Carbur: Formula, Aplicació i propietats

El món coneix una gran quantitat de compostos químics diferents: de l'ordre de centenars de milions. I tots són, com les persones, són individuals. És impossible trobar dues substàncies que tenen per a que coincideixi amb les propietats químiques i físiques dels diferents tipus de representació.

Una de les substàncies inorgàniques més interessants que hi ha a la llum blanca són carburs. En aquest article, anem a discutir les seves propietats estructura, físiques i químiques, l'ús d'una mica i veure les subtileses de la recepció. Però primer, una mica sobre la història del descobriment.

història

carburs metàl·lics de la fórmula que donem a continuació, no són compostos naturals. Això és a causa del fet que les seves molècules tendeixen a descompondre en contacte amb l'aigua. Per tant, val la pena intentar parlar de la primera síntesi de carburs.

A partir de 1849 hi ha referències a la síntesi de carbur de silici, però, alguns d'aquests intents segueixen sent no reconegut. La producció a gran escala va començar el 1893, el mètode Edward Acheson químic nord-americà que més tard va ser nomenat després d'ell.

També síntesi de carbur de calci La història no és una gran quantitat d'informació diferent. El 1862 va rebre el químic alemany Fridrih Voler, escalfant el zinc fos i de calci amb carbó.

Ara anem a passar a temes més interessants: propietats químiques i físiques. És en ells resideix l'essència de la utilització d'aquesta classe de substàncies.

propietats físiques

Absolutament tots els carburs es distingeixen per la seva duresa. Per exemple, un dels sòlids en l'escala de Mohs és de carbur de tungstè (9 de cada 10 punts possibles). A més d'aquestes substàncies són molt refractari: temperatura d'alguns d'ells de fusió arriba a mil graus.

La majoria dels carburs químicament inert i interactuar amb un petit nombre de substàncies. Ells no són solubles en cap dissolvent. No obstant això, la interacció pot ser considerat per dissolució amb aigua, la destrucció dels enllaços i la formació d'un hidròxid metàl·lic i un hidrocarbur.

Sobre l'última reacció, i moltes altres reaccions químiques interessants que impliquen carburs serà discutit en la secció següent.

propietats químiques

Gairebé tots els carburs interactuen amb l'aigua. Alguns - fàcilment i sense escalfament (per exemple, carbur de calci), i algunes (per exemple, Karbid Kremniya) - vapor d'aigua quan s'escalfa a 1800 graus. Reactivitat depèn tant de la naturalesa de la comunicació en la barreja, del qual parlarem més endavant. En la reacció amb aigua per produir diferents hidrocarburs. Això passa perquè l'hidrogen contingut en l'aigua, està connectat al carboni en el carbur. Per entendre el que passa d'hidrocarburs (com pot succeir com el limitant, i el compost insaturat), és possible, sobre la base de la valència del carboni contingut en el material de partida. Per exemple, si tenim un carbur de calci, la fórmula és CaC _2, veiem que conté l'ió C ₂ ^2-. Per tant, és possible unir dos ions d'hidrogen amb càrrega +. Per tant, obtenir el compost C ₂ H ₂ - acetilè. De la mateixa manera a partir d'un compost tal com carbur d'alumini, la fórmula Al ₄ C _3, ens CH _4. Per què no C ₃ H _12, vostè pregunta? Després que el ió té una càrrega de 12. El fet que el nombre màxim d'àtoms d'hidrogen es determina per la fórmula 2n + 2, on n - nombre d'àtoms de carboni. Per tant, només un compost de la fórmula C ₃ H ₈ (propà) pot existir com el ió amb càrrega de 12 es divideix en tres d'ions amb càrrega 4, que produeixen, quan es combina amb la molècula protons metà.

Interessant són reacció d'oxidació carburs. Poden ocórrer com les mescles quan s'exposen a agents oxidants forts, i en la crema ordinària en l'atmosfera d'oxigen. Si tot està clar amb oxigen: obtingut dos okisda, després amb altres oxidants interessants. Tot depèn de la naturalesa del metall que constitueix el carbur, així com de la naturalesa del oxidant. Per exemple, Karbid Kremniya, la fórmula SiC, per reacció amb una barreja d'àcid nítric i àcid fluorhídric, forma àcid hexafluorosilícic amb diòxid de carboni. I durant la mateixa reacció, però amb només un d'àcid nítric, s'obté un òxid de silici i diòxid de carboni. Per agents oxidants també inclouen halògens i calcògens. Van reaccionar qualsevol carbur, fórmula de reacció depèn de la seva estructura.

carburs metàl·lics fórmula que hem examinat - no només els representants d'aquesta classe de compostos. Ara fem una ullada més de prop a cadascun dels compostos industrialment importants d'aquesta classe i després parlar de la seva aplicació en les nostres vides.

Quins són els carburs?

