Carbide: Formula, Application un Properties

Pasaule zina daudz dažādu ķīmisku savienojumu: par simtiem miljonu. Un viņi visi, tāpat kā cilvēkiem, ir individuāli. Tas ir neiespējami atrast divus vielas, kas ir, lai atbilstu ķīmiskās un fizikālās īpašības dažādu pārstāvības.

Viens no esošajiem baltajā gaismā visinteresantākajām neorganiskām vielām ir karbīdiem. Šajā rakstā mēs apspriestu savas struktūras, fizikālās un ķīmiskās īpašības, izmantot mazliet un redzēt smalkumus to saņemšanas. Bet vispirms mazliet par vēsturi atklāšana.

stāsts

metāla karbīda ar formulu kurā mēs dodam tālāk, nav dabas savienojumi. Tas ir saistīts ar to, ka viņu molekulas mēdz sadalīties saskarē ar ūdeni. Tāpēc ir vērts mēģināt runāt par pirmo sintēzi karbīdiem.

Sākot no 1849. ir atsauces uz sintēzi silīcija karbīda, tomēr daži no šiem mēģinājumiem paliek neatzīts. Liela mēroga ražošana sākās 1893. gadā, amerikāņu ķīmiķis Edvards Acheson metode, kas vēlāk tika nosaukts pēc viņa.

Vēsture kalcija karbīda sintēze arī nav daudz dažādu informāciju. 1862.gadā viņš saņēma vācu ķīmiķis Fridrih Voler, apkure ar kausēto cinku un kalciju ar oglēm.

Tagad pieņemsim pāriet uz daudz interesantām tēmām: ķīmiskās un fizikālās īpašības. Tas ir tiem slēpjas būtību, izmantojot šo vielu klasē.

fizikālās īpašības

Pilnīgi visi karbīdi izceļas ar cietību. Piemēram, viena no cietvielas par Mosa skalas ir volframa karbīds (9 no 10 iespējamiem punktiem). Bez šīm vielām ir ļoti grūti ārstējamu: kušanas temperatūra daži no tiem sasniedz divus tūkstošus grādus.

Lielākā daļa karbīdi ķīmiski inerta un mijiedarboties ar nelielu skaitu vielu. Tie nav šķīst šķīdinātājus. Tomēr mijiedarbība var uzskatīt ar šķīdināšanas ar ūdeni, iznīcināšanu zīmju un veidošanās metāla hidroksīda un ogļūdeņražu.

Par pēdējo reakcijas, un daudzām citām interesantām ķīmiskās reakcijās, kurās iesaistīti karbīdu tiks apspriesti nākamajā nodaļā.

ķīmiskās īpašības

Gandrīz visi karbīdi mijiedarbojas ar ūdeni. Daži - viegli un bez apkures (piemēram, kalcija karbīda), un daži (piemēram, Karbid Kremniya) - ūdens tvaikus, kad tiek sasildīta līdz 1800 grādiem. Tādējādi reaģētspēja atkarīgs komunikācijas būtību mix, ko mēs apspriedīsim vēlāk. Šajā reakcijā ar ūdeni, lai iegūtu dažādus ogļūdeņražus. Tas notiek tāpēc, ka ietvertā ūdenī ūdeņradis, ir saistīts ar oglekļa karbīda. Lai saprastu, kas notiek ogļūdeņražus (kā var notikt, jo ierobežo, un nepiesātināto savienojumu), tas ir iespējams, balstoties uz valences no oglekļa ietverto izejmateriālā. Piemēram, ja mums ir kalcija karbīda, kura formula ir CAC _2, ir redzams, ka tas satur C ₂ ^2- jonu. Līdz ar to ir iespējams pievienot divus ūdeņraža jonu ar uzlādes +. Tātad, mēs iegūstot savienojumu C ₂ H ₂ - acetilēna. Tādā pašā veidā no savienojuma, piemēram, alumīnija karbīda, kura formula Al ₄ C _3, mēs CH _4. Kāpēc ne C ₃ H _12, tu jautā? Pēc jonu ir maksas ir 12. Tas, ka maksimālais skaits ūdeņraža atomi tiek noteikta ar formulu 2n + 2, kur n - oglekļa atomu skaits. Līdz ar to, tikai savienojuma ar formulu C ₃ H ₈ (propāns), var pastāvēt kā jonu ar lādiņu 12 iekrīt trīs jonu ar maksas 4, kas ražo, kad kombinācijā ar protonu metāna molekulas.

