Carbide: Formula, Aplikasi dan Properti

dunia tahu banyak senyawa kimia yang berbeda: urutan ratusan juta. Dan mereka semua, seperti orang-orang, yang masing-masing. Tidak mungkin untuk menemukan dua zat yang harus sesuai dengan sifat kimia dan fisik berbagai jenis representasi.

Salah satu zat anorganik yang paling menarik yang ada dalam cahaya putih karbida. Pada artikel ini, kita akan membahas sifat struktur, fisik dan kimianya, penggunaan sedikit dan melihat seluk-beluk penerimaan mereka. Tapi pertama, sedikit tentang sejarah penemuan.

cerita

karbida logam dari rumus yang kita berikan di bawah, tidak senyawa alami. Hal ini disebabkan fakta bahwa molekul mereka cenderung terurai dalam kontak dengan air. Oleh karena itu, ada baiknya mencoba untuk berbicara tentang sintesis pertama karbida.

Mulai dari 1849 ada referensi untuk sintesis silikon karbida, namun, beberapa dari upaya ini tetap tidak diakui. produksi skala besar dimulai pada tahun 1893, Amerika kimiawan metode Edward Acheson yang kemudian dinamai menurut namanya.

Sejarah sintesis kalsium karbida juga tidak banyak informasi yang berbeda. Pada tahun 1862 ia menerima kimiawan Jerman Fridrih Voler, memanaskan seng menyatu dan kalsium dengan batubara.

Sekarang mari kita beralih ke topik yang lebih menarik: kimia dan sifat fisik. Hal ini di dalamnya terletak esensi penggunaan kelas ini zat.

sifat fisik

Benar-benar semua karbida dibedakan oleh kekerasan mereka. Misalnya, salah satu padatan pada skala Mohs adalah tungsten carbide (9 dari 10 poin yang mungkin). Selain zat ini sangat tahan api: suhu beberapa dari mereka mencair mencapai dua ribu derajat.

Kebanyakan karbida kimia inert dan berinteraksi dengan sejumlah kecil zat. Mereka tidak larut dalam pelarut. Namun, interaksi dapat dianggap dengan melarutkan dengan air, penghancuran obligasi dan pembentukan hidroksida logam dan hidrokarbon.

Tentang reaksi terakhir, dan banyak reaksi kimia yang menarik lain yang melibatkan karbida akan dibahas pada bagian berikutnya.

sifat kimia

Hampir semua karbida berinteraksi dengan air. Beberapa - dengan mudah dan tanpa pemanasan (misalnya, kalsium karbida), dan beberapa (misalnya, Karbid Kremniya) - uap air ketika dipanaskan sampai 1800 derajat. Reaktivitas demikian tergantung pada sifat komunikasi dalam campuran, yang akan kita bahas nanti. Dalam reaksi dengan air untuk menghasilkan hidrokarbon yang berbeda. Hal ini terjadi karena hidrogen yang terkandung di dalam air, terhubung ke karbon dalam karbida. Untuk memahami apa yang terjadi hidrokarbon (seperti yang bisa terjadi sebagai pembatas, dan senyawa tak jenuh), adalah mungkin, berdasarkan valensi karbon yang terkandung dalam bahan awal. Sebagai contoh, jika kita memiliki karbida kalsium, yang formula CaC _2, kita melihat bahwa itu berisi ion C ₂ ^2-. Oleh karena itu, adalah mungkin untuk melampirkan ion hidrogen dua dengan biaya +. Dengan demikian, kita memperoleh senyawa C ₂ H ₂ - asetilena. Dengan cara yang sama dari senyawa seperti aluminium karbida, yang rumus Al ₄ C _3, kami CH _4. Mengapa tidak C ₃ H _12, Anda bertanya? Setelah ion memiliki muatan 12. Fakta bahwa jumlah maksimum atom hidrogen ditentukan oleh rumus 2n + 2 dimana n - jumlah atom karbon. Oleh karena itu, hanya senyawa dari rumus C ₃ H ₈ (propana) mungkin ada sebagai ion dengan muatan 12 jatuh ke dalam tiga ion dengan muatan 4, yang menghasilkan, bila dikombinasikan dengan molekul proton metana.

Menarik adalah reaksi karbida oksidasi. Mereka dapat terjadi sebagai campuran saat terkena zat pengoksidasi kuat, dan dalam pembakaran biasa di atmosfer oksigen. Jika semuanya jelas dengan oksigen: memperoleh dua okisda, maka dengan oksidan lain yang menarik. Semua tergantung pada sifat dari logam yang merupakan karbida, serta pada sifat oksidan. Misalnya, Karbid Kremniya, yang rumus SiC, dengan bereaksi dengan campuran nitrat dan asam fluorida, membentuk asam hexafluorosilicic dengan karbon dioksida. Dan selama reaksi yang sama tetapi dengan hanya satu asam nitrat, kita memperoleh oksida silikon dan karbon dioksida. Dengan oksidator juga termasuk halogen dan khalkogen. Mereka bereaksi karbida apapun, rumus reaksi tergantung pada strukturnya.

karbida logam rumus yang kita diperiksa - tidak hanya perwakilan dari kelas ini senyawa. Sekarang kita melihat lebih dekat pada setiap senyawa industri penting dari kelas ini dan kemudian berbicara tentang aplikasi mereka dalam kehidupan kita.

Apa karbida?

Ternyata, karbida, yang formula, misalnya, CaC _2, berbeda secara signifikan dalam struktur dari SiC. Dan perbedaan terutama dalam sifat ikatan antara atom. Dalam kasus pertama kita berhadapan dengan karbida garam-seperti. Kelas ini senyawa bernama jadi karena sebenarnya berperilaku seperti garamnya, yang mampu memisahkan menjadi ion-ion. ikatan ion ini sangat lemah, dan yang membuatnya mudah untuk melakukan reaksi hidrolisis dan konversi banyak orang lain, termasuk interaksi antara ion.

Lain, mungkin lebih penting industri memandang karbida kovalen adalah karbida: seperti, misalnya, SiC atau WC. Mereka ditandai dengan kepadatan tinggi dan kekuatan. Dan juga inert dan tahan api untuk mencairkan bahan kimia.

Ada juga karbida logam-seperti. Sebaliknya, mereka dapat dianggap sebagai paduan dari logam dengan karbon. Di antaranya dapat diidentifikasi, misalnya, sementit (besi karbida, yang rumus bisa berbeda, tetapi kira-kira rata-rata: Fe ₃ C), atau besi. Mereka memiliki aktivitas kimia antara dalam derajat antara ionik dan kovalen karbida.

Masing-masing sub-spesies kita membahas kelas senyawa kimia memiliki aplikasi praktis. Untuk informasi tentang bagaimana dan di mana untuk menggunakan masing-masing, kita akan membahas di bagian berikutnya.

aplikasi praktis dari karbida

Sebagaimana telah kita bahas, karbida kovalen memiliki jangkauan terbesar dari aplikasi praktis. bahan abrasif atau memotong bahan, dan komposit ini digunakan di berbagai bidang (misalnya, sebagai salah satu bahan yang terdiri dari pelindung tubuh), dan bagian mobil, dan alat elektronik, dan elemen pemanas, dan energi nuklir. Dan ini bukan daftar lengkap aplikasi ini karbida superhard.

Aplikasi sempit memiliki karbida pembentuk garam. reaksi mereka dengan air digunakan sebagai metode laboratorium untuk memperoleh hidrokarbon. Itu, seperti yang terjadi, kita telah dibahas di atas.

Seiring dengan kovalen logam-karbida memiliki aplikasi luas dalam industri. Seperti yang telah kami katakan, ini jenis logam-kontak dari senyawa yang dari baja, besi dan senyawa logam lainnya dengan inklusi karbon. Biasanya, logam dalam zat-zat tersebut berkaitan dengan kelas d-logam. Itulah sebabnya ia cenderung untuk membentuk ikatan kovalen tidak, karena itu, diperkenalkan ke dalam struktur logam.

Dalam pandangan kami, aplikasi praktis dalam senyawa di atas adalah lebih dari cukup. Sekarang mari kita melihat proses pembuatannya.

mendapatkan karbida

Pertama dua jenis karbida yang kita dianggap, yaitu kovalen dan saltlike disiapkan paling salah satu cara sederhana: dengan mereaksikan oksida dari elemen dan kokas pada suhu tinggi. Dalam hal ini bagian dari kokas, terdiri dari atom karbon terhubung ke elemen yang terdiri dari oksida, karbida dan bentuk. Bagian lain dari "mengambil" oksigen dan membentuk karbon monoksida. Proses seperti konsumsi energi yang sangat, karena memerlukan mempertahankan suhu tinggi (dari urutan 1600-2500 derajat) dalam zona reaksi.

Untuk beberapa jenis senyawa menggunakan reaksi alternatif. Misalnya, dekomposisi senyawa yang pada akhirnya memberikan karbida. Rumus reaksi tergantung pada senyawa tertentu, sehingga membahasnya kita tidak akan.

Sebelum mengakhiri artikel kami, kami akan membahas beberapa karbida menarik dan berbicara tentang mereka secara rinci.

senyawa yang menarik

natrium karbida. Rumus dari senyawa C ₂ Na _2. Hal ini dapat mewakili lebih sebagai acetylide (yaitu produk substitusi atom hidrogen dalam asetilena lebih atom natrium) daripada karbida. Rumus kimia tidak sepenuhnya mencerminkan kehalusan tersebut, sehingga mereka perlu melihat struktur. Ini adalah zat yang sangat aktif dan untuk setiap kontak dengan air secara aktif berinteraksi dengan itu untuk membentuk asetilena dan alkalis.

magnesium karbida. Formula: MGC _2. Cara yang menarik untuk memperoleh senyawa yang cukup aktif. Salah satunya melibatkan sintering magnesium fluorida dengan kalsium karbida pada suhu tinggi. Hal ini menyebabkan dua produk: kalsium fluorida, dan Anda ingin kami untuk karbida. Rumus reaksi ini cukup sederhana, dan Anda dapat jika Anda ingin membacanya dalam literatur khusus.

Jika Anda tidak yakin tentang kegunaan dari bahan yang terkandung dalam artikel, maka bagian berikutnya adalah untuk Anda.

Bagaimana ini bisa bermanfaat dalam kehidupan?

Yah, pertama, pengetahuan tentang senyawa kimia tidak pernah menjadi berlebihan. Selalu lebih baik untuk menjadi pengetahuan bersenjata daripada tinggal tanpa itu. Kedua, semakin Anda tahu tentang keberadaan senyawa tertentu, semakin baik untuk memahami mekanisme pembentukan mereka dan hukum-hukum yang memungkinkan mereka untuk eksis.

Sebelum Anda pergi ke akhir, saya ingin memberikan beberapa saran pada studi bahan ini.

Cara belajar itu?

Sangat sederhana. Itu hanya bagian dari kimia. Dan mempelajarinya mengikuti buku teks kimia. Mulailah dengan informasi sekolah dan beralih ke yang lebih maju, dari buku teks universitas dan buku pegangan.

kesimpulan

Tema ini tidak sesederhana dan membosankan karena tampaknya pada pandangan pertama. Kimia selalu bisa menjadi menarik, jika Anda menemukan tujuan.