Карбид кальция

Содержание:

Карбид для сварки или полное наименование карбид кальция – это главное вещество для получения ацетиленового газа. На самом деле, это активное химическое соединение кальция и углерода и в готовом виде представляет собой твердый состав с темно – серым или коричневым оттенком. По запаху, карбид напоминает резкий запах чеснока и вступает в реакцию водой с выделением тепла. Для сварки карбид кальция является идеальным веществом, так как выделяет при контакте с водой ацетилен – летучий газ, основа кислородной сварки, напайки, металлизации и прочих процессов, связанных с обработкой металлов. Карбид кальция создают при температуре до 2300 градусов Цельсия с помощью сплавления кокса и негашеной извести в электрической дуговой печи (рис. 1). После этого, расплавленное вещество выливают на изложницы, и в них он остывает и принимает твердое состояние. После этого карбид для сварки дробят по кускам, размер которых не превышает 8 см. В результате вещество будет состоять из 75 процентов карбида кальция, а остальная часть – примеси, окиси извести и прочее.

Производство карбида

Ковалентные и солеобразные соединения получают простым методом. В электрическую печь помещают смесь из дробленого кокса и оксида металла и нагревают. При высоких температурах оксид элемента вступает в реакцию с коксом. При таком способе часть кокса, которая состоит из углерода, соединяется с атомами элемента, входящими в оксид. В результате образуется требуемый карбид и угарный газ. Готовую расплавленную смесь разливают по специальным формам, а после застывания дробят и сортируют по размеру гранул. Несмотря на простоту данного способа, получение карбида с его помощью является довольно энергозатратным, поскольку требует поддержания высоких температур (1600-2500 градусов) на всем протяжении реакции.

Существуют и альтернативные способы получения некоторых видов веществ. Как правило, это разложение соединения в результате которого и получается требуемый элемент. Формула распада будет отличаться в зависимости от конкретного соединения.

Свойства и состав

Чтобы получить этот камень, нужно, как минимум, два элемента. Во-первых, это углерод. Его наличие обязательно. А дальше уже есть выбор: металл, или неметалл. Главное, чтобы выполнялось правило: электроотрицательность (сила, с которой атомы элемента притягивают к себе чужие электроны) обязательного компонента выше, чем его «партнера». Иначе получатся совсем другие соединения.

Впервые об этом соединении заговорили в Англии еще в 19-м веке. Однако, слава первооткрывателя досталась французу, благодаря опытам которого вещество официально признали, случилось это лишь к концу столетия. А теперь от том, какие качества присущи этому соединению:

• Материал необычайно твердый. По этому показателю он почти догнал алмаз. Среди рекордсменов – карбид вольфрама (9 из 10 возможных баллов). Это открывает сотни путей его применения.
• Чтобы расплавить камень, нужно будет приложить немало усилий. Ведь для этого необходимо нагреть его до 2-х, или даже 3-х тысяч градусов Цельсия. Эта цифра будет выше значений, необходимых для того, чтобы изменить состояние металлических веществ, до того, как они оказались в составе карбида.
• Это очень «не контактное» соединение. Так, реакция карбида на очень многие вещества будет нулевой. Для этого нужны особые условия. Потому кислоты, и прочие вещества, способствующие коррозии, им не страшны.
• Но предыдущий пункт не касается воды. Как Вы уже поняли из рассказа выше, карбид и вода – часто идут рука об руку. В случае, к примеру, когда задействован карбид кальция, для этого подойдет абсолютно любая влага, не нужно никаких условностей. Если же в работе карбид кремния, то без нагрева никак – нужен раскаленный пар (1800 градусов).

Науке известны три разновидности таких соединений:

Что их отличает, так это очень прочные связи между атомами. Когда упоминается такой тип, то речь лишь о двух элементах, соседствующих с углеродом: первый – это бром, второй – кремний. Все вышеперечисленные свойства в этих соединениях «выставлены» на максимум. Это и небывалая твердость, и стойкость. Захотите растворить – не получится без участия едких кислот огромной концентрации. Тоже самое касается и взаимодействия с кислородом. Просто так не получится, нужен нагрев, и не хилый – до 1000 градусов.

Солеобразные, либо ионные

Здесь в контакт с углеродом вступает либо алюминий, или металл, но не абы какой, а только из 1-2 групп хим. таблицы. Придать такому соединению жидкую форму все еще не очень просто, нужен предельный нагрев. А вот кислота незамеченной не останется, в результате такой «встречи» карбид распадется.

Получаются они из металлов, относящихся к 4-8 группе, сюда же идут кобальт, а также никель, ну и, конечно, железо. Если рассматривать их химическое строение, увидим, что атомы углерода буквально разбросаны, между ними нет связей, они словно вкрапления в образовавшихся в металле пробелах. Потому то они весьма тугоплавкие, можно даже сказать, чемпионы в этом деле. Это позволяет применять их при изготовлении сверл (победитовые сверла).

5 статей, которые вам необходимо прочесть…

DeWalt 733 – 52243₽

Жесткая блокировка положения строгающего блока предотвращает любые движения. В том числе и под воздействием неровной поверхности заготовки. Тонкая настройка и ограничитель глубины строгания – обеспечивают безукоризненное калибрование пиломатериала. Автоматический размыкатель прекращает подачу электроэнергии на двигатель при малейшем увеличении напряжения в сети. Усиленный каркас, литая станина и надежно фиксируемые дополнительные столы позволяют избежать брака при работе с длинномерами.

Основные технические характеристики DeWalt 733

Характеристики	Значения
Мощность, кВт	1.8
Частота вращения вала, об./мин	10000
Скорость автоматической подачи заготовки, м/мин	8
Глубина строгания (максимальная / рабочая), мм	2 / 1
Предельные габариты заготовки (H-высота / B-ширина), мм	H-152, B-317
Длина рейсмусового стола, мм	520
Конструкционные особенности	Направляющие стойки проходят через каждый угол рабочего блока, фиксация строгающего вала
Доп. комплектация	Набор ключей, кожух стружкоотвода, переходник для подключения пылесоса
Вес, кг	33.6
Разработка / производство	США / США
Стоимость, руб.	52243

Смотреть видеообзор DeWalt 733:

Требования безопасности

В связи с тем, что это опасный материал, работать с ним нужно, строго соблюдая правила безопасности. Основные правила, которые обязательно должны выполнять при сварке с помощью карбида:

1. Не забывайте, что карбид очень активно реагирует на воздействие воды и воздуха.
2. Хранить вещество необходимо исключительно в герметичном и сухом месте.
3. Вещество является очень взрывоопасным, потому открытое пламя и искры возле него категорически запрещены.
4. Карбидная пыль может вызвать раздражение слизистых и кожного покрова, потому при работе с ней нужно обязательно пользоваться защитными очками, перчатками и респиратором.
5. Монтаж ацетиленовых генераторов запрещено в подвалах.
6. После окончания сварки с помощью карбидных кусочков, нужно «доработать» остатки вещества в генераторы. Полученные шлаки следует помещать в специальный бункер или яму.
7. Также запрещено курить при работе с этим материалом.
8. Точки и удары при перевозке баллонов с газом крайне опасны и могут привести к трагическим последствиям.

https://youtube.com/watch?v=D4WqARvRRVs

https://youtube.com/watch?v=95AB1hvBGtw

Применение в промышленности

Карбид кальция является важным соединением для получения ацетилена, газа, который используется при кислородной сварке и обработке металлов. При горении с кислородом ацетилен способен достигать 3150 градусов Цельсия. Это позволяет работать с тугоплавкими металлами, требующими температуру вдвое большую,чем температура плавления самого металла.

Карбид бора используется как огнеупорный материал, поскольку температура плавления такого соединения выше 2400 градусов. При этом он же встречается в бронежилетах,так как способен защитить не только от пуль и осколков, но и от радиации. Для покрытия промышленного и строительного инструмента используют карбид титана. Его прочность позволяет повысить износостойкость деталей и обрабатывать даже самые прочные материалы.

Читать также: Метрическая и трубная резьба отличия

Что такое карбид?

Самодельные бомбы. Вот, что приходит на ум первым делом, когда слышим слово карбид. И нет, занимались производством этих опасных игрушек не предприятия оборонной промышленности, а, как правило, мальчишки, лет так десяти.

Лет двадцать назад это было излюбленное развлечение у подростков. Это сейчас все сидят за своими планшетами, а тогда миром правил пытливый ум ребенка, который норовил все испробовать на практике.

Для того, чтобы почувствовать себя Рембо, требовалось раздобыть один чудо-камешек. Находили их дети чаще всего на стройках. А дальше все было просто: пластиковый сосуд, камень, вода, плотно закрученный колпачок. Все это рьяно трясли, и в лучшем случае, отбрасывали куда подальше. А в худшем «снаряд» разрывало прямо в руках, тогда травм было не избежать.

Были и более безопасные пути использовать находку, к примеру, просто бросить в лужицу, тогда можно было наблюдать нечто похожее на действие современных бомбочек для ванны. Так что это за популярная «игрушка». Большинство из нас считали, что таким, как мы его знаем, карбид произвела природа. Но на самом деле это не так. И сегодня Вы в этом убедитесь.

Итак, вещество это всегда очень твердое, плюс ко всему, чтобы его расплавить, нужно приложить недюжинные усилия. На вид это темные, светлые, зеленоватые камни, либо порошок, все зависит от состава. Срок его годности недолог, как правило это полгода. Уложить емкости в общий склад не получится, у таких потенциально опасных веществ должен быть свой отсек.

Как Вы уже знаете, карбид постоянно норовит взорваться. Причем, некоторым соединениям даже особых условий не надо. Достаточно просто пересыпать порошок из тары в тару, как он может неожиданно рвануть.

Лабораторный опыт получения ацетилена

Многим из школьных уроков химии знакома реакция взаимодействия карбида с водой. Обычно этот опыт позволяет продемонстрировать реакцию получения ацетилена, а также физические и химические его свойства. Процесс выделения газа при этом происходит достаточно бурно, поэтому трубка, отводящая ацетилен из колбы с действующими веществами, помещается в чашу с водой. Это обеспечивает менее активное и стремительное движение газа. Кроме того, в лабораторных условиях можно использовать и другой способ, чтобы сделать не слишком бурной реакцию разложения такого соединения, как карбид. Ацетилен при этом идет равномерно и спокойно. Для этого вместо воды необходимо взять насыщенный раствор поваренной соли

Также в лаборатории при проведении этой реакции следует осторожно добавлять воду в карбид, помещенный в объемную колбу, а не наоборот

Реакция — карбид — кальций

Реакция карбида кальция с водой весьма экзотермична. Тепловой эффект этой реакции определен непосредственно уже давно ; его можно также рассчитать на основании известных величин теплот образования СаС, ( стр.
 

Реакция карбида кальция с водой, при которой выделяется ацетилен, чересчур быстра и до сих пор неизвестен способ, с помощью которого ее можно было бы замедлить. Помимо этого, ацетилен ядовит и легко воспламеняется. Поэтому для вспучивания газобетона на практике ацетилен не применяют.
 

Наибольшее количество тепла выделяется при реакции карбида кальция с водой. Температура на забое скважины повышается до 366 К. Такая же температура обеспечивается при реакции водного раствора кристаллической соды с металлическим алюминием. Применение барита повышает температуру до 311 К.
 

Объем ацетилена, выделяющегося при реакции карбида кальция за 10 мин при 20 С.
 

Объем ацетилена, выделяющегося при реакции карбида кальция за — 10 мин при 75 С.
 

Печь получения карбида кальция.

Первый завод по производству цианамид кальция был построен в 1906 г. Реакция карбида кальция с азотом является обратимой и экзотермической. Следовательно, этот процесс нуждается в притоке энергии извне лишь в начальной стадии, начавшись, он продолжается автотермически.
 

Карбид кальция распыляли с самолетов для борьбы с градом , поскольку реакция карбида кальция с водой является экзотермичной.
 

В некоторых случаях для повышения чувствительности анализа проводят определение ацетилена, образующегося в реакции карбида кальция с водой ( см. разд. Однако эти авторы указывают, что при анализе воды в циклогексане, изопентате и кумоле вследствие образования эмульсии не наблюдалось поглощения в области, характерной для поглощения воды. Аналогичные результаты были получены Гатиловой и Желудовым при анализе циклогек-сана и изопрена в указанном интервале.
 

