کاربید: فرمول، کاربرد و خواص

منظور از صدها میلیون: جهان بسیاری از ترکیبات شیمیایی مختلف می داند. و همه آنها، مانند مردم، فردی است. این غیر ممکن است برای پیدا کردن دو ماده که باید برای مطابقت با خواص فیزیکی و شیمیایی از انواع مختلف از نمایندگی.

یکی از مواد معدنی جالب ترین موجود در نور سفید کاربیدهای هستند. در این مقاله، ما خواص ساختار، شیمیایی و فیزیکی آنها با استفاده از کمی بحث در مورد، و پیچیدگی های خاص از دریافت خود را ببینید. اما در ابتدا، کمی در مورد تاریخچه کشف.

داستان

کاربید های فلزی از فرمول که ما در زیر را، ترکیبات طبیعی نیست. این به خاطر این واقعیت است که مولکول های خود تمایل به تجزیه در تماس با آب. بنابراین، آن را به ارزش تلاش در مورد سنتز اول کاربیدهای صحبت کنید.

شروع از 1849 هستند اشاره به سنتز سیلیکون کاربید وجود دارد، با این حال، برخی از این تلاش به رسمیت شناخته نشده باقی می ماند. تولید در مقیاس بزرگ در سال 1893 آغاز شد، روش ادوارد اکسون آمریکا شیمیدان که بعدا به نام او نامگذاری شد.

تاریخچه سنتز کاربید کلسیم است همچنین بسیاری از اطلاعات مختلف است. او در سال 1862 شیمیدان آلمانی Fridrih Voler، حرارت روی ذوب شده و کلسیم با زغال سنگ را دریافت کرد.

حالا اجازه دهید در حرکت به موضوعات جالب تر: خواص شیمیایی و فیزیکی. این است که در آنها از جوهر از استفاده از این کلاس از مواد نهفته است.

خواص فیزیکی

کاملا تمام کاربیدهای توسط سختی خود را متمایز کرده است. به عنوان مثال، یکی از مواد جامد در مقیاس موس است کاربید تنگستن (9 از 10 امتیاز ممکن). علاوه بر این مواد بسیار مقاوم عبارتند از: نقطه ذوب از برخی از آنها می رسد از دو هزار درجه است.

ترین کاربیدهای شیمیایی بی اثر و تعامل با تعداد کمی از مواد. محلول در هر حلال نیست. با این حال، تعامل می توان با حل کردن با آب، تخریب اوراق قرضه و تشکیل هیدروکسید فلزی و هیدروکربن در نظر گرفته.

درباره واکنش دوم، و بسیاری دیگر از واکنش های شیمیایی جالب شامل کاربیدهای خواهد شد در بخش بعدی مورد بحث.

خواص شیمیایی

تقریبا تمام کاربیدهای تعامل با آب است. برخی - به راحتی و بدون حرارت دادن (برای مثال، کاربید کلسیم)، و برخی (به عنوان مثال، Karbid Kremniya) - بخار آب، هنگامی که حرارت تا 1800 درجه است. بنابراین واکنش پذیری در ماهیت ارتباط در مخلوط، که بعدا بحث خواهیم کرد بستگی دارد. در واکنش با آب برای تولید هیدروکربن های مختلف. این اتفاق می افتد زیرا هیدروژن موجود در آب، به کربن در کاربید متصل می شود. برای درک آنچه اتفاق می افتد هیدروکربن (به عنوان می تواند به عنوان محدود کننده و ترکیب غیر اشباع اتفاق می افتد)، ممکن است، بر اساس ظرفیت کربن موجود در مواد شروع. برای مثال، اگر ما یک کاربید کلسیم، که فرمول است CAC _2، ما می بینیم که آن را شامل C ₂ ^2- یون. از این رو، ممکن است به ضمیمه دو یون هیدروژن با بار +. بنابراین، ما به دست آوردن ترکیب C ₂ H ₂ - استیلن. در همان راه از ترکیب مانند کاربید آلومینیوم، که فرمول آل ₄ C _3، ما CH _4. چرا C ₃ H _12، شما بپرسم؟ پس از یون دارای بار از 12. واقعیت این است که حداکثر تعداد اتم های هیدروژن است 2N فرمول + 2 تعیین که در آن n - تعداد اتم های کربن. از این رو، تنها یک ترکیب از فرمول C ₃ H ₈ (پروپان) ممکن است به عنوان یون با بار 12 در سه یون با بار 4، که تولید، زمانی که با مولکول پروتون متان ترکیب وجود داشته باشد.

