Carbide: Formel, Anwendung und Eigenschaften

Die Welt kennt viele verschiedene chemische Verbindungen: die Größenordnung von Hunderten von Millionen. Und sie sind alle, wie Menschen, sind individuell. Es ist unmöglich, zwei Substanzen zu finden, die die chemischen und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Arten von Darstellung entsprechen haben.

Eines der interessantesten anorganischen Substanzen in dem weißen Licht vorhandenen Carbide. In diesem Artikel werden wir ihre Struktur, physikalischen und chemischen Eigenschaften, die Verwendung eines etwas diskutieren und die Feinheiten ihres Eingangs sehen. Aber zuerst ein wenig über die Geschichte der Entdeckung.

Geschichte

Metallcarbiden der Formel, die wir weiter unten geben, sind keine natürlichen Verbindungen. Dies ist aufgrund der Tatsache, daß ihre Moleküle neigen dazu, in Kontakt mit Wasser zu zersetzen. Daher ist es einen Versuch wert, um die erste Synthese von Carbide zu sprechen.

Ausgehend von 1849 gibt Hinweise auf die Synthese von Siliciumcarbid sind, bleiben jedoch einige dieser Versuche unerkannt. Die Großproduktion begann im Jahre 1893, der amerikanische Chemiker Edward Acheson Methode, die später nach ihm benannt wurde.

Geschichte Calciumcarbid-Synthese ist auch nicht viele unterschiedliche Informationen. Im Jahr 1862 erhielt er den deutschen Chemiker Fridrih Voler, das geschmolzene Zink und Kalzium mit Kohle erhitzt wird.

Lassen Sie uns nun zu interessanteren Themen bewegen: chemische und physikalische Eigenschaften. Es ist in ihnen das Wesen der Verwendung dieser Substanzklasse liegt.

physikalische Eigenschaften

Absolut alle Carbide zeichnen sich durch ihre Härte aus. Zum Beispiel kann eine der Feststoffe auf der Mohs – Skala ist Wolframkarbid (9 von 10 möglichen Punkten). Neben diesen Substanzen sind sehr feuerfeste: Schmelztemperatur von einigen von ihnen zweitausend Grad erreicht.

Die meisten Carbide chemisch inert und mit einer kleinen Anzahl von Substanzen in Wechselwirkung treten. Sie sind in allen Lösungsmitteln nicht löslich. Jedoch kann die Wechselwirkung durch Auflösen mit Wasser, die Zerstörung der Bindungen und der Bildung eines Metallhydroxids und einem Kohlenwasserstoff betrachtet werden.

Über die letztgenannte Reaktion, und viele andere interessante chemische Reaktionen Carbide Beteiligung wird im nächsten Abschnitt erläutert.

chemische Eigenschaften

Fast alle Carbide mit Wasser in Wechselwirkung treten. Einige – leicht und ohne Heizung (beispielsweise Calciumcarbid), und einige (beispielsweise Karbid Kremniya) – Wasserdampf bei einer Erwärmung auf 1800 Grad. Reaktivität so hängt von der Art der Kommunikation in der Mischung, die wir später diskutieren. Bei der Reaktion mit Wasser zu verschiedenen Kohlenwasserstoffe herzustellen. Dies geschieht, weil der Wasserstoff im Wasser enthalten ist, mit dem Kohlenstoff im Hartmetall verbunden ist. Um zu verstehen, was geschieht, Kohlenwasserstoff (wie als limitierender und ungesättigte Verbindung passieren kann), ist es möglich, basierend auf der Wertigkeit des Kohlenstoffs im Ausgangsmaterial enthalten ist. Zum Beispiel, wenn wir ein Calciumcarbid haben, deren Formel CaC ₂ sehen wir , dass es die C ₂ ^2- -Ion enthält. Daher ist es möglich, zwei Wasserstoffionen mit Ladung + zu befestigen. So erhält man die Verbindung C ₂ H ₂ – Acetylen. In der gleichen Art und Weise aus einer Verbindung, wie Aluminiumcarbid, deren Formel Al ₄ C _3, CH wir _4. Warum nicht ₃ C _{12 H,} fragen Sie? Nach den Ionen hat eine Ladung von 12. Die Tatsache, dass die maximale Anzahl der Wasserstoffatome durch die Formel 2n + 2, wobei n bestimmt wird, – die Anzahl der Kohlenstoffatome. Daher wird nur eine Verbindung der Formel C ₃ H ₈ (Propan) als das Ion mit Ladung 12 ist in drei Ions mit Ladung 4, besteht , die produzieren, wenn sie mit Protonen Methanmolekül kombiniert.

