Carbide: Kaava, Application ja ominaisuudet

Maailma tietää paljon erilaisia kemiallisia yhdisteitä: luokkaa satoja miljoonia. Ja he kaikki, kuten ihmiset, ovat yksittäisiä. On mahdotonta löytää kaksi aineita, jotka täytyy yhdistää kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia erilaisten edustus.

Yksi mielenkiintoisimmista epäorgaanisista aineista olemassa valkoisen valon ovat karbideja. Tässä artikkelissa, aiomme keskustella niiden rakenne, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, käyttö hieman ja nähdä vivahteet niiden vastaanottamisesta. Mutta ensin hieman historiasta löytö.

tarina

metallikarbideja jolla on kaava joka annamme alla, eivät ole luonnollisia yhdisteitä. Tämä johtuu siitä, että niiden molekyyleillä on taipumus hajota kosketuksessa veden kanssa. Siksi on hyvä yrittää puhua ensimmäinen synteesi karbideja.

Alkaen 1849 on viittauksia synteesi piikarbidin kuitenkin joitakin näistä yrityksistä jäävät huomaamatta. Laajamittainen tuotanto alkoi vuonna 1893, amerikkalainen kemisti Edward Acheson menetelmää, joka oli myöhemmin nimetty hänen mukaansa.

Historia kalsiumkarbidia synteesi ei myöskään ole paljon erilaista tietoa. Vuonna 1862 hän sai Saksan kemisti Fridrih Voler, kuumentamalla sulatettu sinkki ja kalsium hiiltä.

Nyt siirrymme mielenkiintoisia aiheita: kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia. On niissä piilee ydin käytöstä tämän luokan aineita.

fysikaaliset ominaisuudet

Ehdottomasti kaikki karbidien jotka eroavat kovuutta. Esimerkiksi, yksi kiinteitä aineita Mohsin asteikolla on volframikarbidi (9 10 mahdollisesta pisteestä). Paitsi nämä aineet ovat hyvin tulenkestävä: sulamislämpötila niistä joku nousee kaksi tuhatta astetta.

Useimmat karbidit kemiallisesti inerttejä ja ovat vuorovaikutuksessa pieni määrä aineita. Ne eivät ole liukoisia mihinkään liuottimiin. Kuitenkin, vuorovaikutus voidaan pitää liuottamalla vedellä, tuhoaminen joukkovelkakirjojen ja muodostumista metallihydroksidin ja hiilivetyä.

Jälkimmäistä reaktion, ja monia muita mielenkiintoisia kemiallisia reaktioita, joihin liittyy karbideissa käsitellään seuraavassa osassa.

kemialliset ominaisuudet

Lähes kaikki karbidit ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa. Jotkut - helposti ja ilman lämmitystä (esimerkiksi, kalsiumkarbidia), ja jotkut (esim., Karbid Kremniya) - vesihöyryn kuumennetaan 1800 astetta. Reaktiivisuus siis riippuu siitä, millaisia viestinnän yhdistelmä, josta keskustelemme myöhemmin. Reaktiossa veden kanssa eri hiilivetyjä. Tämä johtuu siitä, että vedyn veden sisältämien, on liitetty hiileen karbidia. Mitä tapahtuu, hiilivety (kuten voi tapahtua rajoittavana, ja tyydyttymättömän yhdisteen), on mahdollista, joka perustuu valenssi sisältämä hiili lähtöaineena. Esimerkiksi, jos meillä on kalsiumkarbidia, jonka kaava on SERTIn _2, huomaamme, että se sisältää _C-2 ^2- ioni. Näin ollen on mahdollista liittää kaksi vetyatomia ionin varaus on +. Siten, saadaan yhdiste C ₂ H ₂ - asetyleeni. Samalla tavoin yhdisteestä, kuten alumiinin karbidi, jonka kaava Al ₄ C _3, me CH _4. Miksei C _{3H 12,} kysyt? Sen jälkeen, kun ioni on vastuussa 12. Se seikka, että suurin vetyatomien lukumäärä määritetään kaavalla 2n + 2, jossa n - määrä hiiliatomeja. Näin ollen, vain yhdiste, jolla on kaava C ₃ H ₈ (propaani) voivat esiintyä ionin kanssa ilmaiseksi 12 putoaa kolme ionin varaus 4, jotka tuottavat, kun yhdistetään protonien metaani molekyylin.

