O carboneto de cálcio (CaC2) é um composto químico inorgânico que possui uma estrutura cristalina de íons cálcio e íons carboneto. Possui propriedades físicas como um sólido branco e inodoro, altamente reativo com água e condutor de eletricidade.
A produção do carboneto de cálcio ocorre através da reação entre o carbureto de cálcio e o carbono a altas temperaturas. Este processo é amplamente utilizado na indústria química para a produção de acetileno, um gás inflamável amplamente utilizado na soldagem e corte de metais.
Além disso, o carboneto de cálcio também é utilizado na fabricação de carbeto de silício, um material utilizado na produção de abrasivos, cerâmicas e ligas de alta resistência. Outros usos incluem a produção de etileno, desinfetantes, agentes redutores e na metalurgia como agente dessulfurante.
O processo de produção do carbureto de cálcio: entenda como é feito.
O carboneto de cálcio (CaC2) é um composto químico muito utilizado em diversas indústrias devido às suas propriedades únicas. Para produzir o carbureto de cálcio, é necessário seguir um processo específico que envolve reações químicas bem definidas.
Em primeiro lugar, o processo de produção do carbureto de cálcio começa com a obtenção de matérias-primas adequadas, como calcário e coque. O calcário é aquecido a altas temperaturas em um forno para produzir óxido de cálcio (CaO).
Em seguida, o óxido de cálcio é misturado com coque em outro forno, onde ocorre a reação química que resulta na formação do carboneto de cálcio. A equação química que representa essa reação é a seguinte: CaO + 3C → CaC2 + CO.
Após a formação do carbureto de cálcio, ele é resfriado e solidificado em diferentes formas, como blocos ou grânulos. O produto final é então embalado e está pronto para ser utilizado em diversas aplicações industriais.
O processo de produção do carbureto de cálcio requer cuidados especiais devido à natureza das reações envolvidas. É importante garantir condições controladas de temperatura e pressão para obter um produto de alta qualidade.
O carboneto de cálcio possui propriedades únicas que o tornam ideal para aplicações como a produção de acetileno, fertilizantes e desoxidantes. Sua estrutura molecular e suas propriedades químicas o tornam um composto versátil e essencial em diversas indústrias.
Carbureto: definição e principais usos na indústria e na metalurgia.
O Carboneto de cálcio (CaC2) é um composto químico amplamente utilizado na indústria e na metalurgia. Também conhecido como carbureto, o CaC2 é um sólido incolor que reage violentamente com a água, produzindo acetileno, um gás altamente inflamável.
Na indústria, o carbureto é utilizado na fabricação de acetileno, um gás amplamente utilizado como combustível e na soldagem de metais. Além disso, o CaC2 é utilizado na produção de plásticos, produtos químicos e na fabricação de explosivos.
Na metalurgia, o carboneto de cálcio é utilizado como dessulfurante na produção de aço, ajudando a remover impurezas indesejadas do metal. Além disso, o CaC2 é utilizado na produção de ferroligas, ligas de ferro e outros metais que melhoram as propriedades do aço.
A produção de Carboneto de cálcio envolve a reação do óxido de cálcio (CaO) com coque a altas temperaturas em um forno elétrico. O CaC2 resultante é então resfriado e triturado em diferentes tamanhos de grãos, dependendo do seu uso final.
Sua produção envolve a reação do óxido de cálcio com coque a altas temperaturas, resultando em um sólido incolor altamente reativo com a água.
Conheça os principais tipos de carbonetos presentes na natureza e suas propriedades.
Os carbonetos são compostos químicos formados pela ligação do carbono com um metal. Existem diversos tipos de carbonetos presentes na natureza, cada um com propriedades específicas. Alguns dos principais tipos de carbonetos são os de silício, tungstênio, boro e cálcio.
O carboneto de cálcio (CaC2) é um dos mais conhecidos e amplamente utilizados. Sua estrutura é composta por íons de cálcio (Ca2+) e íons acetileno (C2^2-). O carboneto de cálcio é um sólido cristalino branco, altamente inflamável e solúvel em água.
Uma das principais propriedades do carboneto de cálcio é sua capacidade de reagir com a água, liberando gás acetileno. Essa reação é utilizada na produção de acetileno, um gás altamente inflamável e utilizado em processos industriais, como soldagem e corte de metais.
O carboneto de cálcio também é utilizado na produção de carbureto de cálcio, um composto utilizado na fabricação de carbeto de tungstênio, utilizado em ferramentas de corte e perfuração. Além disso, o carboneto de cálcio é usado na fabricação de plásticos, borrachas e produtos químicos.
Sua estrutura, propriedades e usos o tornam um material versátil e essencial em diversos setores da indústria.
Os efeitos da mistura de carbureto com água: o que realmente acontece?
O Carboneto de cálcio (CaC2) é um composto químico de grande importância na indústria, devido às suas propriedades únicas e versatilidade de uso. Sua estrutura é composta por átomos de cálcio e carbono, formando um sólido cristalino de cor branca.