Interessant sind Karbide Oxidationsreaktion. Sie können als die Mischungen auftreten, wenn starke Oxidationsmittel ausgesetzt, und im normalen Verbrennung in der Sauerstoffatmosphäre. Wenn alles klar mit Sauerstoff: zwei okisda erhalten, dann mit anderen Oxidantien interessant. Alles hängt von der Art des Metalls das Carbid bildet, sowie von der Art des Oxidationsmittels. Beispielsweise Karbid Kremniya, deren Formel SiC, indem sie mit einer Mischung aus Salpeter- und Umsetzen Flußsäure, bildet Hexafluorokieselsäure mit Kohlendioxid. Und während der gleichen Reaktion , sondern nur mit einem von Salpetersäure, so erhält man ein Siliziumoxid und Kohlendioxid. Durch Oxidieren schließen Mittel auch Halogene und Chalkogene. Sie reagierten jede Carbid, hängt Reaktionsformel auf seiner Struktur.

Metallcarbiden Formel, die wir untersucht – nicht nur Vertreter dieser Klasse von Verbindungen. Jetzt nehmen wir einen genaueren Blick auf jede der industriell wichtigen Verbindungen dieser Klasse und dann über ihre Anwendung in unserem Leben sprechen.

Was sind die Carbide?

Es stellt sich heraus, Carbid, deren Formel ist, zum Beispiel, CaC _2, unterscheidet sich deutlich in ihrer Struktur von SiC. Und die Differenz wird in erster Linie in der Art der Bindungen zwischen den Atomen. Im ersten Fall haben wir es mit einem salzartigen Karbid. Diese Klasse von Verbindungen wird so genannt, weil es verhält sich tatsächlich wie ein Salz davon, das in der Lage ist zu dissoziieren in Ionen. Diese ionische Bindung sehr schwach ist, und das macht es leicht, die Hydrolysereaktion und die Umwandlung von vielen anderen zu führen, einschließlich der Wechselwirkung zwischen den Ionen.

Eine andere, vielleicht noch wichtiger betrachtet industriell kovalente Carbide Carbide sind: wie zum Beispiel SiC oder WC. Sie zeichnen sich durch eine hohe Dichte und Festigkeit aus. Und auch inert und feuerfeste Chemikalien zu verdünnen.

Es gibt auch metallartige Carbide. Vielmehr können sie als Legierungen von Metallen mit Kohlenstoff werden in Betracht gezogen. Unter diesen identifiziert werden können, beispielsweise Zementit (Eisencarbid, deren Formel unterschiedlich sein, aber es ist ungefähr der Durchschnitt: Fe ₃ C) oder Eisen. Sie haben eine chemische Aktivität Zwischen in Grad zwischen ionischen und kovalenten Carbide.

Jede dieser Unterart wir eine Klasse von chemischen Verbindungen diskutieren hat ihre praktische Anwendung. Informationen darüber, wie und wo jeder von ihnen zu verwenden, werden wir im nächsten Abschnitt besprechen.

Praktische Anwendung von Carbide

Wie wir besprochen haben, haben kovalente Carbide die größte Palette von praktischen Anwendungen. Dieses Schleif oder Schneiden von Materialien und Verbundmaterialien auf verschiedenen Gebieten verwendet (beispielsweise als eines der Materialien, die die Körperpanzerung umfassend) und Autoteilen und elektronischen Instrumenten, und die Heizelemente und Kernenergie. Und dies ist keine vollständige Liste der Anwendungen dieses superharten Karbid.

Die engste Anwendung haben salzbildende Carbide. Ihre Reaktion mit Wasser ist als Labormethode verwendeten Kohlenwasserstoffe zu erhalten. Das ist, wie es der Fall ist, haben wir bereits oben diskutiert.

