Как делают карбид для сварки?

Содержание

Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

Как делают карбид для сварки?

instrument.guru > Металлообработка > Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

Карбиды металлов — это соединения, которые не являются природными, получают их только искусственным путем. Первое упоминание о создании этого вещества относится к началу 19 века, его синтезировал англичанин Деви в своей лаборатории. Позже были созданы и другие соединения. В детстве многие любили взрывать это вещество, но далеко не все понимают, что же представляет из себя это соединение.

  • Состав и виды карбидов
  • Свойства
  • Производство карбида
  • Применение в промышленности
  • Хранение и транспортировка
  • Стоимость

Состав и виды карбидов

Карбиды не являются отдельным веществом. Это соединение углерода с металлами и неметаллами. Причем, следует учитывать, что углерод должен обладать большей электроотрицательностью в получаемом веществе по сравнению с другими используемыми элементами. Это дает возможность избежать производства галогенов, оксидов и других углеродных соединений.

На сегодняшний день различают три вида карбида, состав которых отличен друг от друга:

  1. Ковалентные соединения. К данному виду относят два элемента — кремний и бром. Это соединения с прочной межатомной связью, что обеспечивает высокую температуру плавления и химическую инертность. Окисление веществ данной группы возможно только при их нагреве свыше 1000 градусов Цельсия. Твердость вещества с бромом настолько высока, что способна конкурировать даже с алмазами. Вещество с кремнием менее прочное, но 8 баллов по шкале Мооса имеет. При этом растворить данное вещество возможно только в царской водке или с помощью концентрированной азотной или плавиковой кислоты.
  2. Ионные соединения или солеобразные. Вещества данной группы образуются с помощью металлов 1 и 2 группы таблицы Менделеева, а также алюминием. Данные соединения характеризуются высокой температурой плавления. Карбиды ионного вида распадаются под воздействием воды и кислот. При протекании реакции выделяется углеводород и остается гидроксид металла.
  3. Ионно-ковалентно-металлические или металлоподобные соединения. Образуются с помощью металлов с 4 по 8 группу, а также кобальтом, никелем и железом. Отличительная особенность металлоподобных веществ — это высокая прочность и температура плавления. Данный вид соединений делится на два типа:
  • Ацетилениды — при гидролизе образуют этин или ацетилен. Карбид кальция относится к данному типу соединений.
  • Метаниды — при вступлении в реакцию с водой или разбавленными кислотами образуют метан. Чаще бесцветны. Сюда относят карбид алюминия, магния, бериллия.

Свойства

Благодаря своим свойствам, эти соединения нашли широкое применение в машиностроении, а также в строительстве.

  1. Высокая твердость материала. У различных соединений она варьируется, но всегда остается выше средней. Они являются самыми твердыми минералами.
  2. Температура плавления. Практически всегда она выше температуры плавления металла входящего в соединение и может превышать 2000 градусов.
  3. Устойчивость к коррозии. Многие соединения не вступают в реакцию с различными кислотами и довольно устойчивы к внешним агрессивным факторам.
  4. Взаимодействие с водой. Практически все карбидные соединения вступают в реакцию с водой, например, при взаимодействии с карбидом кальция можно его взрывать. Условия взаимодействия могут отличаться и зависят от характера связи в соединении.

Производство карбида

Ковалентные и солеобразные соединения получают простым методом. В электрическую печь помещают смесь из дробленого кокса и оксида металла и нагревают. При высоких температурах оксид элемента вступает в реакцию с коксом. При таком способе часть кокса, которая состоит из углерода, соединяется с атомами элемента, входящими в оксид.

В результате образуется требуемый карбид и угарный газ. Готовую расплавленную смесь разливают по специальным формам, а после застывания дробят и сортируют по размеру гранул.

Несмотря на простоту данного способа, получение карбида с его помощью является довольно энергозатратным, поскольку требует поддержания высоких температур (1600-2500 градусов) на всем протяжении реакции.

