Carburo: formula, applicazione e proprietà (2022)

Ci sono molte diverse sostanze chimiche conosciute nel mondo.connessioni: circa centinaia di milioni. E tutti loro, come persone, sono individuali. È impossibile trovare due sostanze che abbiano le stesse proprietà chimiche e fisiche con una composizione diversa.

Una delle sostanze inorganiche più interessantiesistenti in questo mondo sono carburi. In questo articolo discuteremo la loro struttura, le proprietà fisiche e chimiche, la loro applicazione e analizzeremo le sottigliezze della loro produzione. Ma prima, un po 'sulla storia della scoperta.

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storia

Carburi metallici, di cui diamo le formuledi seguito non sono composti naturali. Ciò è dovuto al fatto che le loro molecole tendono a disintegrarsi interagendo con l'acqua. Pertanto, vale la pena parlare dei primi tentativi di sintesi di carburi.

Dal 1849 ci sono riferimenti alla sintesicarburo di silicio, tuttavia, alcuni di questi tentativi rimangono non riconosciuti. La produzione su larga scala è iniziata nel 1893 dal chimico americano Edward Acheson in un modo che gli è stato intitolato.

La storia della sintesi del carburo di calcio non si distingue anche da una grande quantità di informazioni. Nel 1862, il chimico tedesco Friedrich Wöhler lo ricevette, riscaldando lo zinco fuso e il calcio con il carbone.

Passiamo ora a sezioni più interessanti: proprietà chimiche e fisiche. Dopo tutto, contengono l'essenza completa dell'applicazione di questa classe di sostanze.

(Video) o piccolo : Definizione e Principali Proprietà

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Proprietà fisiche

Assolutamente tutti i carburi si distinguono per la loro durezza. Ad esempio, una delle sostanze più dure sulla scala di Mohs è il carburo di tungsteno (9 punti su 10 possibili). Inoltre, queste sostanze sono molto refrattarie: il punto di fusione di alcune di esse raggiunge i duemila gradi.

La maggior parte dei carburi sono chimicamente inerti einteragire con una piccola quantità di sostanze. Non sono solubili in alcun solvente. Tuttavia, la dissoluzione può essere considerata l'interazione con l'acqua con la distruzione di legami e la formazione di idrossido di metallo e idrocarburi.

Discuteremo l'ultima reazione e molte altre interessanti trasformazioni chimiche che coinvolgono carburi nella prossima sezione.

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Proprietà chimiche

Quasi tutti i carburi interagiscono con l'acqua. Alcuni - facilmente e senza riscaldamento (ad esempio, carburo di calcio), e alcuni (ad esempio carburo di silicio) - quando riscaldato vapore acqueo a 1800 gradi. La reattività dipende dalla natura del legame nel composto, di cui parleremo più avanti. Nella reazione con l'acqua si formano diversi idrocarburi. Questo accade perché l'idrogeno contenuto nell'acqua si combina con il carbonio nel carburo. Per capire quale tipo di idrocarburo sarà ottenuto (o sia il composto limitante che quello insaturo potrebbe risultare) può essere ricavato dalla valenza del carbonio contenuto nel materiale di partenza. Ad esempio, se abbiamo carburo di calcio, la cui formula è CaC2vediamo che contiene ioni C22-. Quindi, puoi attaccare due ioni di idrogeno con una carica di + ad esso. Quindi, otteniamo il composto C2H2 - acetilene. Allo stesso modo, da un composto come il carburo di alluminio, la cui formula è Al4C3ottenere CH4. Perché no?3H12chiedi? Dopotutto, lo ione ha una carica di 12-. Il fatto è che il numero massimo di atomi di idrogeno è determinato dalla formula 2n + 2, dove n è il numero di atomi di carbonio. Quindi, ci può essere solo un composto con la formula C3H8 (propano), e lo ione con una carica di 12 - è decomposto in tre ioni con una carica di 4 -, che viene prodotto quando combinato con i protoni della molecola di metano.

