Carbide: Formulo, Apliko kaj Proprietoj

La mondo scias multaj malsamaj kemiaj komponaĵoj: la ordo de centoj da milionoj. Ili ĉiuj estas, kiel homoj, estas individua. Estas neeble trovi du substancoj kiuj devas parigi la kemiaj kaj fizikaj ecoj de malsamaj specoj de reprezento.

Unu el la plej interesaj kemio ekzistantaj en la blanka lumo estas carburos. En ĉi tiu artikolo, ni diskutos iliajn strukturo, fizikaj kaj kemiaj ecoj, la uzo de iom kaj vidi la subtilecoj de sia ricevo. Sed unue, iom pri la historio de la malkovro.

rakonto

metalo carburos de la formulo kiun ni donas sube, ne estas naturaj komponaĵoj. Ĉi tio estas pro la fakto ke iliaj molekuloj emas malkomponi en kontakto kun akvo. Sekve, ĝi valoras provanta paroli pri la unua sintezo de carburos.

Komencante de 1849 estas referencoj al la sintezo de silicon carbide Tamen kelkaj el tiuj provoj restas nerekonita. Grandskala produktado komenciĝis en 1893, la usona kemiisto Edward Acheson metodo kiu estis poste nomita laŭ li.

Historio kalcio carburo sintezo ankaŭ ne multaj malsamaj informoj. En 1862 li ricevis la germana kemiisto Fridrih voler, varmigante la fandita zinko kaj kalcio kun karbo.

Nun ni pluiru al pli interesaj temoj: kemiaj kaj fizikaj ecoj. Estas en ili kuŝas la esenco de la uzo de ĉi tiu klaso de substancoj.

fizikaj ecoj

Absolute ĉiuj carburos distingas por lia malmoleco. Ekzemple, unu el la solidoj de la Mohs skalo estas tungsteno Carburo (9 el 10 eblaj punktoj). Krom ĉi tiuj substancoj estas tre obstina: degelanta temperaturo de kelkaj el ili atingas du mil gradoj.

Plej carburos kemie inerta kaj interagi kun malmulto de substancoj. Ili ne estas solvebla en ajna solidaj. Tamen, la interagado povas esti konsiderata solvante kun akvo, la detruo de katenoj kaj la formado de metalo hidroksido kaj hidrokarbonoj.

Pri la lasta reago, kaj multaj aliaj interesaj kemiaj reagoj engaĝante carburos estos diskutita en la sekvanta sekcio.

kemiaj ecoj

Preskaŭ ĉiuj carburos interagi kun akvo. Iuj - facile kaj sen hejtado (ekzemple, kalcio carburo), kaj iuj (ekz-e, Karbid Kremniya) - akvovaporo kiam varmigita al 1800 gradoj. Reagemo tiel dependas de la naturo de komunikado en la miksaĵo, kiun ni diskutos poste. En la reago kun akvo por produkti malsamajn hidrokarbonoj. Tiu okazas ĉar la hidrogeno enhavis en akvo, estas konektita al la karbono en la carburo. Kompreni kion okazas hidrokarbonoj (kiel povas okazi kiel la limigi kaj saturitaj komponaĵo), eblas, surbaze de la valencia de la karbono enhavo en la komencante materialo. Ekzemple, se ni havas kalcio carburo, kies formulo estas CAC _2, ni vidas, ke ĝi enhavas la C ₂ ^2- jono. Tial, eblas ligi du hidrogeno jono kun zorge +. Tiel, ni ricevi la kombinaĵo C ₂ H ₂ - acetileno. En la sama vojo de komponaĵo kiel ekzemple aluminio carburo, kies formulo Al ₄ C _3, ni CH _4. Kial ne C ₃ H _12, vi demandas? Post la jono havas ŝargon de 12. La fakto ke la maksimuma nombro de atomoj de hidrogeno estas difinita per la formulo 2n + 2 kie n - nombro de atomoj de karbono. Tial, nur komponaĵo de la formulo C ₃ H ₈ (propano) povas ekzisti kiel la jono kun zorge 12 faloj en tri jono kun zorge 4, kiu produktas, kiam kombinita kun protonojn metano molekulo.

Interesaj estas carburos oxidación reago. Ili povas okazi kiel la miksaĵoj kiam elmontritaj al fortaj agentoj oxidantes, kaj en la ordinara brulanta en la oksigenon atmosfero. Se ĉio estas klara kun oksigeno: akiris du okisda do kun aliaj oxidantes interesa. Ĉio dependas de la naturo de la metalo konstituante la carburo, kaj ankaŭ sur la naturo de la oxidante. Ekzemple, Karbid Kremniya, kies formulo SiC, reagante kun miksaĵo de nítrico kaj fluorhídrico acidoj, formas hexafluorosilicic acido kun karbona dioksido. Kaj dum la sama reago sed kun nur unu el la acida nítrico, ni ricevi la rusto de silicio kaj karbona dioksido. Per oxidantes agentoj ankaŭ inkludi halogenaj kaj chalcogens. Ili reagis ajna carburo, reago formulo dependas de lia strukturo.

metalo carburos formulo kiu ni ekzamenis - ne nur reprezentantoj de ĉi tiu klaso de komponaĵoj. Nun ni preni pli proksiman rigardon ĉe ĉiu el industrie gravaj komponaĵoj de ĉi tiu klaso kaj poste paroli pri lia apliko en niaj vivoj.

Kiuj estas la carburos?

Rezultas, carburo, kies formulo estas, ekzemple, CAC ₂ diferencas signife en strukturo de SiC. Kaj la diferenco estas ĉefe en la naturo de la ligoj inter la atomoj. En la unua kazo ni pritraktas salan-kiel carburo. Tiu klaso de kunmetaĵoj estas nomita tiel ĉar ĝi fakte kondutas kiel salo gxiajn ke kapablas dissociating en jonoj. Tiu jona ligo estas tre malforta, kaj tio faciligas konduki la hidrolizo reago kaj la konvertiĝo de multaj aliaj, inkluzive de la interago inter la jonoj.