Существуют и альтернативные способы получения некоторых видов веществ. Как правило, это разложение соединения в результате которого и получается требуемый элемент. Формула распада будет отличаться в зависимости от конкретного соединения.

Применение в промышленности

Карбид кальция является важным соединением для получения ацетилена, газа, который используется при кислородной сварке и обработке металлов. При горении с кислородом ацетилен способен достигать 3150 градусов Цельсия. Это позволяет работать с тугоплавкими металлами, требующими температуру вдвое большую,чем температура плавления самого металла.

Карбид бора используется как огнеупорный материал, поскольку температура плавления такого соединения выше 2400 градусов. При этом он же встречается в бронежилетах,так как способен защитить не только от пуль и осколков, но и от радиации. Для покрытия промышленного и строительного инструмента используют карбид титана. Его прочность позволяет повысить износостойкость деталей и обрабатывать даже самые прочные материалы.

Хранение и транспортировка

Поскольку карбид при вступлении в реакцию с влагой приводит к выделению большого количества тепла и взрывоопасного газа ацетилена, хранят данное вещество в герметичных баках или барабанах. Работа с такими баками требует особой осторожности.

Газ ацетилен легче воздуха и способен самовоспламеняться, при этом обладает наркотическим действием.

При вскрытии барабанов с карбидом используют специальный инструмент, исключающий возникновение искр, а при попадании вещества на кожу требуется немедленно промыть водой пораженный участок и смазать жирным кремом.

Помещения хранения должны хорошо проветриваться, а содержание других веществ по соседству — запрещено. Это может привести к опасным реакциям. Неправильное хранение может как взорвать карбид, так и привести его в негодное состояние.

Срок хранения доходит всего до полугода.

Перевозка осуществляется только крытым транспортом. Воздушная доставка запрещена.

Стоимость

На рынке карбид кальция можно приобрести по цене 80 рублей за килограмм. Продают данную смесь в бочках или специальных мешках. Ненамного дороже вещество с кремнием. Его стоимость составляет 82 рубля за килограмм.

А вот, карбид вольфрама обойдется в 1400 рублей за кило. Причем, может быть установлен минимальный вес покупки, например, от 10 кг. Карбид бора будет стоить еще дороже — от 2000 рублей, причем фасовка начинается от 35 килограмм.

Стоимость же соединений с гафнием или молибденом оговаривается с поставщиком отдельно.

Источник: https://instrument.guru/metalloobrabotka/karbid-chto-eto-takoe-svojstva-proizvodstvo-primenenie.html

СтройкаДиалог

Как делают карбид для сварки?

Газовая сварка выполняется посредством использования горючих газов, главное место среди которых занимает ацетилен. Газ, смешиваясь с кислородом, выдает наивысшую температуру сварочного пламени — до 3200 градусов.

Его получают в заводских условиях и, упакованным в специальные баллоны, доставляют к месту проведения сварочных работ. Другой способ добычи ацетилена – использовать генератор, который производит газ непосредственно там, где нужна сварка.

Читайте также  Какие бывают типы сварных соединений?

Главный компонент для работы генератора — это карбид.

Материал представляет собой вещество темно-серого или коричневатого оттенка с химической формулой СаС2. Взаимодействуя с водой он делится на ацетилен и гашеную известь. По теоретическим расчетам из одного килограмма чистого карбида кальция можно добыть 370 дм³ газа, но в реальности сказывается присутствие примесей, и результат получается несколько иной – всего около 280 дм³.

Кроме того, фактический выход ацетилена зависит от размера кусков карбида, его однородности. На продолжительность реакции влияет степень грануляции карбида и температура распада. Процесс гидролиза карбида кальция выглядит следующим образом: СаС2 + Н2О = С2Н2 + Са(ОН). Фактическая потребность в воде на 1 кг сухого вещества колеблется в пределах от 5 до 20дм³.