Interessanti sono le reazioni di ossidazione.carburi. Possono verificarsi sia quando esposti a forti miscele di agenti ossidanti, sia durante la normale combustione in un'atmosfera di ossigeno. Se tutto è chiaro con l'ossigeno: si ottengono due ossidi, quindi è più interessante con altri ossidanti. Tutto dipende dalla natura del metallo che fa parte del carburo e dalla natura dell'ossidante. Ad esempio, il carburo di silicio, la cui formula è SiC, quando interagisce con una miscela di acidi nitrico e fluoridrico, forma l'acido esafluorosilicico con l'evoluzione del biossido di carbonio. E quando si esegue la stessa reazione, ma con solo acido nitrico, otteniamo ossido di silicio e anidride carbonica. Alogeni e calcogeni possono anche essere riferiti agli ossidanti. Qualsiasi metallo duro interagisce con loro, la formula di reazione dipende solo dalla sua struttura.

Carburi metallici, di cui abbiamo preso in considerazione le formule- Non i soli rappresentanti di questa classe di composti. Ora daremo un'occhiata più da vicino a ciascun composto di livello industriale di questa classe e poi parleremo del loro uso nelle nostre vite.

(Video) Esercizi sulle Derivate: proprietà e regole di derivazione

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Cosa sono i carburi?

Si scopre che il carburo, la cui formula è, per esempio, CaC2, significativamente diversa nella struttura da SiC. E la differenza è principalmente nella natura del legame tra gli atomi. Nel primo caso, abbiamo a che fare con un carburo salino. Questa classe di composti è chiamata così perché si comporta praticamente come il sale, cioè è in grado di dissociarsi in ioni. Questo legame ionico è molto debole, il che rende facile eseguire la reazione di idrolisi e molte altre trasformazioni, comprese le interazioni tra gli ioni.

Un'altra, forse più specie commercialmente importantii carburi sono carburi covalenti: come, ad esempio, SiC o WC. Sono caratterizzati da alta densità e durata. Così come refrattari e inerti ai prodotti chimici diluiti.

Ci sono anche carburi di metallo. Possono piuttosto essere considerati come leghe di metalli con carbonio. Tra questi si possono identificare, ad esempio, la cementite (carburo di ferro, la cui formula è diversa, ma in media è approssimativamente come questa: Fe3C) o ghisa. Hanno un'attività chimica intermedia nel suo grado tra carburi ionici e covalenti.

Ognuna di queste sottospecie della classe di composti chimici in discussione ha la sua applicazione pratica. Parleremo di come e dove ognuno di essi è applicato nella prossima sezione.

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Uso pratico di carburi

Come abbiamo già discusso, hanno carburi covalentila più vasta gamma di applicazioni pratiche. Si tratta di materiali abrasivi e da taglio e materiali compositi utilizzati in vari campi (ad esempio, uno dei materiali che compongono l'armatura) e parti di automobili, dispositivi elettronici, elementi riscaldanti e energia nucleare. E questo non è un elenco completo di applicazioni di questi carburi superhard.

I carburi che formano sale hanno l'applicazione più stretta. La loro reazione con l'acqua viene utilizzata come metodo di laboratorio per la produzione di idrocarburi. Il modo in cui ciò accade, abbiamo già smontato sopra.

(Video) La plastica - Classi 1^

Insieme a carburi covalenti, simili a metalliavere la più ampia applicazione nel settore. Come abbiamo detto, questi tipi di composti metallici di cui stiamo discutendo sono acciaio, ghisa e altri composti metallici con inclusioni di carbonio. Di norma, il metallo contenuto in tali sostanze appartiene alla classe dei metalli d. Questo è il motivo per cui tende a non formare legami covalenti, ma piuttosto a essere incorporato nella struttura del metallo.

A nostro avviso, le applicazioni pratiche dei suddetti composti sono più che sufficienti. Ora dai un'occhiata al processo della loro ricevuta.

Produzione di carburo

I primi due tipi di carburi, che abbiamo considerato,cioè, covalente e salato, sono più spesso ottenuti in un modo semplice: facendo reagire l'elemento ossido e coca cola ad alta temperatura. In questa parte del coke, costituito da carbonio, si combina con l'atomo dell'elemento nell'ossido e forma un carburo. L'altra parte "prende" ossigeno e forma monossido di carbonio. Questo metodo è molto dispendioso in termini energetici, poiché richiede di mantenere una temperatura elevata (circa 1600-2500 gradi) nella zona di reazione.