Mielenkiintoisia ovat karbidit hapettumisreaktiotuotteen. Ne voivat esiintyä seosten, kun se altistetaan voimakkaat hapettimet, ja tavallisessa poltto hapen ilmakehässä. Jos kaikki on selvää hapen: sai kaksi okisda, sitten muista hapettimista mielenkiintoinen. Kaikki riippuu metallin luonteesta muodostavien piikarbidi, sekä luonteesta hapettimen. Esimerkiksi, Karbid Kremniya, jonka kaava SiC, saattamalla reagoimaan seoksen kanssa typpihapon ja fluorivetyhapon hapot, muodostaa heksafluori- piihapon kanssa hiilidioksidin kanssa. Ja aikana sama reaktio mutta vain yksi typpihappoa, saadaan piioksidia ja hiilidioksidi. Hapettamalla aineet sisältävät myös halogeeneja ja happiryhmä. He reagoivat kaikki karbidi, reaktio kaavan riippuu sen rakenteesta.

metallikarbideja kaava jota tutkitaan - ei ainoastaan tämän luokan edustajina yhdisteitä. Nyt otamme tarkemmin kussakin teollisesti tärkeitä tämän luokan yhdisteiden ja sitten puhua niiden soveltamista elämäämme.

Mitkä ovat karbidit?

On käynyt ilmi, karbidi, jonka kaava on, esimerkiksi, SERTIn _2, eroaa merkittävästi rakenteeltaan SiC. Ja ero on ensisijaisesti luonteeltaan välisten sidosten atomeja. Ensimmäisessä tapauksessa olemme tekemisissä suolamainen Carbide. Tässä yhdisteiden luokassa on nimetty niin, koska se itse käyttäytyy kuten suola, joka kykenee dissosioitumaan ioneiksi. Tämä ioninen sidos on hyvin heikko, ja että on helppo suorittaa hydrolyysireaktio ja muuntaminen monet muut, mukaan lukien vuorovaikutus ioneja.

Toinen, ehkä vielä tärkeämpää teollisesti näkee kovalenttiset karbidit ovat karbidit: kuten, esimerkiksi, SiC tai WC. Niille on ominaista suuri tiheys ja lujuus. Ja myös inerttejä ja tulenkestävää laimentaa kemikaaleja.

Myös metalli-kuin karbidien. Vaan ne voidaan pitää seoksia metallien kanssa hiiltä. Näistä voidaan tunnistaa, esimerkiksi, sementiittiä (rautakarbidia, jonka kaava voi olla erilainen, mutta se on suunnilleen keskimääräinen: Fe ₃ C), tai rautaa. Niillä on kemiallinen aktiivisuus välituote asteen välillä ionista ja kovalenttista karbideja.

Kukin näistä alalajeja puhumme luokka kemiallisia yhdisteitä, on sen käytännön soveltamista. Tietoa siitä, miten ja missä käyttää jokainen niistä, aiomme keskustella seuraavassa osassa.

Käytännön soveltaminen karbidien

Kuten olemme keskustelleet, kovalenttinen karbidit on suurin valikoima käytännön sovelluksia. Tämän hioma-tai leikkaamalla materiaalit, ja komposiittimateriaalien käytetään eri aloilla (esim., Kuten yhtä materiaaleista, joka käsittää rungon panssari), ja auton osat, ja elektronisia laitteita, ja kuumennuselementit, ja ydinvoiman. Ja tämä ei ole täydellinen luettelo sovelluksista näiden hard Carbide.

Kapein sovellus on suolaa muodostavia karbideja. Niiden reaktio veden kanssa käytetään laboratoriossa menetelmä, jolla saadaan hiilivetyjä. Että, koska se tapahtuu, olemme jo edellä.