Процесс получения ацетилена из карбида

Устройство для получения ацетилена из карбида кальция называется ацетиленовый генератор. Оборудование бывает передвижным и стационарным. Мобильные генераторы используются, в основном, при проведении ремонтных работ, стационарные – на объектах с большими объемами сварочных процессов. Как получают ацетилен из карбида кальция? Принцип работы генератора состоит в следующем:

  • Камера, предназначенная для газообразования, заполняется водой в расчетном объеме.
  • Необходимое количество карбида кальция загружается в газообразующую камеру через специальный бункер. Запрещается использовать карбидную пыль, поскольку она может привести к мгновенному выделению газа и разгерметизации аппарата.
  • Подача карбида для сварки из бункера в камеру происходит порциями в автоматическом режиме.
  • По мере подачи каждой порции давление внутри камеры возрастает. Его снижение служит командой для загрузки последующей части карбида.
  • В процессе взаимодействия карбида кальция с водой и происходит выделение ацетилена, который через отборник подается в шланг, ведущий к сварочной горелке.

Вторичный продукт в виде гашеной извести удаляется из генератора при помощи специального бункера. При работе с ацетиленовым генератором надо помнить, что в непосредственной близости от него категорически нельзя курить и пользоваться электрическими инструментами. Газовая горелка должна находиться не ближе 10 метров. Именно такого размера должна быть минимальная длина сварочного шланга.

Если возникла потребность в сварочных работах и нужно решить, где взять карбид, то надежнее всего обратиться к прямым поставщикам или купить в интернет магазинах, которые организуют доставку транспортной компанией.

Источник: http://StroikaDialog.ru/articles/otdelka/karbid-dlya-gazovoi-svarki

Как делают карбид для сварки — Справочник металлиста

Как делают карбид для сварки?

Газовая сварка выполняется посредством использования горючих газов, главное место среди которых занимает ацетилен. Газ, смешиваясь с кислородом, выдает наивысшую температуру сварочного пламени — до 3200 градусов.

Его получают в заводских условиях и, упакованным в специальные баллоны, доставляют к месту проведения сварочных работ. Другой способ добычи ацетилена – использовать генератор, который производит газ непосредственно там, где нужна сварка.

Главный компонент для работы генератора — это карбид.

Материал представляет собой вещество темно-серого или коричневатого оттенка с химической формулой СаС2. Взаимодействуя с водой он делится на ацетилен и гашеную известь. По теоретическим расчетам из одного килограмма чистого карбида кальция можно добыть 370 дм³ газа, но в реальности сказывается присутствие примесей, и результат получается несколько иной – всего около 280 дм³.

Кроме того, фактический выход ацетилена зависит от размера кусков карбида, его однородности. На продолжительность реакции влияет степень грануляции карбида и температура распада. Процесс гидролиза карбида кальция выглядит следующим образом: СаС2 + Н2О = С2Н2 + Са(ОН). Фактическая потребность в воде на 1 кг сухого вещества колеблется в пределах от 5 до 20дм³.

Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

instrument.guru > Металлообработка > Карбид: что это такое. Свойства, производство, применение

Карбиды металлов — это соединения, которые не являются природными, получают их только искусственным путем. Первое упоминание о создании этого вещества относится к началу 19 века, его синтезировал англичанин Деви в своей лаборатории. Позже были созданы и другие соединения. В детстве многие любили взрывать это вещество, но далеко не все понимают, что же представляет из себя это соединение.

  • Состав и виды карбидов
  • Свойства
  • Производство карбида
  • Применение в промышленности
  • Хранение и транспортировка
  • Стоимость

Как делают карбид для сварки

Как делают карбид для сварки?

Многие люди не понаслышке знают, что такое карбид натрия или кальция. В 80-х годах даже крохотный кусок этой твердой коричневатой или серой субстанции считался огромным богатством, особенно для маленьких детей, которые так любили с ним играться. Все дело в том, что при контакте с водой вещество вступает в термическую реакцию, выделяя дым. Запах карбида напоминает аромат чеснока.

