Carbide: rumus, aplikasi lan sifat

Luwih beda senyawa kimia dikenal ing donya: kira-kira atusan yuta. Lan kabeh, kaya wong, iku individu. Sampeyan ora nemokake loro zat sing duwe sifat kimia lan fisik sing padha kanggo komposisi sing beda.

Salah sawijining zat anorganik sing paling menarik sing ana ing donya yaiku karbida. Ing artikel iki, kita bakal ngrembug struktur, sifat fisik lan kimia, aplikasi lan nganalisa rincian produksi. Nanging pisanan, sethithik bab sejarah panemuan.

Sejarah

Karbida logam, formula sing bakal menehi ing ngisor iki, ora dadi senyawa alami. Iki amarga kasunyatan sing molekul cenderung disintegrate nalika berinteraksi karo banyu. Mulane, iki worth ngomong babagan usaha pertama kanggo nyiptifikasi karbida.

Wiwit taun 1849, ana referensi kanggo sintesis karbida silikon, nanging sawetara usaha iki tetep ora diakoni. Produksi skala gedhe diwiwiti ing taun 1893 dening ahli kimia Amerika Edward Acheson kanthi cara sing banjur dijenengake sawise dheweke.

Sajarah sintesis kalsium karbida uga ora beda banget. Taun 1862, piyambakipun pikantuk kimiawan Jerman, Friedrich Wöhler, pemanasan seng kaliyan kalsium kaliyan batubara.

Saiki ayo pindhah menyang bagean sing luwih menarik: sifat kimia lan fisik. Sawise kabeh, yaiku intisari saka aplikasi zat iki.

Sifat fisik

Pancen kabeh carbides beda-beda ing hardness. Contone, salah sawijining zat paling padhet ing skala Mohs yaiku tungsten carbide (9 saka 10 poin sing mungkin). Kajaba iku, zat-zat kasebut banget kuwat: titik leleh saka sawetara wong wis tekan rong ewu derajat.

Akèh carbides sacara kimiawi lan ora bisa interaksi karo jumlah zat sing cilik. Padha ora larut sajrone pelarut. Nanging, interaksi karo banyu bisa dianggep minangka pembubaran, kanthi karusakan saka ikatan lan pembentukan hidroksida saka logam lan hidrokarbon.

Reaksi pungkasan lan akeh transformasi kimia menarik liyane sing nglibatno carbides bakal dibahas ing bagean sabanjure.

Sifat kimia

Meh kabeh carbides nanggepi banyu. Sawetara gampang lan tanpa panas (umpamane, kalsium karbida), lan sawetara (contone, silikon karbida) - nalika uap banyu digawe panas nganti 1800 derajat. Reaktivitas ing kasus iki gumantung marang sifat ikatan ing senyawa kasebut, kang bakal kita gunakake bab liyane. Ing reaksi karo banyu, beda hidrokarbon dibentuk. Iki kedadeyan amarga hidrogen sing ana ing banyu disambungake menyang karbon ing karbida. Kanggo mangerteni apa jenis hidrokarbon sing diduweni (utawa loro-lorone mbatesi lan senyawa ora jenuh bisa diduweni), siji bisa nerusake saka valensi saka karbon sing ana ing inti awal. Contone, yen kita duwe kalsium karbida, rumus yaiku CaC ₂ , kita sumurup yen ngemot ion C ₂ ^2- . Iki tegese rong ion hidrogen sing nganggo daya + bisa ditempelake. Mangkono, kita diwenehi senyawa C ₂ H ₂ -acetylene. Kanthi cara sing padha, saka senyawa kayata aluminium karbida, rumus yaiku Al ₄ C ₃ , kita njaluk CH ₄ . Apa ora C ₃ H ₁₂ , sampeyan takon? Sawise kabeh, ion nduweni daya saka 12-. Kasunyatanipun, jumlah maksimum atom hidrogen ditemtokake dening rumus 2n + 2, ing ngendi n iku nomer atom karbon. Mulane, mung ana senyawa kanthi rumus C ₃ H ₈ (propane), lan ion sing ngisi 12 - peluruhan dadi 3 ion kanthi daya saka 4, sing menehi nalika digabungake karo proton molekul metana.

Menarik yaiku reaksi oksidasi karbida. Padha bisa kedadeyan ing sangisoré pengaruh campuran oksidasi kuwat, lan ing pembakaran biasa ing atmosfir oksigen. Yen kanthi oksigen kabeh cetha: loro oksida ditampa, banjur karo oksidasi liyane luwih menarik. Kabèh gumantung ing sipat logam sing minangka bagéan saka karbida, lan uga ing alam oksidasi. Contone, silikon karbida, rumus sing SiC, nalika interaksi karo campuran asam nitrat lan hidrofluorik, dadi asam heksafluorosilikat karo emisi karbondioksida. Lan nalika nindakake reaksi sing padha, nanging kanthi asam nitrat piyambak, kita bisa duwe oksida silikon lan karbon dioksida. Oxidizers uga kalebu halogens lan chalcogenes. Kanthi wong-wong mau, apa karbida berinteraksi, rumus reaksi mung gumantung marang strukture.

Karbida logam, rumus sing wis ditemtokake, ora mung minangka wakil saka senyawa iki. Saiki, kita bakal nyawang saben kombinasi penting saka kelas iki lan banjur ngomong babagan aplikasi ing urip kita.

Apa karbida?