Resulta, carbur, la fórmula és, per exemple, CaC _2, difereix significativament en estructura de SiC. I la diferència està sobretot en la naturalesa dels enllaços entre els àtoms. En el primer cas es tracta d'un carbur salí. Aquesta classe de compostos es diu així perquè realment es comporta com una sal del mateix, que és capaç de dissociar en ions. Aquest enllaç iònic és molt feble, i que fa que sigui fàcil de portar a terme la reacció d'hidròlisi i la conversió de molts altres, incloent la interacció entre els ions.

Un altre, potser més important views industrialment carburs covalents són carburs: com ara, per exemple, SiC o WC. Es caracteritzen per una alta densitat i resistència. I també inert i refractari per diluir els productes químics.

També hi ha carburs metàl·lics similars. Més aviat, ells poden ser considerats com aliatges de metalls amb carboni. Entre aquests es poden identificar, per exemple, (carbur de ferro, la fórmula pot ser diferent, però és aproximadament la mitjana: Fe ₃ C) cementita, o ferro. Tenen una activitat química intermèdia de grau entre carburs iònics i covalents.

Cada un d'aquests sub-espècies que estan discutint una classe de compostos químics té la seva aplicació pràctica. Per obtenir informació sobre com i on utilitzar cada un d'ells, anem a discutir en la propera secció.

Aplicació pràctica dels carburs

Com ja hem comentat, carburs covalents tenen la major gamma d'aplicacions pràctiques. Aquest materials abrasius o materials de tall, i compostos utilitzats en diversos camps (per exemple, com un dels materials que comprenen l'armadura de cos), i peces d'automòbils, i els instruments electrònics, i elements d'escalfament, i l'energia nuclear. I això no és una llista completa d'aplicacions d'aquests carbur de superduro.

L'aplicació més estret té carburs formadors de sals. La seva reacció amb l'aigua s'utilitza com un mètode de laboratori per a l'obtenció d'hidrocarburs. Això, com és el cas, ja hem discutit anteriorment.

Juntament amb covalent metall-carburs tenen una àmplia aplicació en la indústria. Com hem dit, aquest tipus de metall de contacte dels presents compostos són d'acer, ferro i altres compostos metàl·lics amb inclusions de carboni. Típicament, el metall en aquestes substàncies es refereix a la classe de d-metalls. És per això que tendeix a formar enllaços covalents no ho fan, per dir-ho, s'introdueix en l'estructura metàl·lica.

En la nostra opinió, les aplicacions pràctiques en els compostos anteriors és més que suficient. Ara vegem el procés per a la seva preparació.

aconseguir carburs

Els primers dos tipus de carburs que hem considerat, és a dir, covalent i de tipus sal prepara la majoria d'una manera simple: per reacció d'òxid de l'element i coc a altes temperatures. En aquesta part del coc, compost d'àtom de carboni està connectat a un element compost d'òxid, carbur i formes. Una altra part de la "recull" l'oxigen i forma monòxid de carboni. Tal procés és el consum molt energia, ja que requereix el manteniment d'una temperatura elevada (de l'ordre de 1600-2500 graus) a la zona de reacció.

Per a alguns tipus de compostos usant reaccions alternatives. Per exemple, la descomposició d'un compost que en última instància dóna carbur. La fórmula de la reacció depèn del compost particular, pel que parlar-ne que no ho farà.

Abans de concloure el nostre article, anem a discutir alguns carburs interessants i parlar-ne en detall.

compostos interessants

carbur de sodi. La fórmula del compost C ₂ Na _2. Això es pot representar més com Acetilur (és a dir, el producte de substitució d'àtoms d'hidrogen en l'acetilè sobre àtoms de sodi) en comptes de carbur. La fórmula química no reflecteix plenament aquestes subtileses, de manera que necessiten per mirar l'estructura. Aquesta és una substància molt actiu i de qualsevol contacte amb l'aigua és activament interactua amb ell per formar acetilè i àlcalis.

carbur de magnesi. Fórmula: MGC _2. Una manera interessant d'obtenció d'un compost prou actiu. Un d'ells implica la sinterització de fluorur de magnesi amb carbur de calci a alta temperatura. Això resulta en dos productes: el fluorur de calci, i ens volen carbur. La fórmula d'aquesta reacció és bastant simple, i es pot tan sols llegir-la en la literatura especialitzada.

Si no sabeu la utilitat dels materials continguts en l'article, a continuació, la següent secció és per a vostè.

Com pot ser útil a la vida?

Doncs bé, en primer lloc, el coneixement de compostos químics pot ser mai superflu. Sempre és millor estar armats coneixement de quedar-se sense ella. En segon lloc, com més se sap sobre l'existència de certs compostos, el millor per entendre els mecanismes de la seva formació i les lleis que els permeten existeixen.

Abans d'anar fins al final, m'agradaria donar un consell a l'estudi d'aquest material.

Com aprendre-ho?

Molt simple. És només una part de la química. I aprendre que segueix els llibres de text de la química. Comenceu amb informació de l'escola i passar als més avançats, els llibres de text i manuals universitaris.

conclusió

Aquest tema no és tan simple i avorrit com sembla a primera vista. Els productes químics poden ser sempre un interessant, si ho troba un propòsit.