Carbide: Formule, Aansoek en Properties

Die wêreld weet, 'n baie verskillende chemiese verbindings: die einde van honderde miljoene. En hulle is almal, soos mense, is individuele. Dit is onmoontlik om twee stowwe wat nie op die chemiese en fisiese eienskappe van verskillende soorte verteenwoordiging te pas te vind.

Een van die mees interessante anorganiese stowwe bestaande in die wit lig is carbides. In hierdie artikel, sal ons hulle struktuur, fisiese en chemiese eienskappe te bespreek, die gebruik van 'n bietjie en sien die subtiliteite van hul ontvangs. Maar eers 'n bietjie oor die geskiedenis van die ontdekking.

storie

metaalkarbiede van die formule wat ons gee hieronder, is nie 'n natuurlike verbindings. Dit is te wyte aan die feit dat hulle molekules is geneig om te ontbind in kontak met water. Daarom is dit die moeite werd om te probeer om te praat oor die eerste sintese van carbides.

Vanaf 1849 is daar verwysings na die sintese van silikonkarbied egter 'n paar van hierdie pogings bly onherkenbare. Grootskaalse produksie begin in 1893, die Amerikaanse chemikus Edward Acheson metode wat later na hom vernoem.

Geskiedenis kaliumkarbied sintese is ook nie 'n baie verskillende inligting. In 1862 ontvang hy die Duitse chemikus Fridrih Voler, verhitting van die gesmelte sink en kalsium met steenkool.

Kom ons beweeg aan na meer interessante onderwerpe: chemiese en fisiese eienskappe. Dit is in hulle die essensie van die gebruik van hierdie klas van stowwe lê.

fisiese eienskappe

Absoluut al die carbides word gekenmerk deur hul hardheid. Byvoorbeeld, een van die vaste stowwe op die Mohs-skaal is hard metaal (9 uit 10 moontlike punte). Behalwe hierdie stowwe is baie vuurvaste: smelt temperatuur van 'n paar van hulle tweeduisend grade bereik.

Die meeste carbides chemies inert en interaksie met 'n klein aantal van stowwe. Hulle is nie oplosbaar in enige oplosmiddels. Tog kan die interaksie in ag geneem word deur die ontbinding van water, die vernietiging van effekte en die vorming van 'n metaalhidroksied en 'n koolwaterstof.

Oor laasgenoemde reaksie, en baie ander interessante chemiese reaksies waarby carbides sal in die volgende artikel bespreek word.

chemiese eienskappe

Byna al carbides interaksie met water. Sommige - maklik en sonder verwarming (byvoorbeeld, kalsium metaal), en 'n paar (bv Karbid Kremniya) - waterdamp wanneer dit verhit word tot 1800 grade. Reaktiwiteit dus afhanklik van die aard van kommunikasie in die mengsel, wat ons later sal bespreek. In die reaksie met water tot verskillende koolwaterstowwe produseer. Dit gebeur omdat die waterstof in water, is verbind tot die koolstof in die metaal. Om te verstaan wat gebeur koolwaterstof (soos kan gebeur as die beperking van, en onversadigde verbinding), is dit moontlik, gebaseer op die valensie van die koolstof wat in die begin materiaal. Byvoorbeeld, as ons 'n kalsium metaal, wie se formule is CaC _2, sien ons dat dit bevat die C ₂ ^2- ioon. Dus, is dit moontlik om twee waterstofioon met lading + heg. So, kry ons die verbinding C ₂ H ₂ - asetileen. Op dieselfde wyse van 'n mengsel soos aluminium metaal, waarvan die formule Al ₄ C _3, ons CH _4. Hoekom nie C ₃ H _12, vra jy? Na afloop van die ioon het 'n lading van 12. Die feit dat die maksimum aantal waterstofatome word bepaal deur die formule 2n + 2 waar N - aantal koolstofatome. Dus, kan slegs 'n mengsel van die formule C ₃ H ₈ (propaan) bestaan as die ioon met aanklag 12 val in drie ioon met aanklag 4, wat produseer, wanneer dit gekombineer met protone metaanmolekule.

Interessante is carbides oksidasiereaksie. Hulle kan optree as die mengsels wanneer blootgestel aan sterk oksideermiddels, en in die gewone brand in die suurstof atmosfeer. As alles is duidelik met suurstof: verkry twee okisda, dan met ander oksidante interessant. Hang alles af van die aard van die metaal wat saam die metaal, asook oor die aard van die oksidant. Byvoorbeeld, Karbid Kremniya, wie se formule SiC, deur te reageer met 'n mengsel van salpetersuur en fluoorsuur sure, vorm hexafluorosilicic suur met koolstofdioksied. En gedurende dieselfde reaksie, maar met net een van salpetersuur, kry ons 'n silikon oksied en koolstofdioksied. Deur oksideermiddels ook halogene en chalcogens. Hulle het gereageer enige metaal, reaksie formule is afhanklik van die struktuur.

metaalkarbiede formule wat ons ondersoek - nie net verteenwoordigers van hierdie klas van verbindings. Nou neem ons 'n nader kyk na elk van die nywerheid belangrike verbindings van hierdie klas en dan praat oor die toepassing daarvan in ons lewens.

Wat is die carbides?