Ternyata karbida, formula sing, tegese, CaC _2, beda karo struktur saka SiC. Lan prabédan iki utamane ing sipat ikatan antarane atom. Ing kasus sing sepisanan, kita ngalami karbida kaya uyah. Senyawa kelas iki dijenengake amarga amarga iki mlaku-mlaku minangka uyah, yaiku, bisa nyisihake ion. Ikatan ion kasebut banget kuwat, supaya gampang kanggo nindakake reaksi hidrolisis lan akeh transformasi liyane sing nglibatake interaksi antarane ion.

Karbida jenis liyane sing luwih penting yaiku karbida kovalen: kayata, kayata SiC utawa WC. Padha ditondoi dening dhuwur Kapadhetan lan kekuatan. Uga refractory lan inert kanggo dilute kimia.

Ana uga karbida kaya logam. Bisa uga dianggep minangka logam campuran logam kanthi karbon. Antarane, kita bisa mbedakake, umpamane, semen (karbida wesi, formula sing beda-beda, nanging rata-rata kurang luwih padha: Fe ₃ C) utawa wesi tempel. Padha duwe aktivitas kimia, sakterima ing derajat antarane ion karbida lan kovalen.

Saben subspesies saka kelas senyawa kimia sing kita rembugan nduweni aplikasi praktis. Babagan carane lan ing ngendi saben gunane ditrapake, kita bakal ngobrol ing bagean sabanjure.

Aplikasi praktis saka carbides

Minangka kita wis rembugan, kobalent carbides duwe paling akeh aplikasi praktis. Iki kalebu bahan abrasif lan motif, lan bahan komposit sing digunakake ing manéka kothak (contoné, minangka salah sawijining bahan sing kalebu ing perisai awak), lan bagéyan otomatis, piranti elektronik, unsur pemanas, lan daya nuklir. Lan iki dudu daftar sakabehane aplikasi karbida superhard iki.

Pamisahan paling sempit digawe saka karbida pembentuk garam. Reaksi karo banyu digunakake minangka metode laboratorium kanggo ngasilake hidrokarbon. Carane iki, kita wis disassembled ing ndhuwur.

Bebarengan karo kovalen, karbida kaya logam nduweni aplikasi paling jembar ing industri. Minangka kita wis ngomong, jinis kaya logam kaya senyawa sing kita rembugan yaiku baja, besi lan logam senyawa liyane sing nganggo impregnasi karbon. Minangka aturan, logam sing ana ing zat kasebut kalebu kelas d-logam. Mulane, dheweke cenderung mbentuk obligasi kovalen, nanging uga nembus struktur logam.

Ing pendapat kita, ana luwih saka aplikasi praktis sing cukup kanggo senyawa kasebut ing ndhuwur. Saiki ayo goleki proses nggayuh mau.

Produksi karbida

Rong jinis karbida kapisan sing ditrapake, yaiku kovalen lan kaya uyah, paling kerep diduweni kanthi cara sing prasaja: dening reaksi oksida unsur lan coke ing suhu dhuwur. Ing wektu sing padha, bagéan saka tong-tong kanthi karbon digabungake karo atom unsur ing oksida lan mbentuk karbida. Sisih liyane "njupuk" oksigen lan mbentuk karbon monoksida. Cara iki banget intensif, amarga mbutuhake suhu dhuwur (sekitar 1600-2500 derajat) ing zona reaksi.

Kanggo njupuk sawetara jinis senyawa, reaksi alternatif digunakake. Contone, decomposition saka senyawa, sing pungkasanipun menehi carbide. Rumus reaksi gumantung ing senyawa spesifik, supaya kita ora bakal ngrembug.

Sadurunge ngrampungake artikel, kita bakal ngrembug sawetara karbida menarik lan ngomongake babagan sing luwih rinci.

Senyawa sing menarik

Sodium carbide. Rumus kanggo senyawa iki yaiku C ₂ Na ₂ . Iki bisa luwih dituduhake minangka asetilida (yaiku produk substitusi atom hidrogen ing asetilena kanggo atom natrium), lan ora karbida. Rumus kimia ora sacara sakabehe nggambarake subtleties kasebut, saengga kudu ditampilake ing struktur kasebut. Iku zat sing aktif banget lan, ing sembarang kontak karo banyu, interaksi kanthi aktif kanthi ngasilake asetilena lan alkali.

Magnesium carbide. Formula: MgC ₂ . Cara ngumpulake senyawa sing cukup aktif iki menarik. Salah sijine nyaranake sintering fluoride magnesium kanthi kalsium karbida ing suhu dhuwur. Minangka asil, loro produk dijupuk: calcium fluoride lan karbida kita perlu. Rumus kanggo reaksi iki cukup prasaja, lan sampeyan bisa, yen pengin, maca ing literatur khusus.

Yen sampeyan ora yakin babagan kegunaan materi ing artikel kasebut, banjur bagean sabanjure kanggo sampeyan.

Kepiye carane bisa migunani kanggo urip?

Inggih, kawitan, kawruh babagan senyawa kimia ora bisa dadi luwih gedhe. Iku luwih apik kanggo bersenjata karo kawruh tinimbang tetep tanpa. Kapindho, luwih sampeyan ngerti babagan anané senyawa tartamtu, luwih apik sampeyan ngerti mekanisme pambentukané lan hukum sing ngidini wong-wong mau ana.

Sadurunge arep rampung, aku arep menehi rekomendasi babagan materi iki.

Carane sinau iki?

Iku banget prasaja. Iki mung bagean saka kimia. Lan kudu dipelajari miturut buku teks kimia. Mulai karo informasi sekolah lan lanjut luwih jero, saka buku-buku pelajaran universitas lan buku rujukan.

Kesimpulan

Topik iki ora kaya prasaja lan mboseni kaya ngene iki. Kimia tansah bisa dadi menarik yen sampeyan nemokake tujuan sampeyan.