  • Карбид кальция в сварке
  • Особенности применения
  • Требования безопасности

Для сварочных работ карбид является чуть ли не идеальным веществом, потому что при взаимодействии с водой выделяет в окружающее пространство летучий газ ацетилен, который служит основой металлизации, напайки, кислородной сварки и множества иных процессов, относящихся к обработке металлических сплавов.

Создается этот состав при очень высокой температуре (до 2400 градусов) посредством расплавления негашеной извести и кокса внутри электродуговой печки. Затем раскаленное жидкое вещество помещается в специальные формы (изложницы), где оно застывает и твердеет. Затем карбид раскалывают на кусочки размером не более 8 см. В итоге полученная субстанция будет состоять примерно на 78% из карбида кальция, а остальные 22% — это известковые окиси, примеси и иные вещества.

Так как при воздействии воды карбид выделяет большое количество ацетиленового газа и тепловой энергии, это существенно затрудняет его хранение. Чтобы избежать порчи вещества, его нередко укладывают в герметичные стальные резервуары. При открытии этих металлических сосудов необходимо избегать открытого пламени и искр, иначе могут быть печальные последствия.

Карбидная пыль (частички до 2 мм) непригодна для применения, потому что растворяется в воде практически моментально. Кроме того, при хранении большого количества пыли увеличивается риск, что применение состава в итоге приведет к взрыву резервуара. Специалисты отмечают, что килограмм рассматриваемого вещества способен выделить при взаимодействии с водой более 260 кубических дюймов ацетилена.

https://www.youtube.com/watch?v=RRJ14V1lRPM

Карбид часто используется для газовой резки и сварки. При горении ацетилен контактирует с кислородом и достигает температуры 3150, что делает этот газ совершенно незаменимым при обработке тугоплавких металлических сплавов. В целях безопасности ацетилен делают в особых генераторах на основе угля, нефти, природного газа или карбида кальция.

Особенности применения

В сварке это вещество используют везде. Делают это по следующей схеме:

  1. Кусочки карбида помещаются в корзинку. Оптимальный размер элементов — 8 см. Такие «камешки» смогут обеспечить оптимальную выработку ацетиленового газа. Специалисты не советуют насыпать в генератор карбидную пыль. Частички менее 2 мм в диаметре почти мгновенно выделяют ацетилен, что может привести к взрыву оборудования.
  2. Корзину ставят в специальный резервуар с водой. Его горловину нужно закрыть плотной крышкой с винтовым креплением.
  3. Посредством вращения винтового маховика корзина с кусками вещества погружаются в воду, начинается генерация ацетиленового газа. Уменьшая/увеличивая глубину погружения корзины можно регулировать интенсивность выработки ацетилена, поддерживая в горелке устройства для сварки оптимальную интенсивность.

Карбид при сварочных работах выполняет функции топлива, насыщающего генератор газа. И без его применения будет трудно применять ацетиленовую горелку. Ведь газовый баллон очень нелегко перемещать. А карбидные кусочки достаточно положить в герметичный сосуд и транспортировать на совершенно любые расстояния, предотвратив появление влаги.

Читайте также  Как сварить вертикальный шов электросваркой?

Требования безопасности

В связи с тем, что это опасный материал, работать с ним нужно, строго соблюдая правила безопасности. Основные правила, которые обязательно должны выполнять при сварке с помощью карбида:

  1. Не забывайте, что карбид очень активно реагирует на воздействие воды и воздуха.
  2. Хранить вещество необходимо исключительно в герметичном и сухом месте.
  3. Вещество является очень взрывоопасным, потому открытое пламя и искры возле него категорически запрещены.
  4. Карбидная пыль может вызвать раздражение слизистых и кожного покрова, потому при работе с ней нужно обязательно пользоваться защитными очками, перчатками и респиратором.
  5. Монтаж ацетиленовых генераторов запрещено в подвалах.
  6. После окончания сварки с помощью карбидных кусочков, нужно «доработать» остатки вещества в генераторы. Полученные шлаки следует помещать в специальный бункер или яму.
  7. Также запрещено курить при работе с этим материалом.
  8. Точки и удары при перевозке баллонов с газом крайне опасны и могут привести к трагическим последствиям.

