbidų

Pirmieji dviejų tipų karbidų, kuriam mes laikomi, būtent kovalentinis ir saltlike paruoštų labiausiai vieną paprastu būdu: reaguojant oksido elemento ir koksas esant aukštai temperatūrai. Šiame pagal kokso dalies, sudarytas iš anglies atomo, yra prijungtas prie elementą, sudarytą iš oksido, karbido ir formų. Kitas dalis "susitvarko" deguonį ir sudaro anglies monoksidas. Toks procesas yra labai energijos suvartojimas, nes jis reikalauja išlaikyti aukštą temperatūrą (apie 1600-2500 laipsnių tvarka) į reakcijos zoną.

Kai kurių junginių, naudojant alternatyvius reakcijas tipų. Pavyzdžiui, junginio, kuris galiausiai suteikia karbido skilimas. Reakcijos formulė priklauso nuo konkretaus junginio, todėl aptarti mes ne.

Prieš sudarant mūsų straipsnį, aptarsime keletą įdomių karbidų ir kalbėti apie juos išsamiau.

dominančių junginių

natrio karbidas. Junginio _C2 Na _{2 formulė.} Tai gali būti atstovaujama daugiau kaip acetilido (t.y. keitimą vandenilio atomų produktas, natrio atomų acetileno), o ne karbido. Cheminė formulė ne visiškai atspindi šias subtilybes, todėl jiems reikia pažvelgti į struktūrą. Tai yra labai aktyvi medžiaga ir jokio kontakto su vandeniu, yra aktyviai sąveikauja su juo, kad sudarytų acetileno ir šarmai.

magnio karbidas. Formulė: mgC _2. Įdomus būdas gauti pakankamai aktyvų junginį. Vienas iš jų yra susijęs su magnio fluorido sukepinimo su kalcio karbido aukštoje temperatūroje. Tai lemia dviejų produktų: Kalcio fluorido ir norite mums karbido. Šio reakcijos formulė yra gana paprasta, ir jūs galite, jei norite skaityti ją į specializuotą literatūrą.

Jei nesate tikri, kad medžiagos, esančios Straipsnio naudingumą, tada kitame skyriuje yra skirtas Jums.

Kaip tai gali būti naudinga gyvenime?

Na, visų pirma, žinios cheminių junginių niekada negali būti nereikalingas. Visada geriau būti ginkluotas žiniomis nei likti be jo. Antra, daugiau žinote apie tam tikrų junginių egzistavimo, tuo geriau suprasti jų formavimosi mechanizmus ir įstatymus, kurie leidžia jiems egzistuoti.

Prieš išvykdami iki galo, aš norėčiau duoti keletą patarimų apie šios medžiagos tyrimą.

Kaip jį sužinoti?

Labai paprasta. Tai tik dalis chemijos. Ir mokytis iš to išplaukia, chemijos vadovėlių. Pradėti su mokyklos informacija ir pereiti prie sudėtingesnių, iš universitetų vadovėliuose ir vadovėlių.

išvada

Ši tema yra ne taip paprasta, ir nuobodus, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Chemikalai visada gali būti įdomi, jei jums rasti tai tikslas.