Carbide: Formel, Anvendelse og Properties

Verden vet mange forskjellige kjemiske forbindelser: rekkefølgen av hundrevis av millioner. Og de er alle, som mennesker, er individuelle. Det er umulig å finne to stoffer som har til å matche de kjemiske og fysiske egenskapene til ulike typer representasjon.

En av de mest interessante uorganiske stoffer som finnes i det hvite lyset er karbider. I denne artikkelen vil vi diskutere deres struktur, fysiske og kjemiske egenskaper, bruk av litt og se nyanserikdommen i deres mottak. Men først, litt om historien til oppdagelsen.

historien

metallkarbider med formelen som gir vi nedenfor, ikke er naturlige forbindelser. Dette skyldes det faktum at deres molekyler har en tendens til å dekomponere i kontakt med vann. Derfor er det verdt å prøve å snakke om den første syntesen av karbider.

Ved å starte fra 1849 er referanser til syntese av silisiumkarbid, men kan noen av disse forsøkene forblir ukjent. Storskala produksjon startet i 1893, den amerikanske kjemikeren Edward Acheson metode som senere ble oppkalt etter ham.

Historie kalsiumkarbid syntese er heller ikke mye forskjellig informasjon. I 1862 fikk han den tyske kjemiker Fridrih Voler, oppvarming av den smeltede sink og kalsium med kull.

Nå la oss gå videre til mer interessante emner: kjemiske og fysiske egenskaper. Det er i dem ligger essensen av bruken av denne klassen av stoffer.

fysiske egenskaper

Absolutt alle karbider utmerker seg ved sin hardhet. For eksempel, en av de faststoffer på Mohs skala er wolframkarbid (9 av 10 mulige poeng). I tillegg til disse stoffene er svært ildfast: smeltetemperatur på noen av dem når to tusen grader.

De fleste karbider kjemisk inert og interagere med et lite antall stoffer. De er ikke løselige i løsemidler. Imidlertid kan interaksjonen bli vurdert ved oppløsning med vann, ødeleggelse av bindinger og dannelsen av et metall-hydroksyd og et hydrokarbon.

Om den sistnevnte reaksjon, og mange andre interessante kjemiske reaksjoner som involverer carbider vil bli omtalt i det neste avsnitt.

kjemiske egenskaper

Nesten alle karbider samhandle med vann. Noen - enkelt og uten oppvarming (for eksempel kalsiumkarbid), og noen (f.eks Karbid Kremniya) - vanndamp ved oppvarming til 1800 grader. Reaktivitet avhenger dermed av innholdet i kommunikasjonen i miksen, som vi vil diskutere senere. I reaksjonen med vann for å fremstille forskjellige hydrokarboner. Dette skjer fordi hydrogen som inneholdes i vann, er koblet til karbonet i karbid. For å forstå hva som skjer hydrokarbon (slik det kan inntreffe som den begrensende, og umettet forbindelse), er det mulig, basert på valensen av karbon i utgangsmaterialet. For eksempel, dersom vi har et kalsiumkarbid, hvis formel er CaCl _2, ser vi at den inneholder den _C-2 ^2- ion. Derfor er det mulig å feste to hydrogenioner med ladning +. Dermed får vi at forbindelsen C ₂ H ₂ - acetylen. På samme måte fra en forbindelse slik som aluminiumkarbid, som har formelen Al ₄ C _3, CH vi _4. Hvorfor ikke C ₃ H _12, spør du? Etter ion har en ladning på 12. Det faktum at det maksimale antallet hydrogenatomer er bestemt av formelen 2n + 2, hvor n - antall karbonatomer. Derfor kan bare en forbindelse av formel C ₃ H ₈ (propan) foreligger som ion-med ladnings 12 faller inn i tre ioner med ladning 4, som frembringer, når de kombineres med protoner metan molekyl.

Interessant er karbider oksidasjonsreaksjonen. De kan forekomme som blandinger når de utsettes for sterke oksidasjonsmidler, og i den vanlige brennende følelse i oksygenatmosfære. Hvis alt er klart med oksygen: innhentet to okisda, så med andre oksidanter interessante. Alt avhenger av arten av metallet som utgjør det karbid, så vel som av arten av det oksidasjonsmiddel. For eksempel, Karbid Kremniya, hvis formel SiC, ved å omsette med en blanding av salpetersyre og flussyre, danner hexafluorosilicic syre med karbondioksyd. Og i løpet av den samme reaksjonen, men med bare ett av salpetersyre, får vi en silisium oksyd og karbondioksyd. Ved å oksydere midler inkluderer også halogener og chalcogens. De reagerte enhver karbid, avhenger reaksjonsformel på sin struktur.

metallkarbider formel som vi undersøkte - ikke eneste representanter for denne klassen av forbindelser. Nå tar vi en nærmere titt på hver av industrielt viktige forbindelser i denne klassen, og deretter snakke om deres anvendelse i våre liv.

Hva er karbider?

