Carbide: Формула, прилагането и имоти

Светът познава много различни химически съединения: от порядъка на стотици милиони. И всички те са като хора, са индивидуални. Невъзможно е да се намерят две вещества, които трябва да отговарят на химични и физични свойства на различни видове представителство.

Едно от най-интересните неорганични вещества, съществуващи в бяла светлина са карбиди. В тази статия, ние ще обсъдим техните структура, физични и химични свойства, употребата на малко и да видим тънкостите на получаването им. Но първо малко за историята на откриването.

история

метални карбиди с формула които дават по-долу, не са естествени съединения. Това се дължи на факта, че техните молекули са склонни да се разлага при контакт с вода. Затова си струва да се опитва да се говори за първия синтез на карбиди.

Като се започне от 1849 има препратки към синтеза на силициев карбид, обаче, някои от тези опити остават неразпознати. Мащабно производство започва през 1893 г., химик метода на американския Едуард Ачисън, че по-късно е наречен на негово име.

История синтез калциев карбид също не е много различна информация. През 1862 той получава немски химик Фридрих Voler, нагряване на разтопен цинк и калций с въглища.

Сега нека да преминем към по-интересни теми: химични и физични свойства. Тя е в тях се крие същността на използването на този клас вещества.

физични свойства

Абсолютно всички карбиди се отличават с тяхната твърдост. Например, един от твърдите вещества по скалата на Моос е волфрамов карбид (9 от 10 възможни точки). Освен тези вещества са много огнеупорен: температура на топене на някои от тях достига до две хиляди градуса.

Повечето карбиди химически инертен и взаимодействат с малък брой вещества. Те не са разтворими във всички разтворители. Въпреки това, взаимодействието може да се счита чрез разтваряне с вода, унищожаването на връзки и формиране на метален хидроксид и въглеводород.

За последната реакция, и много други интересни химични реакции, включващи карбиди ще бъдат обсъдени в следващия раздел.

химични свойства

Почти всички карбиди взаимодействат с вода. Някои - лесно и без нагряване (например, калциев карбид), и някои (например, Karbid Kremniya) - водна пара, когато се нагрява до 1800 градуса. Така реактивност зависи от характера на общуването в микса, което ще обсъдим по-късно. В реакционната смес с вода, за да се произвеждат различни въглеводороди. Това се случва, защото водорода, съдържаща се във вода, е свързана към въглеродния атом в карбид. За да се разбере какво се случва въглеводород (както може да се случи като ограничаване и ненаситеното съединение), е възможно, въз основа на валенцията на въглерода, съдържащ се в изходния материал. Например, ако имаме калциев карбид, чиято формула е CAC _{2, виждаме,} че тя съдържа ^_С2-2- йон. Следователно, е възможно да се приложи два водородни йони с такса +. По този начин, ние се получи съединение _{С2-Н 2} - ацетилен. По същия начин от съединение като алуминиев карбид, чиято формула Al ₄ ° _3, ние _СН4. Защо не C ₃ H _12, ще попитате вие? След йон има такса в размер на 12. Фактът, че максималният брой водородни атоми се определя от формула 2n на + 2, където п - брой на въглеродни атоми. Следователно, само съединение с формула С _{3Н 8} (пропан) могат да съществуват като йона с зареждане 12 попада в три йон с заряд 4, които произвеждат, когато се комбинират с протони метан молекула.

Интересни са карбиди окислителната реакция. Те могат да се появят като смесите когато са изложени на силни окислители, и при обичайни изгарянето в атмосфера на кислород. Ако всичко е ясно с кислород: получени две okisda, след това с други оксиданти интересни. Всички зависи от естеството на метала, съставляваща карбид, както и от естеството на окислителя. Например, Karbid Kremniya, чиято формула SiC, чрез взаимодействие със смес от азотна и флуороводородна киселина, образува hexafluorosilicic киселина с въглероден диоксид. И по време на същата реакция, но само една от азотна киселина, ние получаваме на силициев окис и въглероден двуокис. Като оксидиращи средства също включват халогени и халогените. Те взаимодейства всяко карбид, реакционната формула зависи от неговата структура.

метални карбиди формула които разглеждат - не само представители на този клас съединения. Сега ние погледнем по-отблизо на всеки от промишлено важни съединения от този клас и след това да се говори за прилагането им в живота ни.

Какви са карбиди?