Соблюдая эти правила, можно безопасно пользоваться карбидом для сварки. Кроме того, это вещество позволяет сэкономить и сократить расход ацетилена.

Источник: https://tokar.guru/hochu-vse-znat/chto-takoe-karbid-kalciya-dlya-svarki.html

Устройство аппаратов для газовой сварки и резки

Газосварка – это процесс, в котором сваривание металлических деталей происходит за счет оплавления стыков и сварочной проволоки высокотемпературным пламенем.

Пламя образуется благодаря сжиганию ацетилена, пропана или бутана в атмосфере кислорода. Оборудование для резки и сварки с помощью пламени часто используется при соединении заготовок из стали, ремонте чугунных изделий, сваривании цветных металлов и резке всевозможных металлических материалов.

Оборудование для газосварки

В комплект аппарата для газовой сварки или резки входят:

  • горелка или резак;
  • кислородный и ацетиленовый шланг;
  • кислородный баллон;
  • ацетиленовый генератор или пропановый баллон;
  • редукторы.

Каждая деталь газового аппарата имеет большое значение, и обойтись без нее нельзя. Но можно составить комплект аппарата для газовой сварки, покупая приборы постепенно, заменяя их, подбирая нужные параметры.

Горелка и резак

Горелка – это основная часть аппарата. По конструкции газовые горелки для сварки и резки мало отличаются друг от друга. К средней части подсоединяются наконечник, есть вентили, которые регулируют подачу окислителя и горючего. Газовая горелка часто имеет пьезоподжиг. Кислород и ацетилен попадает в нее по шлангам, закрепленным в рукоятке.

По способу подачи горючей газовой смеси горелки делятся на инжекторные и безинжектроные. Горелки для сварки и резки бывают газовыми и жидкостными (распыляется бензин или керосин), однопламенными и многопламенными. Согласно ГОСТ горелки бывают микромощные, малой, средней и большой мощности.

Самые распространенные – газовые горелки малой и средней мощности. Первые могут варить металл толщиной 0,2-7 мм, вторые варят металл толщиной от 0,5 мм до 30 мм. Все зависит от выбора насадки, которых в малых газовых горелках 4, а в средних 7.

При работе с ацетиленовым генератором в смесительной камере аппарата за счет разрежения, возникающего при выходе кислорода в камеру, засасывается ацетилен.

Резак в отличие от обычной газовой горелки имеет два канала. По одному идет горючая смесь кислорода и ацетилена, по другому, чистый кислород, который образует режущую струю.

Кто пользовался газовым резаком, тот не задают себе вопрос, как резать металл и чем разрезать. Резак вне конкуренции. Им работать проще и дешевле, по сравнению со сварочным инвертором.

Ацетиленовые генераторы

Генераторы для сварки вырабатывают ацетилен, который получается при соединении карбида кальция с водой. Такие аппараты бывают мобильными и стационарными. По выходному давлению их делят на 3 категории:

  • генераторы низкого давления до 0,1 атмосферы;
  • среднего от 0,7 до 1,5 атм.;
  • высокого давления свыше 1,5 атмосферы.

При этом аппараты могут производить от 0,3 м3 до 160 м3 ацетилена в час.

По способу получения газа генераторы делят на пять видов:

«КВ». В этих генераторах карбид поступает в воду небольшими порциями. При падении давления ниже порогового поступает новая порция карбида. Гашеный карбид кальция удаляется через нижний выпускной клапан. Из-за больших габаритов используется в стационарных установках. Имеет наивысший выход ацетилена.

«ВК». Здесь вода попадает на карбид. Вода подается небольшими порциями, по мере снижения давления. Такой способ называется «ВК по мокрому принципу». Аппарат имеет простую и надежную конструкцию. Производительность до 10 м3. Недостатком является неполное гашение карбида кальция.

