Carbide: valem, Application ja omadused

Maailma teab palju erinevaid keemilisi ühendeid: järjekorras sadu miljoneid. Ja nad kõik, nagu inimesed, on individuaalsed. On võimatu leida kahe ainega, mis peavad sobima keemilised ja füüsikalised omadused erinevaid esindatus.

Üks huvitav anorgaaniliste ainete olemasolevate valge valguse on valuks. Selles artiklis me arutada nende struktuuri, füüsikaliste ja keemiliste omaduste, kasutamise natuke ja vaata peensusi nende kättesaamist. Aga kõigepealt natuke ajalugu avastus.

lugu

metallkarbiididest valemiga milles anname allpool ei ole looduslikud ühendid. See on tingitud asjaolust, et nende molekule kipuvad lagunema kokkupuutel veega. Seetõttu tasub proovida rääkida esimese sünteesi karbiidide.

Alates 1849 on viited sünteesi ränikarbiidi, kuid mõned neist katsed jäävad kajastamata. Suurtootmine algas 1893 Ameerika keemik Edward Acheson meetod, mis oli hiljem tema nime.

Ajalugu kaltsiumkarbiid sünteesi ei ole ka palju erinevat teavet. 1862. aastal sai ta Saksa keemik Fridrih Voler, kuumutades sulatatud tsink ja kaltsium kivisüsi.

Liigume nüüd edasi rohkem huvitavaid teemasid: keemilised ja füüsikalised omadused. On neid seisneb sisuliselt kasutamist selle klassi aineid.

füüsikalised omadused

Absoluutselt kõik valuks eristatakse nende kõvadus. Näiteks üks tahkeks Mohsi skaala on volframkarbiidi (9 10st võimalikud punktid). Pealegi on need ained väga resistentsed: sulamistemperatuur mõned neist jõuab kaks tuhat kraadi.

Enamik valuks keemiliselt inertne ja suhelda väikese hulga aineid. Nad ei lahustu lahusteid. Kuid interaktsiooni võib pidada lahustades veega, hävitamine väärtpaberid ja moodustamise metalli hüdroksiid ja süsivesinikku.

Umbes viimase reaktsioon, ja palju muid huvitavaid keemiliste reaktsioonide kaudu valuks arutatakse järgmises osas.

keemilised omadused

Peaaegu kõik valuks suhelda veega. Mõned - kergesti ja ilma kuumutamata (näiteks kaltsiumkarbiidi-), ja mõned (nt Karbid Kremniya) - veeauru, kui seda kuumutatakse 1800 kraadi. Reaktsioonivõime seega oleneb kommunikatsiooni mix, mis me käsitleme hiljem. In reaktsioon veega toota erinevaid süsivesinikke. Selle põhjuseks on asjaolu vesiniku sisalduv vesi, on ühendatud süsiniku karbiidi. Et mõista, mis juhtub süsivesiniku (nagu võib juhtuda ka piiravate ja küllastumata ühend), siis on võimalik, põhineb valents sisalduva süsiniku lähteaine. Näiteks kui meil kaltsiumkarbiidi-, mille valem on CaC _{2, näeme,} et see sisaldab _C2 ^2- ioon. Seega on võimalik lisada kaks vesinikioonide laadimise +. Seega saame ühendi _{C2 H2} - atsetüleeni. Samamoodi ühendist nagu alumiinium karbiidi mille valem Al _{4 C3 me CH4.} Miks mitte C ₃ H _12, küsite? Pärast ioon on tasuta 12. Asjaolu, et maksimaalne arv vesinikuaatomeid määratakse valemiga 2n + 2, kus n - süsiniku aatomite arvu. Seega ainult ühendi valemiga C ₃ H ₈ (propaan) võivad eksisteerida iooni laadimise 12 jaguneb kolmeks ioon laengu 4, mis toodavad, kui koos prootonite metaani molekul.

Huvitavad on valuks oksüdatsioonireaktsioon. Nad võivad esineda segude kokku puutudes tugevate oksüdeerijate ja tavapärase põletamine hapniku atmosfääri. Kui kõik on selge hapnikuga: saadud kaks okisda, siis teiste oksüdeerijad huvitav. Kõik sõltub metalli iseloomust moodustavad karbiid, samuti milline on oksüdeerija. Näiteks Karbid Kremniya, mille valem SiC, lastes seguga lämmastikhappest vesinikfluoriidhape happed, moodustab Heksafluororänihape süsinikdioksiidiga. Ja ajal samasugune reaktsioon kuid ainult üks lämmastikhapet, saame räni oksiidi ja süsinikdioksiid. By oküdeerijatest ka halogeenid ja Kalkogeenid. Nad reageerima mistahes karbiidi reaktsioonivalemina sõltub selle struktuuri.

metallikarbiidide valemiga kus uurisime - mitte ainult esindajate käesoleva ühendite klass. Nüüd võtame lähemalt iga tööstuslikult oluline ühendite klassi ja siis räägime nende kohaldamise meie elus.

Millised on valuks?

Selgub, karbiidi mille valem on näiteks CaC _2, erineb oluliselt oma struktuurilt SiC. Ja erinevus on peamiselt milline on sidemed aatomit. Esimesel juhul on tegemist soola nagu ränikarbiid. See ühendite klassi nimega, sest see tegelikult käitub soola, mis on võimeline dissotsieerima ioonideks. See ioonside on väga nõrk ja mis lihtsustab läbiviimiseks hüdrolüüsireaktsiooni ning muutes paljud teised, sealhulgas vastastikmõju ioone.