Det viser seg, karbid, hvis formel er, for eksempel, for CaCl _2, er vesentlig forskjellig i struktur fra SiC. Og forskjellen er først og fremst i naturen av bindingene mellom atomer. I det første tilfellet har vi å gjøre med en salt-aktig karbid. Denne klassen av forbindelser er navngitt slik fordi det faktisk oppfører seg som et salt derav, som er istand til å dissosiere til ioner. Dette ionebinding er meget svak, og som gjør det enkelt å utføre hydrolysereaksjonen og omdannelsen av mange andre, innbefattende samvirkningen mellom ionene.

En annen, kanskje mer viktig industrielt visninger kovalente karbider er karbider: som for eksempel SiC eller WC. De er karakterisert ved høy tetthet og styrke. Og også inert og ildfast å fortynne kjemikalier.

Det er også av metall-lignende karbider. I stedet kan de betraktes som legeringer av metaller med karbon. Blant disse kan identifiseres, f.eks sementitt (jernkarbid, hvis formel kan være forskjellig, men det er omtrent den gjennomsnittlige: _Fe3C), eller jern. De har en kjemisk aktivitet mellomprodukt i grader mellom ioniske og kovalente karbider.

Hver av disse underarter vi diskuterer en klasse av kjemiske forbindelser som har sin praktiske anvendelse. For informasjon om hvordan og hvor du skal bruke hver av dem, vil vi diskutere i neste avsnitt.

Praktisk anvendelse av karbider

Som vi har omtalt, kovalente karbider har størst rekke praktiske anvendelser. Denne slipende eller skjærende materiale, og komposittmaterialer som brukes i ulike felt (for eksempel som et av materialene som utgjør den kroppsarmering), og bildeler, og elektroniske instrumenter, og varmeelementer, og atomenergi. Og dette er ikke en fullstendig liste over programmer av disse super karbid.

Den smaleste søknad har saltdannende karbider. Deres reaksjon med vann er brukt som en laboratoriemetode for å oppnå hydrokarboner. At når det skjer, vi har allerede diskutert ovenfor.

Sammen med kovalent metall-karbid har bred anvendelse i industrien. Som vi har sagt, denne type av metall-kontakt av de foreliggende forbindelser er av stål, jern og andre metallforbindelser med karboninneslutninger. Typisk omfatter metall på slike stoffer er knyttet til klassen av d-metaller. Det er derfor det har en tendens til å danne kovalente bindinger ikke, som det var, som innføres i metallstrukturen.

Etter vårt syn praktiske anvendelser i de ovennevnte forbindelser er mer enn nok. Nå skal vi se på prosessen for deres fremstilling.

får karbider

De første to typer av karbider som vi i betraktning, nemlig kovalente og saltlignende fremstilles mest en enkel måte: ved å omsette oksyd av grunnstoffet og koks ved høye temperaturer. I denne delen av koksen, som består av karbonatom er forbundet med et element som består av oksyd, karbid og former. En annen del av "plukker opp" oksygen og danner karbonmonoksyd. En slik prosess er meget energiforbruk, siden det krever opprettholdelse av en høy temperatur (i størrelsesorden 1600-2500 °) i reaksjonssonen.

For noen typer av forbindelser under anvendelse av alternative reaksjoner. For eksempel, spaltning av en forbindelse som til slutt gir karbid. Formelen for reaksjonen avhenger av den spesielle forbindelse, så diskutere det vil vi ikke.

Før jeg avslutter vår artikkel vil vi diskutere noen interessante karbider og snakke om dem i detalj.

interessante forbindelser

natrium-karbid. Formelen av forbindelse _C2-Na2. Dette kan representeres mer som acetylid (dvs. produktet fra substitusjon av hydrogenatomer i det acetylen over natriumatomer) i stedet for karbid. Den kjemiske formelen ikke fullt ut reflekterer disse spissfindigheter, så de trenger å se på strukturen. Dette er en meget aktiv substans og for en hvilken som helst kontakt med vannet er aktivt samvirker med det for dannelse av acetylen og alkalier.

magnesiumkarbid. Formel: MGC _2. En interessant måte å skaffe en tilstrekkelig aktiv forbindelse. En av dem omfatter sintring av magnesiumfluorid med kalsiumkarbid ved høy temperatur. Dette resulterer i to produkter: kalsium fluor, og du vil at vi skal karbid. Formelen for denne reaksjonen er ganske enkelt, og du kan hvis du vil lese den i faglitteratur.

Hvis du er usikker på nytten av materialet i artikkelen, så den neste delen er for deg.

Hvordan kan dette være nyttig i livet?

Vel, for det første, kunnskap om kjemiske forbindelser kan aldri bli overflødig. Alltid bedre å være bevæpnet kunnskap enn opphold uten. For det andre, jo mer du vet om eksistensen av visse forbindelser, jo bedre å forstå mekanismene for deres dannelse og lover som tillater dem å eksistere.

Før du går til enden, vil jeg gjerne gi noen råd på studiet av dette materialet.

Hvordan å lære det?

Veldig enkelt. Det er bare en del av kjemi. Og lære det følger lærebøkene i kjemi. Start med skolen informasjon og gå videre til mer avanserte, fra universitets lærebøker og håndbøker.

konklusjon

Dette temaet er ikke så enkelt og kjedelig som det ser ut ved første øyekast. Kjemikalier kan alltid være en interessant, hvis du synes det er et formål.