«ВК» по сухому процессу. В камеру с карбидом кальция вода подается дозированно. При образовании ацетилена выделяется теплота, которая испаряет излишки воды. За счет этого гашеный карбид получается сухой. Отсюда и название.

Источник: https://respect-kovka.com/kak-delayut-karbid-dlya-svarki/

Как используют карбид кальция?

Рецепт карбидной бомбы мы приводить не будем. Нас интересует «гражданское» использование этого материала в формате «карбид-сварка». Эта схема употребления карбида предполагает контролируемое замачивание данного вещества в герметичной емкости, с последующим сбором продукта гидратации – горючего газа ацетилена.

Сам процесс использования карбида кальция выглядит следующим образом:

  • Куски карбида загружают в корзину. Причем оптимальный размер кусков – 8 сантиметров в диаметре. Такие «камни» обеспечат оптимальный режим генерацию ацетилена. А вот карбидную пыль в генераторе использовать нельзя – камешки диаметром менее 2 миллиметров выделяют газ практически мгновенно, что приводит к риску взрывной разгерметизации устройства.
  • Корзину помещают в аппарат, предварительно заполненный водой, горловину которого закрывают крышкой-траверсой с винтом поперечной подачи.
  • Вращая маховик винта, вы погружаете корзину с карбидом в воду и даете старт процессу генерации ацетилена. Причем крупнокусковой карбид кальция — для сварки, напомним еще раз, нужен именно такой тип вещества — начинает «таять»  постепенно и, увеличивая или уменьшая глубину погружения, можно управлять интенсивностью генерации горючего газа, поддерживая нужный уровень давления в горелке сварочного аппарата.

Таким образом, можно сказать, что карбид в сварке играет роль твердого «топлива», питающего ацетиленовый генератор. И без этого вещества использование ацетиленовых горелок было бы весьма затруднительно.

Ведь заполненную горючим веществом емкость под давлением (баллон) очень сложно транспортировать. А кусковой карбид достаточно сложить в железную банку, закрыть герметичной крышкой и перевозить на любые расстояния, поддерживая нулевую влажность материала.

Собственно, безопасность транспортировки и низкая цена карбида для сварки, килограмм которого выделяет до 250 литров ацетилена, поддерживают данную архаичную технологию стыковки металла даже в наше время высоких технологий. Согласитесь: мобильный сварочный аппарат или резак, функционирующий практически на твердом топливе, выглядит более чем привлекательно. Тем более, что в «разобранном» виде генератор абсолютно безопасен.

Впрочем, работа с карбидом требует соблюдения некоторых правил безопасности. Ведь этот материал относится к достаточно опасным веществам.

Техника безопасности при использовании карбида кальция

На «заряженные» ацетиленовые генераторы распространяются те же правила, что действуют и в случае работы с прочими взрывоопасными баллонами. То есть, генератор ацетилена следует держать в вертикальном положении, используя только в случае отсутствия видимых повреждений корпуса (вмятин, трещин и так далее).

Кроме того, ацетиленовые генераторы нельзя использовать в подвалах или плохо проверчиваемых помещениях. Ведь этот горючий газ может взорваться от малейшей искры. Поэтому карбид кальция нужно оградить от контакта даже с атмосферной влагой.

Неиспользованный карбид, извлеченный из корзины генератора после окончания сварки,  выбрасывают в специальный бункер. Повторное использование «подмоченного» материала не допускается.

И, да, возле генератора ацетилена категорически запрещается: курить, использовать для резки заготовок болгарку, включать электродуговой сварочный аппарат, разводить костры или просто поджигать горелку этого же аппарата. Отойдите от места сварки, как минимум на 10 метров.

Читайте также  Как использовать холодную сварку для металла?

Кстати, минимальная длина шланга от генератора до горелки равна именно 10 метрам.