Yhdessä kovalenttisella metalli-karbideja on laaja soveltaminen teollisuudessa. Kuten olemme todenneet, tällainen metalli-kontaktin yhdisteet ovat teräs, rauta ja muiden metallien yhdisteitä, joissa hiilen sulkeumia. Tyypillisesti metalli näillä aineilla koskee luokan d-metalleja. Siksi se pyrkii muodostamaan kovalenttisia sidoksia eivät ikään kuin tuoda metallirakenne.

Meidän mielestämme käytännön sovelluksia edellä mainittujen yhdisteiden on enemmän kuin tarpeeksi. Nyt avulla tarkastellaan menetelmää niiden valmistamiseksi.

Getting karbidit

Kaksi ensimmäistä tyyppiä karbidien joissa tarkasteltiin, eli kovalenttisella ja saltlike valmistettu enintään yksi yksinkertainen tapa: saattamalla oksidi elementin ja koksin korkeissa lämpötiloissa. Tässä osassa koksin, joka koostuu hiiliatomin on liitetty elementti, joka koostuu oksidien, karbidia ja muotoja. Toinen osa "poimii" hapen ja muodostaa hiilimonoksidia. Tällainen prosessi on erittäin energiankulutus, koska se vaatii säilyttämään korkean lämpötilan (suuruusluokkaa 1600-2500 astetta) reaktiovyöhykkeessä.

Joidenkin yhdisteiden käyttää vaihtoehtoisia reaktioita. Esimerkiksi hajoaminen yhdistettä, joka lopulta saadaan karbidi. Kaava Reaktion riippuu tietyn yhdisteen, joten keskustella se me ei.

Ennen sopimuksen artikkeli, tulemme keskustelemaan mielenkiintoisia karbidija puhua niistä yksityiskohtaisesti.

mielenkiintoisia yhdisteitä

natrium karbidi. Kaavan mukaisen yhdisteen _C-2 Na _2. Tämä voidaan esittää enemmän kuin asetylidi (eli tuote vaihdosta vetyatomien asetyleeni natriumsulfaatin atomia) pikemminkin kuin karbidi. Kemiallinen kaava ei täysin vastaa näitä hienouksia, joten ne täytyy tarkastella rakennetta. Tämä on erittäin aktiivinen aine ja mistä tahansa kosketuksessa veden kanssa on aktiivisesti vuorovaikutuksessa sen kanssa muodostaen asetyleeniä ja emäksiä.

magnesium karbidi. Kaava: MGC _2. Mielenkiintoinen tapa saada riittävän aktiivista yhdistettä. Yksi niistä liittyy sintrauksen magnesium- kanssa kalsiumkarbidia korkeassa lämpötilassa. Tämä johtaa kahteen tuotteeseen: kalsiumfluoridia, ja haluatte meidän Carbide. Kaava Tämän reaktion on melko yksinkertainen, ja voit, jos haluat lukea sen Ammattikirjallisuusmateriaalin.

Jos et ole varma hyödyllisyydestä olevaan aineistoon artikkelissa, niin seuraava jakso on sinulle.

Miten tämä voi olla hyötyä elämässä?

No, ensinnäkin, tuntemus kemiallisia yhdisteitä voi koskaan olla tarpeeton. Aina parempi olla aseistettuja tietoa kuin jäädä ilman sitä. Toiseksi enemmän tietää että on tiettyjä yhdisteitä, sitä paremmin ymmärtämään mekanismeja niiden muodostumista ja lakeja, joiden avulla ne voivat olla olemassa.

Ennen kuin menet loppuun, haluaisin antaa neuvoja tutkimukseen tämän materiaalin.

Miten oppia se?

Hyvin yksinkertaista. Se on vain osa kemiaa. Ja oppia se seuraa kemian alan kirjoissa. Aloita koulun tietoja ja siirtyä kehittyneempiä, yliopistosta oppikirjat ja käsikirjoja.

johtopäätös

Tämä teema ei ole niin yksinkertainen ja tylsä kuin miltä se näyttää ensi silmäyksellä. Kemikaalit voivat aina olla mielenkiintoinen, jos löydät sen tarkoitusta.