Dit blyk, metaal, waarvan die formule is, byvoorbeeld, CaC _2, verskil aansienlik in struktuur van SiC. En die verskil is in die eerste plek in die aard van die verbande tussen die atome. In die eerste geval het ons te doen met 'n sout-agtige metaal. Hierdie klas van verbindings genoem omdat dit eintlik optree soos 'n sout daarvan, wat in staat is om distansieer in ione. Dit ioniese binding is baie swak, en dit maak dit maklik om die hidrolise reaksie en die sukses van baie ander, insluitend die interaksie tussen die ione uit te voer.

Nog 'n, miskien meer belangrik beskou industrieel kovalente carbides is carbides: soos byvoorbeeld SiC of toilet. Hulle word gekenmerk deur 'n hoë digtheid en krag. En ook inerte en vuurvaste om chemikalieë te verdun.

Daar is ook metaal-agtige carbides. Inteendeel, kan hulle beskou word as legerings van metale met koolstof. En onder hulle uitgeken kan word, bv sementiet (yster metaal, waarvan die formule kan anders wees, maar dit is ongeveer die gemiddelde: Fe ₃ C), of yster. Hulle het 'n chemiese aktiwiteit intermediêre in graad tussen ioniese en kovalente carbides.

Elkeen van hierdie sub-spesie wat ons bespreek 'n klas van chemiese verbindings het die praktiese toepassing daarvan. Vir meer inligting oor hoe en waar om elkeen van hulle te gebruik, sal ons bespreek in die volgende afdeling.

Praktiese toepassing van carbides

Soos ons bespreek het, kovalente carbides het die grootste verskeidenheid van praktiese toepassings. Dit skuur of sny materiaal, en saamgestelde materiale wat gebruik word in verskeie velde (bv as een van die materiaal wat uit die liggaam harnas), en motoronderdele en elektroniese instrumente, en verwarming elemente, en kernkrag. En dit is nie 'n volledige lys van die programme van hierdie superhard metaal.

Die kleinste aansoek moet-sout vorming carbides. Hul reaksie met water word gebruik as 'n laboratorium metode vir die verkryging van koolwaterstowwe. Dat, as dit gebeur, het ons reeds hierbo bespreek.

Saam met kovalente metaal-carbides het wye toepassing in die industrie. Soos ons gesê het, hierdie soort van metaal-kontak van die onderwerp verbindings is van staal, yster en ander metale verbindings met koolstof insluitings. Tipies, die metaal in sulke stowwe betrekking het op die klas van d-metale. Daarom is dit geneig is om te vorm kovalente bindings doen nie, as 't ware opgeneem in die metaal struktuur.

Na ons mening, praktiese toepassings in die bogenoemde verbindings is meer as genoeg. kan nou kyk na die proses vir hul voorbereiding.

kry carbides

Die eerste twee tipes carbides wat ons beskou, naamlik kovalente en saltlike voorberei meeste 'n eenvoudige manier: deur te reageer oksied van die element en coke by hoë temperature. In hierdie deel van die coke, is saamgestel uit koolstofatoom verbind met 'n element bestaan uit oksied, metaal en vorms. Nog 'n deel van die "optel" die suurstof en vorm koolstofmonoksied. So 'n proses is baie energie verbruik, want dit vereis die handhawing van 'n hoë temperatuur (van die orde van 1600-2500 grade) in die reaksie sone.

Vir een of ander vorme van verbindings met behulp van alternatiewe reaksies. Byvoorbeeld, die ontbinding van 'n verbinding wat uiteindelik gee metaal. Die formule van die reaksie hang af van die spesifieke verbinding, so bespreek dit ons sal nie.

Voor die sluiting van ons artikel, sal ons 'n paar interessante carbides bespreek en praat oor hulle in detail.

interessante verbindings

natrium metaal. Die formule van die verbinding C ₂ Na _2. Dit kan meer as acetylide verteenwoordig (dit wil sê die produk van vervanging van waterstofatome in die asetileen oor natriumatome) eerder as metaal. Die chemiese formule nie meer ooreenkom met die subtiliteite, sodat hulle nodig het om te kyk na die struktuur. Dit is 'n baie aktiewe stof en vir enige kontak met die water is aktief in wisselwerking met dit te asetileen en alkalieë vorm.

magnesium metaal. Formule: MGC _2. 'N interessante manier van die verkryging van 'n voldoende aktiewe verbinding. Een van hulle behels die sintering van magnesium fluoried met kalsium metaal teen 'n hoë temperatuur. Dit lei tot twee produkte: kalsium fluoried, en jy ons wil metaal. Die formule van hierdie reaksie is eenvoudig, en jy kan as jy wil om dit te lees in die gespesialiseerde literatuur.

As jy nie seker is van die nut van die materiaal vervat in die artikel, dan is die volgende afdeling is vir jou.

Hoe kan dit wees nuttig in die lewe?

Wel, in die eerste plek, kennis van chemiese verbindings kan nooit oorbodig wees. Altyd beter om gewapende kennis as bly sonder dit. Tweedens, hoe meer jy weet oor die bestaan van sekere verbindings, hoe beter vir die meganismes van hul vorming en die wette wat hulle in staat stel om te bestaan verstaan.

Voordat jy na die einde, wil ek graag 'n bietjie raad gee oor die studie van hierdie materiaal.

Hoe om dit te leer?

Baie eenvoudig. Dit is net 'n deel van chemie. En leer dit volg die handboeke van chemie. Begin met skool inligting en skuif op na die meer gevorderde, van universiteit handboeke en handboeke.

gevolgtrekking

Hierdie tema is nie so eenvoudig en vervelig soos dit lyk met die eerste oogopslag. Chemikalieë kan altyd 'n interessante, as jy dit 'n doel vind.