Uma das características mais marcantes do Carboneto de cálcio é sua reação com a água. Quando o CaC2 é misturado com água, ocorre uma reação exotérmica que resulta na liberação de gás acetileno (C2H2) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). O gás acetileno é altamente inflamável e é amplamente utilizado na indústria metalúrgica, na soldagem e corte de metais, na produção de plásticos e na fabricação de explosivos.
Além disso, o hidróxido de cálcio formado durante a reação é utilizado em diversos processos industriais, como na produção de papel, na purificação de água e na fabricação de produtos químicos. A reação do Carboneto de cálcio com a água é tão exotérmica que pode gerar calor suficiente para acender uma chama, tornando-a uma reação bastante reativa e perigosa se não for manipulada corretamente.
É importante ressaltar que essa reação deve ser realizada com cuidado e por profissionais qualificados, devido à sua natureza perigosa.
Carboneto de cálcio (CaC2): estrutura, propriedades, produção, usos
O carboneto de cálcio é um composto inorgânico composto pelos elementos cálcio (Ca) e carbono (C). Sua fórmula química é CaC 2 . É um sólido que pode ser incolor a branco amarelado ou acinzentado e até preto, dependendo das impurezas que ele contém.
Uma das suas reacções químicas importantes para a maioria das CaC 2 é a que ocorre com H 2 O de água , em que as formas de acetileno HC≡CH. Portanto, é usado para obter acetileno de maneira industrial. Devido à mesma reação com a água, é usado para amadurecer frutas, em canhões falsos e em explosões navais.
A reação do CaC 2 com água também produz um lodo útil para a preparação de clínquer (um componente do cimento), que produz menos dióxido de carbono (CO 2 ) em comparação com o método tradicional de produção de cimento.
Com nitrogênio (N 2 ), o carboneto de cálcio forma a cianamida cálcio, que é usada como fertilizante. O CaC 2 também é usado para remover o enxofre de certas ligas metálicas.
Algum tempo atrás, o CaC 2 era usado nas chamadas lâmpadas de metal duro, mas elas não são mais muito comuns porque são perigosas.
Estrutura
O carboneto de cálcio é um composto iônico e é composto pelo íon cálcio Ca 2+ e pelo íon carbeto ou acetileto C 2 2- . O íon carbeto é composto por dois átomos de carbono ligados por uma ligação tripla.
A estrutura cristalina de CaC 2 é derivado a partir cúbico (como o de cloreto de sódio NaCl), mas uma vez que o C 2 2- iões é alongado, a estrutura é distorcida e torna-se tetragonal.
Nomenclatura
- Carboneto de cálcio
- Carboneto de cálcio
- Acetileto de cálcio
Propriedades
Estado físico
Sólido cristalino que, quando puro, é incolor, mas se contaminado com outros compostos, pode ser branco amarelado ou acinzentado a preto.
Peso molecular
64,0992 g / mol
Ponto de fusão
2160 ºC
Ponto de ebulição
O CaC 2 ferve a 2300 ºC com decomposição. O ponto de ebulição deve ser medido sob uma atmosfera inerte, ou seja, sem oxigênio ou umidade.
Densidade
2,22 g / cm 3
Propriedades quimicas
O carboneto de cálcio reage com a água para formar acetileno HC≡CH e hidróxido de cálcio Ca (OH) 2 :
CaC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
O acetileno é inflamável; portanto, na presença de umidade, o CaC 2 pode ser inflamável. No entanto, quando está seco, não está.
O carboneto de cálcio reage com o nitrogênio N 2 para formar a cianamida CaCN 2 cálcio :
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Obtenção
Carboneto de cálcio é produzido industrialmente num forno eléctrico de arco a partir de uma mistura de carbonato de cálcio (CaCO 3 ) e o carbono (C) que é submetido a uma temperatura de 2000 ° C. A reação é resumida da seguinte forma:
CaCO 3 + 3 C → CaC 2 + CO ↑ + CO 2 ↑
Ou também:
CaO + 3 C → CaC 2 + CO ↑
Em um forno elétrico a arco, um arco de eletricidade é produzido entre dois eletrodos de grafite, que resistem às altas temperaturas que se formam. Obtém-se carboneto de cálcio com 80-85% de pureza.
Formulários
Na produção de acetileno
Industrialmente, a reação do carboneto de cálcio com a água é usada para produzir acetileno C 2 H 2 .
CaC 2 + 2 H 2 O → HC≡CH + Ca (OH) 2
Este é o uso mais importante de carboneto de cálcio. Em alguns países, o acetileno é altamente valorizado, pois permite a produção de cloreto de polivinil, que é um tipo de plástico. Além disso, o acetileno é usado para soldagem a altas temperaturas.
Na redução das emissões de CO 2
Os restos obtidos a partir de obtenção de acetileno a partir de CaC 2 (também chamado de “cálcio carboneto de lama” ou “resuos de carboneto de cálcio”) são usados para obter clínquer ou concreto.