Источник: http://steelguide.ru/svarka/svarochnye-materialy/karbid-kalciya-dlya-svarki-kak-ispolzuetsya.html

Химические характеристики карбида кальция и его реакция с водой

[Deposit Photos]

Карбид кальция — это химическое соединение кальция и углерода, в чистом виде представляющее собойкристаллическое белое вещество. Это вещество получается в результате реакции:

Ca + 2C → CaC₂

Карбид кальция [Wikimedia]

Карбид кальция имеет большое практическое значение. Другие названия вещества — углеродистый кальций или ацетиленид кальция.

Химические характеристики карбида кальция

Карбид кальция не летуч и не растворим ни в одном из известных растворителей, вещество разлагается под действием воды. Плотность ацетиленида кальция — 2,22 г/см³. Температура плавления — 2160 °С, температура кипения — 2300 °С. По степени воздействия на организм относится к чрезвычайно опасным веществам (I класс опасности).

Впервые ацетиленид кальция был получен немецким химиком Фридрихом Велером в 1862 году при нагревании сплава цинка и кальция с углем. Ученый описал реакцию углеродистого кальция с водой. Даже со следами Н₂O карбид кальция реагирует энергично и выделяет большое количество тепла.

При недостатке воды происходит самовоспламенение образующегося ацетилена. Ацетиленид кальция бурно взаимодействует с водными растворами щелочей и разбавленными неорганическими кислотами. В ходе реакции выделяется ацетилен.

Обладая сильными восстанавливающими свойствами, CaC₂ восстанавливает все оксиды металлов до чистых металлов или карбидов.

Получать карбид кальция удобнее из его окисла, а не из самого кальция. При высокой температуре (более 2000 °С) вещество восстанавливается. При этом происходит соединение металла и углерода:

CaO + 3C → CO↑ + CaC₂

Реакция протекает в электродуговой печи, где накаливается смесь негашеной извести и кокса или антрацита. Технический продукт имеет сероватый цвет из-за примеси в виде свободного углерода, окиси, фосфида кальция, сульфида и других химических соединений. Массовая доля CaC₂ в продукте составляет от 80% до 85%.

Применение карбида кальция

В прошлом карбид кальция использовался в карбидных лампах, где вещество служило источником ацетиленового пламени. Сегодня такие источники света применяют в спелеологии, а также в маяках и бакенах.

CaC₂ — ценное химическое сырье. Например, главным продуктом органического синтеза является синтетический каучук.

Из углеродистого кальция получают винилхлорид, ацетиленовую сажу, акрилонитрил, уксусную кислоту, ацетон, этилен, стирол, искусственные смолы.

Старая карбидная лампа [Deposit Photos]

В металлургии карбид кальция используется для раскисления металлов и снижения содержания кислорода и серы (десульфурации). Карбид кальция используется для изготовления порошкового карбидного реагента, регулятора роста растений.

Карбид кальция — реакция с водой

При реакции карбида кальция с водой выделяется ацетилен:

2H₂O + CaC₂ → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Ацетилен является техническим веществом, имеет неприятный запах из-за содержания ряда примесей (NH₃, H₂S, PH₃ и других). В чистом виде ацетилен — бесцветный газ с характерным слабоватым запахом, растворимый в воде.

Ацетиленовая сварка [Deposit Photos]

Чтобы понять, как протекает реакция карбида кальция с водой, проводят опыт: в 1,5-литровую бутылку наливают воду, быстро бросают внутрь несколько кусков карбида кальция и закручивают пробку. В результате в бутылке собирается ацетилен под избыточным давлением.

Как только реакция карбида кальция с водой прекращается, на бутылку помещают горящую бумагу. После этого происходит взрыв, который сопровождается образованием огненного облака.

В результате реакции стенки бутылки разрываются, поэтому такой опыт — опасный и проводится только при соблюдении правил техники безопасности.

Внимание! Не пытайтесь повторить эти опыты самостоятельно! Здесь вы узнаете, какие опыты с огнем можно безопасно проводить дома.

Для демонстрации реакции карбида кальция с водой опыт проводят в другом варианте — с 6-литровой бутылкой. В таком случае нельзя обойтись без строгого взвешивания используемых компонентов, ведь чем больше радиус бутылки, тем меньше емкость устойчива к высокому давлению (при одинаковой толщине стенок и при одинаковом материале).