جالب است واکنش کاربیدهای اکسیداسیون. آنها می توانند به عنوان مخلوط در سوزاندن عادی در جو اکسیژن رخ می دهد که به اکسید کننده های قوی در معرض، و. به دست آمده دو okisda، پس از آن با دیگر اکسیدان جالب توجه است: اگر همه چیز با اکسیژن روشن است. همه بستگی به ماهیت این فلز تشکیل کاربید، و همچنین به ماهیت اکسیدان. به عنوان مثال، Karbid Kremniya، که فرمول و Sic، از طریق واکنش با مخلوطی از نیتریک و اسید هیدروفلوئوریک، به شکل اسید hexafluorosilicic با دی اکسید کربن. و در طول همان واکنش اما فقط با یک اسید نیتریک، ما به دست آوردن اکسید سیلیکون و دی اکسید کربن. توسط عوامل اکسید کننده نیز شامل هالوژنها و کالکوژن. آنها هر کاربید واکنش نشان داد، فرمول واکنش بستگی به ساختار آن است.

کاربید های فلزی فرمول است که مورد بررسی قرار میدهیم - نه تنها نمایندگان این دسته از ترکیبات. در حال حاضر ما به بررسی دقیق تر در هر یک از ترکیبات صنعتی مهم از این کلاس و سپس در مورد برنامه های خود را در زندگی ما صحبت کنید.

کاربیدهای چیست؟

به نظر می رسد، کاربید، که فرمول است، برای مثال، CAC _2، متفاوت به طور قابل توجهی در ساختار از SIC. و تفاوت در ماهیت اوراق قرضه بین اتم در درجه اول. در مورد اول ما با کاربید نمک مانند. این دسته از ترکیبات نام برده شده است را به دلیل آن در واقع مانند یک نمک رفتار آن، که قادر به جدا کردن به یون است. این پیوند یونی بسیار ضعیف است، و باعث می شود آن را آسان برای انجام واکنش هیدرولیز و تبدیل از بسیاری دیگر، از جمله تعامل بین یونهای.

دیگر، شاید مهم تر صنعتی دیدگاه کاربیدهای کووالانسی کاربیدهای هستند: مانند، برای مثال، SiC به یا توالت. آنها توسط تراکم و استحکام بالا مشخص می شود. و همچنین بی اثر و مقاوم به مواد شیمیایی رقیق.

همچنین کاربیدهای فلز مانند وجود دارد. در عوض، آنها می تواند به عنوان آلیاژهای فلزات با کربن در نظر گرفته. در میان این را می توان شناسایی، به عنوان مثال، (کاربید آهن، که فرمول می تواند متفاوت باشد، اما آن است که حدود متوسط: آهن ₃ C) سمنتیت، یا آهن. آنها یک فعالیت شیمیایی متوسط در درجه بین کاربیدهای یونی و کووالانسی است.

هر کدام از این زیر گونه ما در حال بررسی یک کلاس از ترکیبات شیمیایی است کاربرد عملی آن است. برای کسب اطلاعات در چگونه و در کجا به استفاده از هر یک از آنها، ما در بخش بعدی بحث خواهد شد.

کاربرد عملی کاربیدهای

همانطور که ما بحث کرده اند، کاربیدها کووالانسی به بزرگترین طیف وسیعی از برنامه های کاربردی عملی است. این مواد ساینده و یا مواد برش و کامپوزیت مورد استفاده در زمینه های مختلف (به عنوان مثال، به عنوان یکی از مواد شامل زره بدن)، و قطعات خودرو، و ابزارهای الکترونیکی و عناصر گرمایش و انرژی هسته ای. و این است که یک لیست کامل از برنامه های کاربردی از این کاربید فوق است.

باریکترین نرم افزار داشته کاربیدهای نمک ساز. واکنش آنها با آب به عنوان یک روش آزمایشگاهی برای به دست آوردن هیدروکربن استفاده می شود. که، آن را به عنوان اتفاق می افتد، ما در حال حاضر در بالا بحث شد.

همراه با کووالانسی فلزی کاربیدهای دارای کاربرد گسترده ای در صنعت. همانطور که ما گفته، این نوع از فلز و تماس با این ترکیبات موضوع از فولاد، آهن و سایر ترکیبات فلز با اجزاء کربن هستند. به طور معمول، این فلز در این مواد مربوط به کلاس از D-فلزات. به همین دلیل است این امر منجر به تشکیل پیوندهای کووالانسی تمایل را انجام دهد، آن را به عنوان، معرفی به ساختار فلزی.

به نظر ما، کاربردهای عملی در ترکیبات بالا بیش از اندازه کافی است. حالا اجازه می دهد تا در روند برای آماده سازی خود را نگاه کنید.

گرفتن کاربیدهای

دو نوع اول کاربیدهای که ما در نظر گرفته، یعنی کووالانسی و saltlike ترین یکی از راه های ساده آماده: با واکنش اکسید این عنصر و کک در دمای بالا. در این بخش از کک، متشکل از اتم کربن به یک عنصر تشکیل شده از اکسید، کاربید و اشکال در ارتباط است. در بخش دیگری از "میدارد" اکسیژن و به شکل مونوکسید کربن است. چنین روند مصرف انرژی بسیار است، از آن نیاز حفظ درجه حرارت بالا (از سفارش از 1600-2500 درجه) در منطقه واکنش.

برای برخی از انواع ترکیبات با استفاده از واکنش های جایگزین. به عنوان مثال، تجزیه یک ترکیب که در نهایت کاربید می دهد. فرمول واکنش بستگی به ترکیب خاص، به طوری که بحث در مورد آن ما نمی خواهد.

قبل از نتیجه گیری مقاله ما، ما برخی از کاربیدهای جالب بحث و در جزئیات بحث در مورد آنها.

ترکیبات جالب

کاربید سدیم. فرمول ترکیب C ₂ سدیم _2. این را می توان ارائه بیشتر به عنوان acetylide (به عنوان مثال محصول جایگزینی اتم هیدروژن در استیلن بیش از اتمهای سدیم) به جای کاربید. فرمول شیمیایی به طور کامل منعکس نمی این پیچیدگی های خاص، به طوری که آنها نیاز به در ساختار نگاه کنید. این دارو یک ماده بسیار فعال است و برای هر گونه تماس با آب است به طور فعال در تعامل با آن به شکل استیلن و بازها.

کاربید منیزیم است. فرمول: MGC _2. یک راه جالب برای به دست آوردن یک ترکیب به اندازه کافی فعال است. یکی از آنها شامل پخت فلوراید منیزیم با کاربید کلسیم در دمای بالا. این نتایج در دو محصول: فلورید کلسیم، و شما به ما می خواهم به کاربید. فرمول این واکنش کاملا ساده است، و شما می توانید اگر شما می خواهید به آن را بخوانید در ادبیات تخصصی.

اگر شما مطمئن نیستید که از سودمندی از مواد موجود در مقاله نیست، و سپس بخش بعدی است برای شما.

چگونه می توان این را در زندگی مفید باشد؟

خوب، اولا، دانش از ترکیبات شیمیایی می تواند هرگز اضافی باشد. همیشه بهتر است به دانش مسلح از ماندن بدون آن. دوم، بیشتر به شما در مورد وجود ترکیبات خاص، بهتر است به درک مکانیسم های شکل گیری شان و قوانینی که اجازه می دهد آنها را به وجود می دانم.

قبل از اینکه شما به پایان، من می خواهم به برخی از مشاوره در این مطالعه از این مواد است.

چگونه به آن را یاد بگیریم؟

بسیار ساده است. این تنها بخشی از مواد شیمیایی است. و یادگیری آن به شرح زیر است کتاب های درسی شیمی. شروع با اطلاعات مدرسه و حرکت به پیشرفته تر، از کتاب های درسی دانشگاه و کتابچه های.

نتیجه

این موضوع به عنوان ساده و خسته کننده نیست به عنوان آن را در نگاه اول به نظر می رسد. مواد شیمیایی همیشه می توانید یک جالب توجه است، اگر شما آن را یک هدف را پیدا