Lama carboneto de cálcio tem um elevado teor de hidróxido de cálcio (Ca (OH) 2 ) (cerca de 90%), alguns de carbonato de cálcio (CaCO 3 ) e tem um pH maior do que 12.
Por esses motivos, pode reagir com SiO 2 ou Al 2 O 3, formando um produto semelhante ao obtido pelo processo de hidratação do cimento.
Uma das atividades humanas que produz mais emissões de CO 2 é a indústria da construção. CO 2 é gerado pela remoção do carbonato de cálcio durante a reacção de forma concreta.
Utilizando o carboneto de cálcio lamas para substituir o carbonato de cálcio (CaCO 3 ), foi encontrada a diminuir CO 2 emissões em 39%.
Na obtenção de cianamida cálcica
O carboneto de cálcio também é usado industrialmente para obter a cianamida CaCN 2 cálcio .
CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
A cianamida cálcica é utilizada como fertilizante, pois com a água do solo é convertida em cianamida H2N = C = N, que fornece nitrogênio às plantas, um nutriente essencial para as plantas.
Na indústria metalúrgica
O carboneto de cálcio é usado para remover o enxofre de ligas como o ferroníquel. O CaC 2 é misturado com a liga fundida a 1550 ° C. O enxofre (S) reage com o carboneto de cálcio e o sulfeto de cálcio CaS e o carbono C são produzidos:
CaC 2 + S → 2 C + CaS
A remoção de enxofre é favorecida se a mistura for eficiente e o teor de carbono na liga for baixo. O sulfeto de cálcio CaS flutua na superfície da liga fundida, onde é decantado e descartado.
Em vários usos
O carboneto de cálcio tem sido utilizado na remoção de enxofre do ferro. Também como combustível na produção de aço e como um poderoso desoxidante.
É usado para amadurecer frutas. O acetileno é gerado a partir de carboneto de cálcio com água, o que induz o amadurecimento de frutas, como as bananas.
O carboneto de cálcio é usado em barris falsos para causar o barulho alto que os caracteriza. A formação de acetileno também é usada aqui, que explode com uma faísca dentro do dispositivo.
O CaC 2 é usado para gerar sinais offshore em explosões navais auto-inflamadas.
Uso descontinuado
O CaC 2 tem sido utilizado nas chamadas lâmpadas de metal duro. A operação destes consiste em fazer gotejar água sobre o carboneto de cálcio para formar acetileno, que inflama e, portanto, fornece luz.
Essas lâmpadas foram usadas em minas de carvão, mas seu uso foi interrompido devido à presença de gás metano CH 4 nessas minas. Esse gás é inflamável e a chama da lâmpada de metal duro pode incendiar ou explodir.
Eles eram amplamente utilizados em minas de ardósia, cobre e estanho, e também em automóveis, motocicletas e bicicletas antigas, como faróis ou faróis.
Atualmente, eles foram substituídos por lâmpadas elétricas ou mesmo lâmpadas LED. No entanto, eles ainda são usados em países como a Bolívia, nas minas de prata de Potosí.
Riscos
O carboneto de cálcio CaC 2 seco não é inflamável, mas na presença de umidade forma rapidamente o acetileno, o que é.
Extintores de água, espuma, dióxido de carbono ou halogênio nunca devem ser usados para extinguir um incêndio na presença de CaC 2 . Areia ou hidróxido de sódio ou cálcio devem ser usados.
Referências
- Ropp, RC (2013). Grupo 14 (C, Si, Ge, Sn e Pb) Compostos de Terra Alcalina. Carbonetos de cálcio. Na Enciclopédia dos Compostos Alcalinos da Terra. Recuperado de sciencedirect.com.
- Pohanish, RP (2017). C. Carboneto de cálcio. No manual de Sittig de produtos químicos tóxicos e perigosos e cancerígenos (sétima edição). Recuperado de sciencedirect.com.
- Sun, H. et ai. (2015). Propriedades do resíduo de carboneto de cálcio quimicamente combustível e sua influência nas propriedades do cimento. Materials 2015, 8, 638-651. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
- Nie, Z. (2016). Avaliação de materiais ecológicos e ciclo de vida. Estudo de caso: Análise de emissão de CO 2 do clínquer de lodo de carboneto de cálcio. Na fabricação verde e sustentável de materiais avançados. Recuperado de sciencedirect.com.
- Crundwell, FK Et al. (2011). Refinando Ferroníquel fundido. Remoção de enxofre. Em Metalurgia Extrativa de Metais do Grupo Níquel, Cobalto e Platina. Recuperado de sciencedirect.com.
- Tressler, RE (2001). Cerâmica Estrutural e Termoestrutural. Carbonetos. Na Enciclopédia de Ciência e Tecnologia dos Materiais. Recuperado de sciencedirect.com.
- Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.