Вплоть до 30 — х годов единственный промышленный процесс получения ацетилена был основан на реакции карбида кальция с водой. До сих пор в количественном отношении этот процесс является преобладающим, однако в период широкого распространения ацетилена для различных применений были разработаны новые процессы производства ацетилена, которые развивались параллельно с производством ацетилена из карбида, но не смогли вытеснить его.
 

При реакции хлорной извести с кислотой выделяется хлор ( CaOCl2 — f 2HC1 — CaCl2 H2O — f С12), а при реакции карбида кальция с водой — ацетилен. Хлорная известь здесь взята потому, что она образует хлор при реакции с разбавленной соляной кислотой, тогда как КМпО4 выделяет его при реакции с концентрированной кислотой. Присутствие же свободной воды необходимо для получения достаточно большого количества ацетилена.
 

Для получения ацетилена используют два метода. Реакция карбида кальция с водой применяется не только в лабораториях, но и для получения ацетилена в больших количествах для сварки и нужд химической промышленности. Для крупнотоннажного производства используют термоокислительный крекинг и электрокрекинг метана. Газы содержат по объему 13 % ацетилена и 45 % водорода, остальное составляет не-прореагировавший метан.
 

Для выработки газа открывают кран 8, при этом вода заполняет нижнюю часть реторты 2 и, когда доходит до карбида кальция, начинается его разложение. Ацетилен, выделяющийся в результате реакции карбида кальция с водой, поступает по грубке 9 под перегородку нижней части корпуса генератора.
 

Когда вода доходит до карбида кальция, начинается его разложение. Ацетилен, выделяющийся в результате реакции карбида кальция с водой, поступает по трубе 8 под перегородку, в нижнюю часть корпуса генератора. Давлением газа вода из нижней части корпуса генератора вытесняется в верхнюю половину корпуса по трубе; когда уровень воды станет ниже крана 9, вода перестанет поступать в реторту. При отборе газа из генератора по трубе 7 вода в газосборнике находится приблизительно на уровне отверстия трубы 10, поступая по мере расхода ее в реторту.
 

Когда вода доходит до карбида кальция, начинается его разложение. Ацетилен, выделяющийся в результате реакции карбида кальция с водой, поступает по трубе 8 под перегородку, в нижнюю часть корпуса генератора. Давлением газа вода из нижней части корпуса генератора вытесняется в верхнюю половину корпуса по трубе /; когда уровень воды станет ниже крана 9, вода перестанет поступать в реторту. При отборе газа из генератора по трубе 7 вода в газосборнике находится приблизительно на уровне отверстия трубы 10, поступая по мере расхода ее в реторту.
 

История получения карбида кальция

Карбид кальция был получен случайно в 1862 г. Немецкий химик Фридрих Вёлер (Friedrich W?hler) при попытке выделения металлического кальция из извести (карбоната кальция СаСО₃) путем длительного прокаливания смеси, состоящей из извести и угля, получил массу сероватого цвета, в которой не обнаружил признаков металла. Как результат неудавшегося эксперимента он выбросил эту массу на свалку во дворе. Во время дождя лаборант заметил выделение какого-то газа из выброшенной массы. Это заинтересовало Фридриха Вёлера, он провел анализ газа и установил, что это ацетилен (С₂Н₂), ранее открытый Эдмундом Дэви (Edmund Davy), в 1836 г.

Однако имя этому газу присвоил французский химик Пьер Эжен Марселен Бертло (Marcellin Berthelot) после того, как в 1863 году получил ацетилен, пропуская водород над раскалёнными электрической дугой графитовыми электродами.

Томас Уилсон (Thomas Leopold «Carbide» Willson) в 1888 году и Фердинанд Фредерик Анри Муассан (Ferdinand Frederic Henri Moissan) в 1892 независимо друг от друга открыли метод получения карбида кальция в дуговой электропечи, что послужило толчком для дальнейшего развития промышленного получения технического карбида кальция.

В России первые заводы по изготовлению карбида кальция были построены акционерным обществом «Перун» в 1908 г. в Земковицах, а в 1910 г. в Петербурге. В 1914 г. на этом заводе работали две карбидные печи мощностью по 500 кВт и две печи по 900 кВт.