Alia, eble pli grava industrie rigardas kovalentaj carburos estas carburos: kiel ekzemple, ekzemple, SiC aŭ WC. Ili karakterizas por alta denseco kaj forto. Kaj ankaŭ inerta kaj obstina dilui kemiaĵoj.

Estas ankaŭ metalo-similaj carburos. Prefere, ili povas esti konsideritaj kiel alojoj de metaloj kun karbono. Inter tiuj povas esti identigitaj, ekz-e, cementite (fero carburo, kies formulo povas esti malsamaj, sed estas proksimume la ordinara: Fe ₃ C), aŭ fero. Ili havas kemia aktiveco intermeza laŭ grado inter jona kaj kovalenta carburos.

Ĉiu de ĉi tiuj subspecioj ni diskutas klaso de kemiaj kombinaĵoj havas sian praktikan aplikon. Por informo pri kiel kaj kie uzi ĉiun el ili, ni diskutos en la sekva sekcio.

Praktika aplikado de carburos

Kiel ni diskutis, kovalentaj carburos havas la plej grandan gamon de praktikaj aplikoj. Ĉi abrasivo aŭ tranĉanta materialoj kaj materialoj formitaj uzata en diversaj kampoj (ekz, kiel unu el la materialoj konsistanta la korpo kiraso), kaj aŭto partoj, kaj elektronikaj instrumentoj kaj hejtado elementoj, kaj nuklea energio. Kaj tio ne estas kompleta listo de aplikoj de tiuj superhard carburo.

La plej mallarĝa aplikon havas salon-formante carburos. Ilia reago kun akvo estas uzata kiel laboratorio metodo por akiri hidrokarbonoj. Tio, kiel ĝi okazas, ni jam diskutis supre.

Kune kun kovalentaj metalo-carburos havas larĝan aplikon en industrio. Kiel ni diris, ĉi tiu tipo de metalo-kontakton de la temo komponaĵoj estas de ŝtalo, fero kaj aliaj metaloj komponaĵoj kun karbono inkludoj. Tipe, la metalo en tiaj substancoj rilatas al la klaso de d-metaloj. Tial ĝi inklinas formi kovalentaj ligoj ne, por tiel diri, prezentita en la metalo strukturo.

En nia opinio, praktikaj aplikoj en la supre kunmetaĵoj estas pli ol sufiĉa. Nun permesas rigardi la procezo por ilia preparado.

Atingi carburos

La unuaj du specoj de carburos kiu ni konsiderita, nome kovalentaj kaj saltlike preparita plej simpla maniero: reagante rusto de la elemento kaj coque ĉe alta temperaturoj. En ĉi tiu parto de la coque, formita de atomo de karbono estas konektita al elemento kunmetita de rusto, carburo kaj formoj. Alia parto de la "reprenas" la oksigeno kaj formas CO. Tia procezo estas tre energia konsumo, ĉar ĝi postulas subtenante alta temperaturo (de la ordo de 1600-2500 gradoj) en la reagon zono.

Por iuj specoj de komponaĵoj uzante alternativajn reagoj. Ekzemple, la malkomponaĵo de komponaĵo kiu finfine donas carburo. La formulo de la reago dependas de la aparta komponaĵo, tiel diskuti ĝin ni ne volas.

Antaŭ fini nian artikolo, ni diskutos kelkaj interesaj carburos kaj paroli pri ili en detalo.

interesaj kombinaĵoj

natrio carburo. La formulo de la kombinaĵo C ₂ Na _2. Tio povas esti reprezentitaj pli kiel acetiluro (tio la produkto de anstataŭo de atomoj de hidrogeno en la acetileno super natrio atomoj) anstataŭ carburo. La kemia formulo ne ĝuste priskribi tiujn subtilaĵoj, do ili devas rigardi la strukturo. Jen tre aktiva substanco kaj por ajna kontakto kun la akvo estas aktive interagas kun ĝi por formi acetileno kaj álcalis.

magnezio carburo. Formulo: MgC _2. Interesa maniero de akiri sufiĉe aktiva komponaĵo. Unu el ili implikas la sinterización de magnezio fluoro kun kalcio carburo ĉe alta temperaturo. Ĉi tiuj rezultoj en du produktoj: kalcio fluoro, kaj vi volas ke ni carburo. La formulo de ĉi tiu reago estas sufiĉe simpla, kaj vi povos, se vi volas legi ĝin en la faka literaturo.

Se vi ne estas certa pri la utilecon de la materialo entenata en la artikolo, tiam la sekva sekcio estas por vi.

Kiel estos utila en la vivo?

Nu, unue, scio de kemiaj kombinaĵoj neniam povas esti superflua. Ĉiam pli bone esti armita scio ol resti sen ĝi. Due, la pli vi scias pri la ekzisto de iuj komponaĵoj, des pli bone kompreni la mekanismojn de lia formado kaj la leĝoj kiuj permesas al ili ekzistas.

Antaŭ vi iras al la fino, mi volas doni kelkajn konsilojn al la studo de ĉi tiu materialo.

Kiel lerni ĝin?

Tre simpla. Estas nur parto de la kemio. Kaj lerni sekvas la lernolibroj de kemio. Starti kun lernejo informoj kaj pluiru al la pli altnivelaj, de universitato lernolibroj kaj manlibroj.

konkludo

Tiu temo ne estas tiel simpla kaj enuiga kiel ŝajnas unuavide. Kemiaĵoj povas ĉiam esti interesa, se vi trovas ĝin intence.