Оказва се, карбид, чиято формула е, например, CAC _2, се различава значително по структура от SiC. И разликата е предимно в характера на връзките между атомите. В първия случай имаме работа с една сол карбид. Този клас съединения се нарича така, защото тя всъщност се държи като сол, която е способна на дисоцииране в йони. Това йонна връзка е много слаба, и която го прави лесно за провеждане на реакцията на хидролиза и превръщането на много други, включително взаимодействието между йоните.

Друг, може би по-важно промишлено разглежда ковалентни карбиди са карбиди: като, например, SiC или тоалетна. Те се характеризират с висока плътност и якост. И също така инертен и рефрактерни на разрежда химикали.

Има и метални карбиди. Вместо това, те могат да се считат като сплави на метали с въглерод. Между тях може да бъде идентифициран, например, цементит (железен карбид, чиято формула може да бъде различен, но е приблизително средната: Fe ₃ С) или желязо. Те имат химическа активност междинно съединение в степен между йонни и ковалентни карбиди.

Всяка от тези подвидове обсъждаме клас химически съединения има практическо приложение. За информация за това как и къде да се използва всеки един от тях, ще обсъдим в следващия раздел.

Практическо приложение на карбиди

Както говорихме, ковалентни карбиди имат най-голям набор от практически приложения. Този абразивни или рязане на материали, както и композитни материали, използвани в различни области (например, като един от материалите, съдържащи бронежилетката), и автомобилни части и електронни инструменти и нагревателните елементи и ядрената енергия. И това не е пълен списък на приложения на тези свръхтвърди карбид.

Тясната прилагането има солеобразуваща карбиди. Тяхната реакция с вода се използва като лабораторен метод за получаване на въглеводороди. Това, както това се случва, ние вече по-горе.

Заедно с ковалентна метални карбиди имат широко приложение в промишлеността. Както казахме, този вид метал контакт на съединенията съгласно изобретението са от стомана, желязо и други метални съединения с въглеродни включвания. Обикновено метала в такива вещества се отнася до класа на г-метали. Ето защо тя е склонна да образува ковалентни връзки не го правят, така да се каже, на въвеждане на металната конструкция.

От наша гледна точка, практически приложения в горните съединения, е повече от достатъчно. Сега нека разгледаме процеса на тяхната подготовка.

Първи карбиди

Първите два вида карбиди които считат, а именно ковалентна и saltlike получат най един прост начин: чрез взаимодействие оксид на елемент и кокс при високи температури. В тази част на кокса, съставена от въглероден атом е свързан към елемент, съставен от оксид, карбид и форми. Друга част от "улавя" кислорода и образува въглероден окис. Този процес е много консумация на енергия, тъй като изисква поддържане на висока температура (от порядъка на 1600-2500 градуса) в реакционната зона.

За някои видове съединения, използващи алтернативни реакции. Например, разлагането на съединение, което в крайна сметка дава карбид. Формулата на реакцията зависи от специфичното съединение, така че ние обсъждане няма.

Преди сключването на нашата статия, ние ще обсъдим някои интересни карбиди и говори за тях в детайли.

интересни съединения

натриев карбид. Формулата на съединение _С2 Na _2. Това може да бъде представена като повече ацетилид (т.е. продукта от заместване на водородни атоми на ацетилена се над натриев атома), отколкото карбид. Химичната формула не отразява напълно тези тънкости, така че те трябва да разгледаме структурата. Това е много активно вещество и за контакт с водата е активно взаимодейства с него, за да образуват ацетилен и основи.

магнезиев карбид. Формула: MGC _2. Един интересен начин за получаване на достатъчно активно съединение. Един от тях включва синтероване на магнезиев флуорид с калциев карбид при висока температура. Това води до два продукта: калциев флуорид, а вие искате да ни карбид. Формулата на тази реакция е съвсем проста, и можете да, ако искате да го прочетете в специализираната литература.

Ако не сте сигурни за полезността на материала, съдържащ се в статията, а след това на следващия раздел е за вас.

Как това може да бъде полезно в живота?

Е, на първо място, познаване на химични съединения могат никога да бъде излишно. Винаги по-добре да бъде въоръжен знания, отколкото да остане без него. Второ, повече знаете за съществуването на определени съединения, толкова по-добре да се разберат механизмите на тяхното образуване и законите, които им позволяват да съществува.

Преди да отидете в края на краищата, аз бих искал да дам някои съвети за изучаването на този материал.

Как да го научи?

Много просто. Това е само част от химия. И да се науча да го следва учебниците по химия. Започнете с информация училище и преминете към по-напредналите от университетски учебници и учебни помагала.

заключение

Тази тема не е толкова просто и скучно, колкото изглежда на пръв поглед. Химикали винаги може да бъде интересен, ако го намери някаква цел.