В 1917 г. при Макеевском металлургическом заводе была построена установка с электропечью мощностью 1800 кВт. Почти одновременно на заводе в Баку для нужд нефтепромышленности и на Аллавердском медеплавильном заводе также были пущены карбидные печи.

В 1930 г. был построен и пущен первый большой карбидный завод в Растяпино (ныне г. Дзержинск Нижегородской области). На этом заводе карбид кальция впервые стал выпускаться не только как товарный продукт, но и для получения цианамида кальция.

Химические свойства

Карбид кальция хорошо впитывает воду. Этот процесс сопровождается химической реакцией разложения

Важно, что карбидная пыль обладает раздражающим действием на слизистые оболочки, кожу и органы дыхания. Поэтому во время работы с соединением необходимо использовать противогазы либо противопылевые респираторы

С кислородом карбид кальция взаимодействует при высокой температуре с образованием карбоната кальция. Реакция с азотом приводит к синтезу цианамида кальция. Также при высоких температурах карбид кальция вступает в реакции соединения с хлором, фосфором, мышьяком. Но все-таки одним из важнейших свойств соединения считается разложение водой.

Читать также: Телега для дачи своими руками

Что такое обратный осмос

Осмос – это явление, которое лежит в основе обмена веществ живых организмов. Осмос подразумевает поступление питательных веществ в клетки организма человека с последующим выведением метаболитов. Нормальное течение данных процессов возможно благодаря наличию полупроницаемой мембраны, пропускающей только молекулы воды. Движущая сила – осмотическое давление.

Об обратном осмосе говорят тогда, когда на концентрированный раствор оказывается воздействие внешним давлением. При этом величина этого давления должна превышать показатели осмотического. Молекулы воды перемещаются в обратном направлении – от более концентрированного состава к менее концентрированному. В итоге повышенное давление, показатель которого выше показателя осмотического, заставляет молекулы воды диффундировать уже в обратном направлении.

Как хранить карбид кальция?

Барабаны с карбидом кальция хранят в защищенных от попадания влаги, сухих, хорошо вентилируемых, несгораемых складах с наружным электрическим освещением.

В местах хранения карбида кальция не должно быть водопровода, канализации, а также водяного и парового отопления.

Для предупреждения проникновения атмосферных осадков необходимо проведение регулярное наблюдение за исправным состоянием кровли.

Запрещено хранить карбид кальция в подвальных помещениях и низких затапливаемых местах.

Размещение складов, где одновременно допускается хранение 2000 кг карбида кальция, разрешается на расстоянии не менее 10 м от производственных помещений и не менее 15 м от жилых зданий.

Помещения для хранения карбида кальция должны быть снабжены углекислотными или порошковыми огнетушителями, асбестовым полотном и ящиками с сухим песком. Объем ящиков выбирают из расчёта не менее 0,5 куб. м на каждые 50 кв. м площади склада.

Запрещено производить тушение карбида кальция водой.

Допускается хранение барабанов с карбидом кальция в горизонтальном и в вертикальном положениях.

Хранение карбида кальция в барабанах необходимо производить на твердом основании, исключающем проседания пола под действием груза. Перед началом складирование первого яруса на пол необходимо уложить доски толщиной 40-50 мм. Складывание барабанов допускается не более чем в три яруса с обязательным использованием между ними деревянных прокладок толщиной не менее 40 мм.

Ширина проходов между уложенными в штабеля барабанами с карбидом кальция должна быть не менее 1,5 м.

Пустые барабаны из-под карбида кальция необходимо хранить в специально отведенных местах за пределами склада и производственных помещений.

Запрещено хранение карбида кальция во вскрытых или повреждённых барабанах, не обеспечивающих герметичность

На наружной поверхности барабанов несмываемой краской наносится надпись «Беречь от влаги и огня. Карбид кальция».

Запрещается использовать электроинструмент (дрели, углошлифовальные машинки и т.д.) и другие ручные инструменты, при работе с которыми могут образовываться искры, при вскрытии барабанов, тем более запрещено пользоваться открытым огнем в т.ч. курить.

Все работы по вскрытию барабанов, фасовке, отсеву пыли и мелкой фракции относятся к пожаро- и взрывоопасным, поэтому их необходимо проводить в отдельных помещениях.

Барабана с карбидом кальция, который не планируется использовать в ближайшее время, необходимо защищать специальными водонепроницаемой крышкой. Конструкция крышки должна обеспечивать плотное охватывание барабана и водонепроницаемость, в связи с чем, высота борта должна быть не менее 50 мм. Разрешается хранение в открытом виде не более одного барабана.

После вскрытия барабана необходимо перегрузить карбид кальция в герметичную тару, например бидон или другие емкости.

Взять герметичную тару, переложить карбид в количестве, не превышающем расход на одну рабочую смену, и перенести к месту проведения работ. В виде исключения, допускается транспортировать карбид кальция в открытой таре (ведре и т. п.) для одноразовой зарядки генератора. При переносе тару необходимо закрывать резиной или брезентом.

Работу с карбидом кальция необходимо выполнять в противогазах или противопылевых респираторах, рукавицах и очках с бесцветными стеклами, так как карбидная, известковая пыль вызывает сильное раздражение глаз.

Вы здесь

Особенности применения

В сварке это вещество используют везде. Делают это по следующей схеме:

1. Кусочки карбида помещаются в корзинку. Оптимальный размер элементов — 8 см. Такие «камешки» смогут обеспечить оптимальную выработку ацетиленового газа. Специалисты не советуют насыпать в генератор карбидную пыль. Частички менее 2 мм в диаметре почти мгновенно выделяют ацетилен, что может привести к взрыву оборудования.
2. Корзину ставят в специальный резервуар с водой. Его горловину нужно закрыть плотной крышкой с винтовым креплением.
3. Посредством вращения винтового маховика корзина с кусками вещества погружаются в воду, начинается генерация ацетиленового газа. Уменьшая/увеличивая глубину погружения корзины можно регулировать интенсивность выработки ацетилена, поддерживая в горелке устройства для сварки оптимальную интенсивность.

Свойства и состав

Чтобы получить этот камень, нужно, как минимум, два элемента. Во-первых, это углерод. Его наличие обязательно. А дальше уже есть выбор: металл, или неметалл. Главное, чтобы выполнялось правило: электроотрицательность (сила, с которой атомы элемента притягивают к себе чужие электроны) обязательного компонента выше, чем его «партнера». Иначе получатся совсем другие соединения.

Впервые об этом соединении заговорили в Англии еще в 19-м веке. Однако, слава первооткрывателя досталась французу, благодаря опытам которого вещество официально признали, случилось это лишь к концу столетия. А теперь от том, какие качества присущи этому соединению:

• Материал необычайно твердый. По этому показателю он почти догнал алмаз. Среди рекордсменов – карбид вольфрама (9 из 10 возможных баллов). Это открывает сотни путей его применения.
• Чтобы расплавить камень, нужно будет приложить немало усилий. Ведь для этого необходимо нагреть его до 2-х, или даже 3-х тысяч градусов Цельсия. Эта цифра будет выше значений, необходимых для того, чтобы изменить состояние металлических веществ, до того, как они оказались в составе карбида.
• Это очень «не контактное» соединение. Так, реакция карбида на очень многие вещества будет нулевой. Для этого нужны особые условия. Потому кислоты, и прочие вещества, способствующие коррозии, им не страшны.
• Но предыдущий пункт не касается воды. Как Вы уже поняли из рассказа выше, карбид и вода – часто идут рука об руку. В случае, к примеру, когда задействован карбид кальция, для этого подойдет абсолютно любая влага, не нужно никаких условностей. Если же в работе карбид кремния, то без нагрева никак – нужен раскаленный пар (1800 градусов).

Науке известны три разновидности таких соединений:

Что их отличает, так это очень прочные связи между атомами. Когда упоминается такой тип, то речь лишь о двух элементах, соседствующих с углеродом: первый – это бром, второй – кремний. Все вышеперечисленные свойства в этих соединениях «выставлены» на максимум. Это и небывалая твердость, и стойкость. Захотите растворить – не получится без участия едких кислот огромной концентрации. Тоже самое касается и взаимодействия с кислородом. Просто так не получится, нужен нагрев, и не хилый – до 1000 градусов.

Солеобразные, либо ионные

Здесь в контакт с углеродом вступает либо алюминий, или металл, но не абы какой, а только из 1-2 групп хим. таблицы. Придать такому соединению жидкую форму все еще не очень просто, нужен предельный нагрев. А вот кислота незамеченной не останется, в результате такой «встречи» карбид распадется.