Бутылка большего объема имеет больший радиус, но примерно такие же стенки — следовательно, она менее устойчива к давлению. Чтобы она не взорвалась, количество карбида кальция нужно заранее рассчитать. Молярная масса кальция — около 40, углерода — 12. Значит, молярная масса карбида кальция CaC₂ — около 64 г/моль. Следовательно, 64 г карбида дадут 22,4 л ацетилена.

Объем бутылки — 6 л. Значит, избыточное давление — примерно 4 атм.

Давление в 4 атмосферы бутылка должна выдержать. Для проведения эксперимента необходимо взять около 64 г карбида кальция и примерно 0,5 л воды. В бутылку вставляют пакет, в него просовывают кусочки карбида. Пакет проталкивают в бутылку, после чего быстро закручивают пробку. Реакция карбида кальция с водой продолжается несколько минут, бутылка раздувается, процесс сопровождается резкими хлопками, но бутылка выдерживает.

После окончания выделения ацетилена на пробку бутылки помещают горящую тряпку, пропитанную ундеканом.

Молекула ундекана [Wikimedia]

Сразу после этого необходимо отойти на максимально безопасное расстояние. Вскоре происходит яркая желтая вспышка, из пробки ударяет фонтан пламени высотой до 4 метров. Пробка в результате сгорает, бутылка морщится, но остается целой. Проводить такой эксперимент необходимо на открытом воздухе, вдали от легковоспламеняющихся и взрывоопасных предметов. Соблюдение правил техники безопасности является обязательным.

Источник: https://melscience.com/ru/articles/himicheskie-harakteristiki-karbida-kalciya-i-ego-r/

Что такое карбиды: чем они отличаются и в каких отраслях используются

Карбиды — это соединения металлов и неметаллов с углеродом. Обычно в таких соединениях углерод имеет большую электроотрицательность, чем второй элемент, что позволяет исключить из группы оксиды, галогены и другие углеродные соединения.

Это твердые тугоплавкие вещества, нелетучие и нерастворимые. В основном они обладают разнообразными свойствами: некоторые, например, карбид золота, может взорваться при попытке пересыпать его, а некоторые из соединений, например, бора, циркония, титана, кремния и вольфрама, по твердости превосходят алмаз и не поддаются действию кислот и растворителей.

Историческая справка

Первое необычное углеродное соединение, похожее на карбид, было получено в начале XIX века англичанином Дэви. Это был карбид калия. Далее в 1863 году был найден неустойчивый карбид меди, через 15 лет — карбид железа.

Официально соединения «появились» только в конце XIX века — к ним приложил руку француз Анри Муассон. Он получал соединения при помощи вольтовой дуги в электрической печи, которую он сам и придумал. Для этого использовались нагретый до раскаленного состояния древесный уголь, чистые металлы и их оксиды.

Однако за несколько лет до Муассона в метеоритах был обнаружен минерал когенит — смесь карбидов кобальта, железа и никеля. В некотором смысле эта находка помогла ответить на вопрос «Что такое карбиды?».

Свойства соединений

Как и другие элементы, карбиды обладают определенным набором свойств, которые делают их популярным материалом на рынке строительства и машиностроения.

  1. Высокая твердость — в отличие от чистого металла соединения являются наиболее твердыми, что позволяет использовать их в самых разных областях;
  2. Высокая температура плавления — они существенно выше, чем температуры плавления аналогичных металлов;
  3. Устойчивость к коррозиям. Некоторые варианты довольно устойчивы к кислотам и внешним факторам.
  4. Хорошая теплопроводимость и термостойкость, позволяющие использовать смесь и при высоких, и при низких температурах;
  5. Повышенная износоустойчивость не дает деталям из материала испортиться раньше времени.

Источник: https://steelfactoryrus.com/kak-delayut-karbid-dlya-svarki/

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: