Carbide: Formula, Application și Properties

Lumea cunoaște o mulțime de diferiți compuși chimici: ordinul a sute de milioane. Și toate sunt, la fel ca oamenii, sunt individuale. Este imposibil de a găsi două substanțe care trebuie să se potrivească proprietățile chimice și fizice ale diferitelor tipuri de reprezentare.

Una dintre substanțele anorganice cele mai interesante existente în lumina albă sunt carburilor. În acest articol, vom discuta despre proprietățile lor structura, fizice și chimice, utilizarea de un pic și a vedea subtilitățile de la primirea lor. Dar, în primul rând, un pic despre istoria descoperirii.

poveste

carburi metalice cu formula pe care le dau mai jos, nu sunt compuși naturali. Acest lucru se datorează faptului că moleculele lor au tendința de a se descompune în contact cu apa. Prin urmare, este în valoare de încercarea de a vorbi despre prima sinteză a carburilor.

Pornind de la 1849 există referiri la sinteza de carbură de siliciu, cu toate acestea, unele dintre aceste încercări rămân nerecunoscute. Producția pe scară largă a început în 1893, American chimist metoda lui Edward Acheson, care mai târziu a fost numit după el.

Istoric sinteza carbură de calciu nu este, de asemenea, o mulțime de informații diferite. In 1862 a primit un chimist german Fridrih voler, încălzirea zinc topit și calciu cu cărbune.

Acum să trecem la subiecte mai interesante: chimică și proprietăți fizice. Este în ele se află esența utilizării acestei clase de substanțe.

proprietățile fizice

Absolut toate carburile se disting prin duritatea lor. De exemplu, unul dintre solidele de pe scara Mohs este carbura de tungsten (9 din 10 puncte posibile). Pe lângă aceste substanțe sunt foarte refractare: temperatura de topire unele dintre ele ajunge să reprezinte două mii de grade.

Cele mai multe carburi inerte chimic și interacționează cu un număr mic de substanțe. Ele nu sunt solubili în orice solvenți. Cu toate acestea, interacțiunea poate fi considerată prin dizolvare cu apă, distrugerea legăturilor și formarea unui hidroxid de metal și o hidrocarbură.

Despre acesta din urmă reacție, și multe alte reacții chimice interesante care implică carburilor vor fi discutate în secțiunea următoare.

chimice

Aproape toate carburilor interactioneaza cu apa. Unele - ușor și fără încălzire (de exemplu, carbură de calciu), și unele ( de exemplu, Karbid Kremniya) - vapori de apă atunci când este încălzit la 1800 de grade. Reactivitatea depinde astfel de natura comunicării în amestec, pe care o vom discuta mai târziu. În reacția cu apă pentru a produce diferite hidrocarburi. Acest lucru se întâmplă deoarece hidrogenul conținut în apă, este conectat la carbonul din carbură. Pentru a înțelege ce se întâmplă hidrocarburi (așa cum se poate întâmpla ca limitativă, și compusul nesaturat), este posibil, pe baza valenței carbonul conținut în materia primă. De exemplu, dacă avem o carbură de calciu, a cărui formulă este cac _2, vom vedea că acesta conține ionul C ₂ ^2-. Prin urmare, este posibil să se atașeze doi ioni de hidrogen cu taxa +. Astfel, se obține compusul C ₂ H ₂ - acetilenă. În același mod dintr - un compus , cum ar fi carbura de aluminiu, a cărui formulă Al ₄ C _3, am CH _4. De ce nu C ₃ H _12, vă întreb? După ionul are o taxa de 12. Faptul că numărul maxim de atomi de hidrogen este determinat prin formula 2n + 2 unde n - numărul de atomi de carbon. Prin urmare, numai un compus cu formula C ₃ H ₈ (propan) poate exista ca ion cu încărcare 12 se împarte în trei ioni cu sarcină 4, care produc, când sunt combinate cu molecula protoni metan.

Interesant sunt reacția carburile de oxidare. Ele pot apărea ca amestecurile atunci când sunt expuse la agenți oxidanți puternici, și în arderea obișnuită în atmosferă de oxigen. Dacă totul este clar cu oxigen: obținut două okisda, apoi cu alți oxidanți interesante. Totul depinde de natura metalului care constituie carbura, precum și cu privire la natura oxidantului. De exemplu, Karbid Kremniya, a cărui formulă SiC, prin reacția cu un amestec de acid azotic și acid fluorhidric, formează acidul hexafluorosilicic cu dioxid de carbon. Și în timpul aceeași reacție , dar cu numai unul dintre acid azotic, se obține un oxid de siliciu și dioxid de carbon. Prin agenți de oxidare includ, de asemenea halogeni și calcogen. Au reacționat orice carbid, formula de reacție depinde de structura sa.

carburi metalice Formula pe care am examinat - nu numai reprezentanți ai acestei clase de compuși. Acum ne aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre compuși importante industrial din această clasă și apoi vorbesc despre aplicarea lor în viața noastră.

Care sunt carburilor?

Se pare, carbid, a cărui formulă este, de exemplu, _{2 Cac,} diferă semnificativ în structura din SiC. Iar diferența este în primul rând în natura legăturilor dintre atomii. În primul caz, avem de-a face cu o carbură de sare asemănătoare. Această clasă de compuși este numit așa, pentru că de fapt, se comportă ca o sare a acestuia, care este capabil să disocieze în ioni. Această legătură ionică este foarte slabă și care îl face ușor de a efectua reacția de hidroliză și conversia multor altora, inclusiv interacțiunea dintre ionii.

O alta, probabil mai importante obiective industrial carburile covalente sunt carburile: cum ar fi, de exemplu, SiC sau WC. Acestea sunt caracterizate prin densitate mare și rezistență. Și, de asemenea, inert și refractar pentru a dilua substanțe chimice.

Există, de asemenea, carburi metalice-cum ar fi. Mai degrabă, ele pot fi considerate ca aliaje de metale cu carbon. Printre acestea pot fi identificate, de exemplu, (carbură de fier, a cărei formulă poate fi diferit, dar este de aproximativ media: Fe ₃ C) cementita sau fier. Acestea au o activitate chimică intermediară în grade între carburile ionice și covalente.

Fiecare dintre aceste subspecii discutăm o clasă de compuși chimici are aplicarea practică. Pentru informații cu privire la modul și în cazul în care se utilizează fiecare dintre ele, vom discuta în secțiunea următoare.

Aplicarea practică a carburilor

Așa cum am discutat, carburilor covalente au cea mai mare gamă de aplicații practice. Aceste materiale abrazive sau materiale de tăiere și compozite utilizate în diverse domenii (de exemplu, ca unul dintre materialele care formează armătura corp) și piese auto, și instrumente electronice și elementele de încălzire, și energia nucleară. Și acest lucru nu este o listă completă de aplicații ale acestor carbură superhard.

Cea mai ingusta aplicare au carburile de formare a sării. Reacția lor cu apa este folosită ca metodă de laborator pentru obținerea hidrocarburilor. Că, așa cum se întâmplă, am discutat deja mai sus.

Alături de metal covalente-carburile au aplicabilitate largă în industrie. Așa cum am spus, acest tip de metal de contact ale compușilor subiect sunt din oțel, fier și alți compuși metalici cu incluziuni de carbon. De obicei, metalul în astfel de substanțe se referă la clasa d-metale. Acesta este motivul pentru care tinde să formeze legături covalente nu, așa cum au fost, introduse în structura metalică.

În opinia noastră, aplicații practice în compușii de mai sus este mai mult decât suficient. Acum, să se uite la procesul de preparare a acestora.

Obținerea carburilor

Primele două tipuri de carburi pe care le-am considerat, și anume covalentă și saltlike preparate mai un mod simplu: prin reacția oxidului elementului și cocs la temperaturi ridicate. În această parte a cocsului, compus din atomul de carbon este legat la un element compus din oxid, carbură și forme. O altă parte a „culege“, oxigenul si formeaza monoxid de carbon. Un astfel de proces este consumul de energie foarte, deoarece necesită menținerea unei temperaturi ridicate (de ordinul 1600-2500 grade), în zona de reacție.

Pentru unele tipuri de compuși folosind reacții alternative. De exemplu, descompunerea unui compus care dă în final din carbură. Formula reacției depinde de compusul particular, deci discuta noi nu.

Înainte de a încheia articolul nostru, vom discuta câteva carburilor interesante și vorbesc despre ele în detaliu.

compuși interesanți

carbură de sodiu. Formula compusului C _{2 Na2.} Acest lucru poate fi reprezentat mai mult ca acetilidă (adică produsul de substituție a atomilor de hidrogen în acetilenei peste atomii de sodiu), mai degrabă decât de carbură. Formula chimică nu reflectă pe deplin aceste subtilități, așa că trebuie să se uite la structura. Aceasta este o substanță foarte activă și pentru orice contact cu apa este activ interacționează cu acesta pentru a forma acetilena alcaline.

carbură de magneziu. Formula: MGC _2. Un mod interesant de obținere a unui compus suficient de activ. Una dintre ele implică sinterizarea fluorură de magneziu cu carbură de calciu, la temperatură ridicată. Acest lucru duce la două produse: fluorura de calciu, și ne dorim să carbid. Formula acestei reacții este destul de simplu, și puteți, dacă doriți să-l citiți în literatura de specialitate.

Dacă nu sunteți sigur de utilitatea materialului conținut în articol, atunci secțiunea următoare este pentru tine.

Cum poate fi acest lucru util în viață?

Ei bine, în primul rând, cunoașterea de compuși chimici pot fi niciodată de prisos. Întotdeauna mai bine să fie cunoștințe armate decât rămână fără ea. În al doilea rând, cu atât mai mult despre existența unor compuși, cu atât mai bine pentru a înțelege mecanismele de formare a acestora și legile care le permit să existe.

Înainte de a merge la final, aș dori să dau câteva sfaturi cu privire la studiul acestui material.

Cum să-l învețe?

Foarte simplu. Este doar o parte din chimie. Și urmează să învețe manualele de chimie. Începeți cu informații și școală trece la mai avansate, din manualele universitare și manuale.

concluzie

Această temă nu este la fel de simplu și plictisitor cum pare la prima vedere. Produse chimice poate fi întotdeauna o interesantă, dacă ai un scop găsi.