Получаются они из металлов, относящихся к 4-8 группе, сюда же идут кобальт, а также никель, ну и, конечно, железо. Если рассматривать их химическое строение, увидим, что атомы углерода буквально разбросаны, между ними нет связей, они словно вкрапления в образовавшихся в металле пробелах. Потому то они весьма тугоплавкие, можно даже сказать, чемпионы в этом деле. Это позволяет применять их при изготовлении сверл (победитовые сверла).

Состав и виды карбидов

Карбиды не являются отдельным веществом. Это соединение углерода с металлами и неметаллами. Причем, следует учитывать, что углерод должен обладать большей электроотрицательностью в получаемом веществе по сравнению с другими используемыми элементами. Это дает возможность избежать производства галогенов, оксидов и других углеродных соединений.

На сегодняшний день различают три вида карбида, состав которых отличен друг от друга:

1. Ковалентные соединения. К данному виду относят два элемента — кремний и бром. Это соединения с прочной межатомной связью, что обеспечивает высокую температуру плавления и химическую инертность. Окисление веществ данной группы возможно только при их нагреве свыше 1000 градусов Цельсия. Твердость вещества с бромом настолько высока, что способна конкурировать даже с алмазами. Вещество с кремнием менее прочное, но 8 баллов по шкале Мооса имеет. При этом растворить данное вещество возможно только в царской водке или с помощью концентрированной азотной или плавиковой кислоты.
2. Ионные соединения или солеобразные. Вещества данной группы образуются с помощью металлов 1 и 2 группы таблицы Менделеева, а также алюминием. Данные соединения характеризуются высокой температурой плавления. Карбиды ионного вида распадаются под воздействием воды и кислот. При протекании реакции выделяется углеводород и остается гидроксид металла.
3. Ионно-ковалентно-металлические или металлоподобные соединения. Образуются с помощью металлов с 4 по 8 группу, а также кобальтом, никелем и железом. Отличительная особенность металлоподобных веществ — это высокая прочность и температура плавления. Данный вид соединений делится на два типа:

• Ацетилениды — при гидролизе образуют этин или ацетилен. Карбид кальция относится к данному типу соединений.
• Метаниды — при вступлении в реакцию с водой или разбавленными кислотами образуют метан. Чаще бесцветны. Сюда относят карбид алюминия, магния, бериллия.

Читать также: Основы радиоэлектроники для начинающих

Внешний вид и характеристики технического карбида кальция[править | править код]

Карбид кальция получают сплавлением в электрических печах кокса и негашеной извести. Расплавленный карбид кальция выпускается из печи в специальные формы — изложницы, в которых он затвердевает. Застывший карбид кальция дробится и сортируется на куски определённых размеров.

Технический карбид кальция представляет собой твёрдое кристаллическое вещество тёмно-серого или коричневого цвета. Он даёт кристаллический излом серого цвета с различными оттенками в зависимости от чистоты. Карбид кальция жадно поглощает воду. При взаимодействии с водой даже на холоде карбид кальция разлагается с бурным выделением ацетилена и большого количества тепла. Из за содержания примесей при добавлении воды выделяется неприятный запах. Разложение карбида кальция происходит и под влиянием атмосферной влаги.

По ГОСТ 1460-56 установлены следующие размеры (грануляция) кусков товарного карбида кальция: 2×8; 8×15; 15×25; 25×80. Технический карбид кальция содержит до 80 % химически чистого карбида кальция, остальное составляют примеси — негашеная известь, углерод, кремнезём и другие вещества.