Interesanti ir karbīdus oksidēšana. Tās var rasties kā maisījumu, kas pakļauts spēcīgiem oksidantiem, un parastā dedzināšanas skābekļa atmosfērā. Ja viss ir skaidrs, ar skābekļa: iegūst divas okisda, tad ar citiem oksidētājiem interesantu. Viss ir atkarīgs no rakstura metāla kas sastāda karbīda, kā arī par to raksturu oksidētāju. Piemēram, Karbid Kremniya, kura formula SiC, tam reaģējot ar maisījumu nitrātu un fluorūdeņražskābes skābēm, veido hexafluorosilicic skābe ar oglekļa dioksīdu. Un tajā pašā reakcijas laikā, bet ar tikai viens no slāpekļskābes, mēs iegūt silīcija oksīdu un oglekļa dioksīdu. Ar oksidētāju ietver arī halogēniem un halkogēni. Viņi reaģēja jebkuru karbīda, reakcija formula ir atkarīga no tās struktūras.

metālu karbīdi formula, ko mēs pārbaudījām - ne tikai pārstāvji no šīs grupas savienojumiem. Tagad mēs to tuvāk apskatīt katru no rūpnieciski svarīgu šīs grupas savienojumu, un tad runāt par to pielietojumu mūsu dzīvē.

Kādi ir karbīdiem?

Izrādās, karbīda, kura formula ir, piemēram, CAC _2, būtiski atšķiras struktūrā no SiC. Un atšķirība ir galvenokārt rakstura saites starp atomiem. Pirmajā gadījumā mums ir darīšana ar sāls līdzīgu karbīda. Šo savienojumu klase ir nosaukts tāpēc, ka tiešām uzvedās kā sāls, kas spēj nošķirt uz jonu. Tas jonu saite ir ļoti vāja, un kas padara to viegli veikt hidrolīzes reakciju un pārveidošanu daudziem citiem, tostarp mijiedarbību starp joniem.

Vēl viens, iespējams, vēl svarīgāk rūpnieciski skati kovalentās karbīdi ir karbīdi: tādi kā, piemēram, ar SiC vai WC. Tos kas raksturīgs ar augstu blīvumu un izturību. Un arī inertas un ugunsizturīgo lai atšķaidītu ķimikālijas.

Ir arī metālu, piemēram karbīdiem. Drīzāk, tie var tikt uzskatīti par sakausējumu metālu ar oglekļa. Starp tām var identificēt, piemēram, cementite (dzelzs karbīda, kura formula var būt atšķirīgs, bet tas ir aptuveni vidējais: Fe ₃ C), vai dzelzs. Tie ir ķīmiska darbība starpposma grādos starp jonu un kovalentās karbīda.

Katrs no šiem pasugai mēs apspriežam klasi ķīmisko savienojumu, ir praktisko piemērošanu. Informāciju par to, kā un kur izmantot katru no tām, mēs apspriest nākamajā sadaļā.

Praktiskā pielietošana karbīdiem

Kā mēs esam apspriests, kovalentās karbīdi ir vislielākā virkni praktisku lietojumu. Šī abrazīvus vai griešanas materiālu un kompozītu materiāliem, ko izmanto dažādās jomās (piemēram, kā vienu no materiāliem, kas veido ķermeņa bruņas), un auto detaļu un elektroniskie instrumenti, un sildelementi, kā arī kodolenerģijas. Un tas nav pilns saraksts no pielietojumiem šo SUPERHARD karbīda.

Visšaurākais pieteikums ir sāls veidojošu karbīda. Viņu reakcija ar ūdeni, tiek izmantots kā laboratorijas metodi, lai iegūtu ogļūdeņražus. Tas, kā tas notiek, mēs jau apspriedām iepriekš.