Teine, võib-olla veelgi olulisem tööstuslikult vaatab kovalentne valuks on valuks nagu näiteks SiC või WC. Neid iseloomustab kõrge tihedusega ja tugevusega. Ja ka inertne ja tulekindlate lahjendamiseks kemikaalid.

On ka metallisarnaseid valuks. Pigem nad võib pidada sulamid metall süsiniku. Nende seas on võimalik kindlaks teha, näiteks tsementiidi (raud karbiidi mille valemit võib olla erinev, kuid see on umbes keskmiselt _Fe3 C), või raud. Nad on keemiline aktiivsus vahe kraadides vahel iooniline ja kovalentne valuks.

Kõik need alamliiki me räägime keemiliste ühendite klassi on oma praktiline rakendus. Teavet selle kohta, kuidas ja kus kasutada igaüks neist, me käsitleme järgmises sektsioonis.

Praktiline kohaldamine karbiidid

Nagu me oleme arutanud, kovalentne valuks on suurim valik praktilisi rakendusi. See abrasiivse või lõikamiseks materjalide ja komposiitmaterjalide kasutatakse erinevates valdkondades (nt üks materjalid sisaldab veste), ja auto osad ja elektroonilised instrumendid ja küttekeha, ja tuumaenergia. Ja see ei ole täielik nimekiri rakendusi nende superhard toodangust.

Kitsaim rakendus on soolamoodustavat valuks. Nende reaktsioon veega kasutatakse laborimeetodit süsivesinike saamiseks. See, kui see juhtub, oleme juba eespool.

Koos kovalentne metalli-valuks on lai rakendamine tööstuses. Nagu öeldud, selline metal-kontakt subjekti ühendid on terasest, raua ja teiste metallide ühendid süsinikuga kandmisel. Tüüpiliselt metal selliste ainetega seotud klassist d-metallid. See on põhjus, miks see kipub moodustavad kovalentseid sidemeid ei ole, nagu ta oli, sisestatakse metallkonstruktsioon.

Meie arvates praktiliste rakenduste eespool ühendite on enam kui piisav. Nüüd saab vaadata nende valmistamise protsessi.

Kuidas karbiidid

Kaks esimest liiki valuks mille käigus kaaluti, nimelt kovalentsete saltlike valmistati mitte rohkem kui üks ja lihtne: lastes oksiidi elemendi ja koksi kõrgetel temperatuuridel. Selles osas koksi, koosseisus süsinikuaatom on ühendatud elementi koosseisus oksiid, volframkarbiidi ja vormides. Teine osa "korjab üles" hapniku ja moodustab süsinikmonooksiidi. Selline protsess on väga energiatarbimise sest vajab säilitades kõrge temperatuur (suurusjärgus 1600-2500 kraadi) reaktsioonitsoonis.

Mõnda tüüpi ühendeid kasutatakse alternatiivseid reaktsioone. Näiteks lagunemist ühend, mis lõppkokkuvõttes annab toodangust. Valem reaktsiooni sõltub konkreetsest ühendist, nii arutada seda me ei ole.

Enne ettepaneku meie artikkel, me arutada mõningaid huvitavaid karbiidid ja rääkida neile üksikasjalikult.

huvitav ühendite

naatriumi karbiidi. Valem ühendi _C2 Na _2. See võib olla esindatud rohkem kui atsetülidiga (st produkti asendamine vesinikuaatomid atsetüleeni naatriumsulfaadi aatomit) asemel karbiidi. Keemiline valem ei kajasta täielikult nende peensusi, nii et nad peavad vaadata struktuuri. See on väga toimeaine ning mis tahes veekontaktis on aktiivselt suhtleb, et tekiks atsetüleeni ja alustega.

magneesiumi karbiidi. Valem: mgC _2. Huvitav viis saada piisavalt toimeainet. Üks neist hõlmab paagutamise magneesiumfluoriidi koos kaltsiumkarbiidi- kõrgel temperatuuril. Selle tulemuseks on kaks toodet: kaltsiumfluoriidi, ja sa tahad, et me toodangust. Valem Selle reaktsiooni on üsna lihtne ja saate, kui te soovite lugeda seda erialakirjanduses.

Kui te ei ole kindel, materjali kasulikkust artiklis sisalduvaid, siis järgmine lõik on teie jaoks.

Kuidas saab see olla kasulik elu?

Noh, esiteks, teadmisi keemiliste ühendite ei saa kunagi olla üleliigne. Alati parem olla relvastatud teadmisi kui jääda ilma selleta. Teiseks, seda rohkem sa tead olemasolu teatud ühendid, seda parem mõista mehhanisme nende moodustamise ja seadused, mis võimaldavad neil olemas.

Enne kui minna lõpuni, tahaksin anda mõned nõuanded uuring seda materjali.

Kuidas seda õppida?

Väga lihtne. See on lihtsalt osa keemia. Ja õppida seda järgmiselt õpikud keemia. Alusta koolis andmed ja liikuda rohkem arenenud, alates ülikooli õpikuid ja käsiraamatuid.

järeldus

See teema ei ole nii lihtne ja igav, sest see tundub esmapilgul. Kemikaalid võivad alati olla huvitav, kui te leida seda eesmärki.