Производство ацетилена

Одной из важнейших областей применения карбида кальция является его использование в получении ацетилена. Заслуга в открытии этого способа также принадлежит немецкому ученому-химику Фридриху Велеру. В основе этого промышленного процесса лежит реакция разложения карбида под воздействием воды. СаС2 + 2 Н2О → С2Н2 + Са(ОН)2↓. На выходе образуется газ ацетилен и гашеная известь, выпадающая в осадок. Процесс сопровождается выделением большого количества тепла. Объем газа на выходе зависит от того, насколько чистый используется для реакции карбид кальция. Ацетилен, образующийся в результате, может иметь различный объем – 1 кг исходного вещества может дать от 235 до 290 литров газа. Что касается скорости протекания реакции, то она зависит как от малого процента примесей в карбиде кальция, так и от температуры воды, а также ее чистоты. Если рассматривать теоретическую реакцию производства ацетилена из карбида, то в ней на 1 кг карбида достаточно 560 мл воды. Однако на практике объем воды для проведения реакции увеличивается. На 1 кг карбида кальция в условиях промышленного синтеза требуется от 5 до 20 литров воды. Такое количество необходимо для того, чтобы ацетилен лучше охлаждался, а также для обеспечения оптимальной безопасности при работе. Ниже изображен немецкий химик Фридрих Велер.

Состав и виды карбидов

Карбиды не являются отдельным веществом. Это соединение углерода с металлами и неметаллами. Причем, следует учитывать, что углерод должен обладать большей электроотрицательностью в получаемом веществе по сравнению с другими используемыми элементами. Это дает возможность избежать производства галогенов, оксидов и других углеродных соединений.

На сегодняшний день различают три вида карбида, состав которых отличен друг от друга:

1. Ковалентные соединения. К данному виду относят два элемента — кремний и бром. Это соединения с прочной межатомной связью, что обеспечивает высокую температуру плавления и химическую инертность. Окисление веществ данной группы возможно только при их нагреве свыше 1000 градусов Цельсия. Твердость вещества с бромом настолько высока, что способна конкурировать даже с алмазами. Вещество с кремнием менее прочное, но 8 баллов по шкале Мооса имеет. При этом растворить данное вещество возможно только в царской водке или с помощью концентрированной азотной или плавиковой кислоты.
2. Ионные соединения или солеобразные. Вещества данной группы образуются с помощью металлов 1 и 2 группы таблицы Менделеева, а также алюминием. Данные соединения характеризуются высокой температурой плавления. Карбиды ионного вида распадаются под воздействием воды и кислот. При протекании реакции выделяется углеводород и остается гидроксид металла.
3. Ионно-ковалентно-металлические или металлоподобные соединения. Образуются с помощью металлов с 4 по 8 группу, а также кобальтом, никелем и железом. Отличительная особенность металлоподобных веществ — это высокая прочность и температура плавления. Данный вид соединений делится на два типа:

• Ацетилениды — при гидролизе образуют этин или ацетилен. Карбид кальция относится к данному типу соединений.
• Метаниды — при вступлении в реакцию с водой или разбавленными кислотами образуют метан. Чаще бесцветны. Сюда относят карбид алюминия, магния, бериллия.

Читать также: Коронка для мебельных петель

Карбид кальция в сварке

Для сварочных работ карбид является чуть ли не идеальным веществом, потому что при взаимодействии с водой выделяет в окружающее пространство летучий газ ацетилен, который служит основой металлизации, напайки, кислородной сварки и множества иных процессов, относящихся к обработке металлических сплавов.

Создается этот состав при очень высокой температуре (до 2400 градусов) посредством расплавления негашеной извести и кокса внутри электродуговой печки. Затем раскаленное жидкое вещество помещается в специальные формы (изложницы), где оно застывает и твердеет. Затем карбид раскалывают на кусочки размером не более 8 см. В итоге полученная субстанция будет состоять примерно на 78% из карбида кальция, а остальные 22% — это известковые окиси, примеси и иные вещества.

Так как при воздействии воды карбид выделяет большое количество ацетиленового газа и тепловой энергии, это существенно затрудняет его хранение. Чтобы избежать порчи вещества, его нередко укладывают в герметичные стальные резервуары. При открытии этих металлических сосудов необходимо избегать открытого пламени и искр, иначе могут быть печальные последствия.

https://youtube.com/watch?v=QXp3OIBnSzk

Карбидная пыль (частички до 2 мм) непригодна для применения, потому что растворяется в воде практически моментально. Кроме того, при хранении большого количества пыли увеличивается риск, что применение состава в итоге приведет к взрыву резервуара. Специалисты отмечают, что килограмм рассматриваемого вещества способен выделить при взаимодействии с водой более 260 кубических дюймов ацетилена.

Имитация бруса: фото примеры, отделка дома внутри и снаружи, особенности материала