Kopā ar kovalentās metālu-karbīdu ir plašu pielietojumu rūpniecībā. Kā jau esam teikuši, šāda veida metāla-kontakts kurām savienojumi ir tērauda, dzelzs un citu metālu savienojumiem ar oglekļa ieslēgumi. Parasti, metāls šādu vielu attiecas uz klases D-metāliem. Tas ir iemesls, kāpēc tā ir tendence veidot kovalentās saites nav, kā tas bija, ievesti metāla konstrukcijas.

Pēc mūsu domām, praktiski pieteikumi iepriekšminēto savienojumu ir vairāk nekā pietiekami. Tagad ļauj apskatīt procesu to sagatavošanā.

Getting karbīda

Pirmie divi veidi karbīdiem kas mēs uzskatīti, proti kovalentā un saltlike sagatavoti vairāk kā par vienu vienkāršā veidā: reaģējot oksīdu elementa un kokogles pie augstām temperatūrām. Šajā daļā koksa, kas sastāv no oglekļa atoma, kas ir saistīts ar elementu, kas sastāv no oksīda, karbīda un formām. Vēl viena daļa par "paceļ" ar skābekli un veido oglekļa monoksīdu. Šāds process ir ļoti enerģijas patēriņš, jo tas ir nepieciešams uzturēt augstu temperatūru (rīkojuma 1600-2500 grādi), kas reakcijas zonā.

Attiecībā uz dažiem savienojumiem, kas izmanto alternatīvus reakcijas veidiem. Piemēram, sadalīšanās savienojumam, kas galu galā dod karbīdu. Reakcijas formula ir atkarīga no konkrētā savienojumu, lai apspriestu to, mēs ne.

Pirms noslēgšanas mūsu rakstu, mēs pārrunāt dažas interesantas karbīdu un runāt par tiem sīkāk.

interesanti savienojumi

nātrija karbīda. Kompleksa C ₂ Na _{2 formula.} Tas var attēlot vairāk kā Acetylide (t.i. reizinājums aizstāšanu ūdeņraža atomus acetilēna virs nātrija atomiem), nevis karbīda. Ķīmiskā formula nav pilnībā atspoguļotu šīs nianses, tāpēc viņiem ir nepieciešams apskatīt struktūru. Tas ir ļoti aktīva viela, un par jebkuru saskarē ar ūdeni, ir aktīvi mijiedarbojas ar to, lai veidotu acetilēna un sārmiem.

magnija karbīda. Formula: MGC _2. Interesants veids, kā iegūt pietiekami aktīvs savienojums. Viena no tām ir saistīta ar aglomerācijas magnija fluorīda ar kalcija karbīda augstā temperatūrā. Tā rezultātā par diviem produktiem: kalcija fluorīda, un jūs vēlaties, lai mēs karbīda. Šīs reakcijas formula ir diezgan vienkārši, un jūs varat, ja jūs vēlaties, lai izlasītu to speciālajā literatūrā.

Ja neesat pārliecināts par lietderību materiāla ietverto raksta, tad nākamais posms ir par jums.

Kā tas var būt noderīgi dzīvē?

Nu, pirmkārt, zināšanas par ķīmisko savienojumu nekad lieki. Vienmēr labāk būt bruņota zināšanas nekā palikt bez tā. Otrkārt, jo vairāk jūs zināt par to esamību dažu savienojumu, jo labāk, lai saprastu mehānismus to veidošanās un likumus, kas ļauj tām pastāvēt.

Pirms jūs iet uz beigām, es vēlētos sniegt dažus padomus par pētījuma šo materiālu.

Kā iemācīties to?

Ļoti vienkārši. Tā ir tikai daļa no ķīmijā. Un mācīties tā seko mācību grāmatas par ķīmiju. Sākt ar skolas informāciju un pāriet uz vairāk uzlabotas, no universitātes mācību grāmatas un rokasgrāmatas.

secinājums

Šī tēma nav tik vienkārši un garlaicīgi, kā tas šķiet pirmajā acu uzmetienā. Ķimikālijas vienmēr var būt interesanti, ja jūs atradīsiet to mērķis.