Per alcuni tipi di compostiutilizzare reazioni alternative. Ad esempio, la decomposizione di un composto che alla fine produce carburo. La formula della reazione dipende dal composto specifico, quindi non ne discuteremo.

Prima di completare il nostro articolo, discutiamo di alcuni carburi interessanti e ne parliamo in modo più dettagliato.

Connessioni interessanti

Carburo di sodio La formula per questo composto è C2Sul2. Questo può essere rappresentato piuttosto come l'acetilide (è il prodotto della sostituzione degli atomi di idrogeno in acetilene con gli atomi di sodio) e non del carburo. La formula chimica non riflette pienamente queste sottigliezze, quindi devono essere ricercate nella struttura. È una sostanza molto attiva e, in ogni contatto con l'acqua, interagisce molto attivamente con esso per formare acetilene e alcali.

(Video) 05 Proporzioni

Carburo di magnesio. Formula: MgC2. Modi interessanti per ottenere questo abbastanzacomposti attivi. Uno di questi comporta la sinterizzazione di fluoruro di magnesio con carburo di calcio ad alta temperatura. Di conseguenza, si ottengono due prodotti: il fluoruro di calcio e il carburo di cui abbiamo bisogno. La formula per questa reazione è abbastanza semplice e puoi, se lo desideri, familiarizzare con essa nella letteratura specializzata.

Se non sei sicuro dell'utilità del materiale presentato nell'articolo, la prossima sezione è per te.

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Come può essere utile nella vita?

Bene, in primo luogo, la conoscenza dei composti chimicinon può mai essere finita. È sempre meglio essere armati di conoscenza che rimanere senza. In secondo luogo, più conosci l'esistenza di alcuni composti, meglio comprendi il meccanismo della loro formazione e le leggi che consentono loro di esistere.

Prima di procedere alla fine, vorrei dare alcune raccomandazioni sullo studio di questo materiale.

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Come studiarlo?

Molto semplice Questa è solo una sezione della chimica. E dovrebbe essere studiato sui libri di testo di chimica. Inizia con informazioni scolastiche e approfondisci, dai libri di testo universitari e di riferimento.

conclusione

Questo argomento non è così semplice e noioso come sembra a prima vista. La chimica può essere sempre interessante se trovi il tuo obiettivo.

(Video) Designazione delle ghise

FAQs

Dove si usa il carburo? ›

Oggi, per quanto riguarda l'illuminazione, viene utilizzato esclusivamente dagli appassionati di speleologia oppure, industrialmente, per la produzione di Acetilene impiegato nelle saldatura.

A cosa serve il carburo di tungsteno? ›

Questi materiali sono tra le più dure sostanze note e vengono impiegati in macchinari industriali, utensili da taglio, abrasivi, altri strumenti e attrezzi, proiettili e gioielli.

Dove si trova il carburo in natura? ›

Mentre è molto raro sulla Terra, il carburo di silicio è molto comune nello spazio. Si tratta di una forma comune di polvere interstellare che si trova nei pressi di stelle ricche di carbonio. Il carburo di silicio trovato nello spazio e nelle meteoriti è quasi esclusivamente nella forma beta.

A cosa serve il carburo di silicio? ›

Il carburo di silicio utilizzato come additivo nella produzione dell'acciaio o come combustibile è prodotto in granuli e commercializzato in sacchi. Tra il 50% e il 65% del carburo di silicio è utilizzato nell'industria siderurgica per la lavorazione di acciaio e rottami di ferro.

Come si usa il carburo contro le talpe? ›

Dosaggio: 5 g per arvicole o 20 g per talpe per costruzione nell'apertura o nel foro. L'apertura successivamente immediatamente con un oggetto adatto (boccioli di erba, legno) ma non si aprono in modo che il gas acetilene derivante dall'umidità del suolo possa penetrare completamente le marce.