Zusammen mit kovalenten Metall-Carbide haben eine breite Anwendung in der Industrie. Wie wir gesagt haben, ist diese Art von Metall-Kontakt der vorliegenden Verbindungen aus Stahl, Eisen und anderen Metallverbindungen mit Kohlenstoffeinschlüssen. Typischerweise bezieht sich das Metall in solchen Substanzen zur Klasse der d-Metalle. Deshalb ist es neigt dazu, kovalente Bindungen zu bilden nicht, wie es war, in die Metallstruktur eingeführt.

Aus unserer Sicht praktische Anwendungen in den obigen Verbindungen sind mehr als genug. Lassen Sie uns nun zu ihrer Herstellung auf den Prozess betrachten.

Erste Carbide

Die ersten zwei Arten von Carbiden, die wir in Betracht gezogen, nämlich kovalent und salzartiger hergestellt höchstens eine einfache Art und Weise: durch Oxid des Elements und Koks bei hohen Temperaturen zu reagieren. zusammengesetzt aus Oxid, Carbid und bildet in diesem Teil des Koks, Kohlenstoffatom zusammengesetzt ist, mit einem Element verbunden. Ein weiterer Teil des „aufnimmt“, um den Sauerstoff und bildet Kohlenmonoxid. Ein solches Verfahren ist sehr Energieverbrauch, da es (in der Größenordnung von 1600-2500 Grad) in der Reaktionszone eine hohe Temperatur erfordert, aufrechtzuerhalten.

Für einige Arten von Verbindungen unter Verwendung von alternativen Reaktionen. Zum Beispiel kann die Zersetzung einer Verbindung, die letztlich Karbid gibt. Die Formel der Reaktion hängt von der speziellen Verbindung, so diskutieren wir nicht.

Vor unserem Artikel Abschluss werden wir einige interessante Carbide diskutieren und sich über sie im Detail sprechen.

interessante Verbindungen

Natriummetall. Die Formel der Verbindung C ₂ Na _2. Dies kann mehr als Acetylid dargestellt werden (das heißt das Produkt der Substitution von Wasserstoffatomen in den Acetylen über Natriumatom) als Karbid. Die chemische Formel nicht vollständig diese Feinheiten reflektiert, also müssen sie an der Struktur zu suchen. Dies ist eine sehr aktive Substanz und für jeden Kontakt mit dem Wasser ist in Wechselwirkung tritt aktiv mit ihm Acetylen und Alkalien zu bilden.

Magnesiumcarbid. Formel: MgCl _2. Eine interessante Art und Weise eine ausreichend aktive Verbindung zu erhalten. Einer von ihnen beinhaltet das Sintern von Magnesiumfluorid mit Calciumcarbid bei hohen Temperatur. Daraus ergeben sich zwei Produkte: Calciumfluorid, und Sie wollen uns Karbid. Die Formel dieser Reaktion ist ganz einfach, und Sie können, wenn Sie es in der Fachliteratur lesen möchten.

Wenn Sie nicht sicher über die Nützlichkeit des in dem Artikel enthaltenen Materials sind, dann ist der nächste Abschnitt ist für Sie.

Wie kann das im Leben nützlich sein?

Nun, zunächst Kenntnis von chemischen Verbindungen kann nie überflüssig sein. Immer besser zu sein bewaffnetes Wissen als ohne sie bleiben. Zweitens wissen, je mehr Sie über die Existenz bestimmter Verbindungen, desto besser die Mechanismen ihrer Entstehung und die Gesetze zu verstehen, dass sie existieren können.

Bevor Sie zu Ende gehen, würde Ich mag einige Ratschläge über die Studie dieses Material geben.

Wie es zu lernen?

Sehr einfach. Es ist nur ein Teil der Chemie. Und lernen es die Lehrbücher der Chemie folgt. Beginnen Sie mit der Schule Informationen und bewegen auf die weiter fortgeschritten ist, von der Universität Lehr- und Handbüchern.

Abschluss

Dieses Thema ist nicht so einfach und langweilig, wie es auf den ersten Blick scheint. Chemikalien können immer interessant sein, wenn Sie es ein Ziel finden.