Come si produce il carburo di calcio? ›

Carburo di calcio
  1. Il carburo di calcio viene prodotto riscaldando e facendo reagire a circa 2000°C ossido di calcio e carbone coke secondo la reazione:
  2. La calciocianammide viene ottenuta trattando a circa 1100°C il carburo di calcio con azoto secondo la reazione:

Qual è il metallo più resistente al mondo? ›

Molto forti e resistenti sono il ferro, e una sua lega, l'acciaio, ma il metallo più resistente e più “forte” in assoluto è il titanio, le cui leghe vengono utilizzate nell'industria aeronautica e aerospaziale.

Qual è la cosa più dura al mondo? ›

Il materiale naturale più duro è il diamante (HV = 70 ~ 150 GPa), usato in moltissime applicazioni industriali e tecnologiche per le sue proprietà uniche. Il diamante ha però il difetto di non essere resistente all'ossidazione ad alte temperature e di essere reattivo al contatto con metalli ferrosi.

Qual è il materiale più resistente al mondo? ›

Per chi non lo sapesse o non se lo ricordasse, il grafene è un materiale costituito da uno strato monoatomico di atomi di carbonio, e viene considerato come uno dei materiali più forti mai conosciuti.

Come è fatta una lampada a carburo? ›

La lampada a carburo è infatti formata da 2 vani, uno inferiore dove c'è il carburo di calcio e uno superiore dove si trova l'acqua. Nel momento in cui l'acqua bagna il carburo si genera l'acetilene, una reazione che fu scoperta nel lontano 1862 da Friedrich Wöhler, un chimico tedesco, e dà vita a una fiamma.

Come si fa l acetilene? ›

L'acetilene è ottenuto attraverso due vie sintetiche totalmente diverse essendo la prima basata appunto tra la reazione di carburo di calcio con acqua e la seconda per decomposizione termica di idrocarburi. Quest'ultimo metodo è andato via via prevalendo a livello industriale.

Dove si trova acetilene? ›

dall'etilene, dall'alcool metilico, dall'alcool etilico, dall'aldeide e specialmente dall'etere. Si trova perciò sempre acetilene nel gas illuminante, sebbene in piccola quantità (0,06-0,07%).

Cosa sono i carburi metallici sinterizzati? ›

I carburi metallici sinterizzati sono noti anche come metalli duri, metalli tipo Widia, carboloy, adamas, carbodur, titanit ecc. Si ottengono con il processo della metallurgia delle polveri che permette di produrre delle placchette da fissare successivamente sullo stelo dell'utensile.

Cos'è il silicio Wikipedia? ›

Il silicio è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi che ha come simbolo Si con valenza 2,4,6, e come numero atomico 14. È un semimetallo e un semiconduttore.

Qual'è l'equazione chimica dove il carbonio riduce la silice in silicio? ›

A temperature superiori a 1900 °C il carbonio riduce la silice a silicio (in linguaggio chimico: SiO2 + C ® Si + CO2). Il silicio liquido si raccoglie sul fondo della fornace, viene quindi prelevato e raffreddato.

Dove si trova il carburo di calcio? ›

Provate a chiedere in Ferramenta, nei negozi di prodotti Chimici, grossi negozi di articoli per sport d'avventura oppure al Consorzio Agrario. Gli ultimi utilizzatori sono gli Speleologi che generalmente acquistano in gruppo il fusto da 100 kg e magari vi possono vendere una piccola quantità.

Come è fatta una lampada a carburo? ›

La lampada a carburo è infatti formata da 2 vani, uno inferiore dove c'è il carburo di calcio e uno superiore dove si trova l'acqua. Nel momento in cui l'acqua bagna il carburo si genera l'acetilene, una reazione che fu scoperta nel lontano 1862 da Friedrich Wöhler, un chimico tedesco, e dà vita a una fiamma.

Come si pronuncia carburo? ›

“Io càrburo” oppure “io carbùro”? Il verbo carburare deriva dal sostantivo carburo /carbùro/ (nome di un composto del carbonio) e ne conserva l'accentazione piana nelle forme flesse. Carbùro, dunque, e non càrburo.

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Author: Jeremiah Abshire

Last Updated: 06/17/2022

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