Kalcium-karbid

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

Kalcium-karbid

Általános
Magyar név	Kalcium-karbid
IUPAC név	Calcium carbide
Egyéb nevek	Karbid
Képlet	$\mathrm{CaC_2}\,\!$
Moláris tömeg	64,1 g/mol
Megjelenés	Általában szürke, kékszínű kristályok, rögök
CAS-szám	[75-20-7]
EINECS (EG) szám	200-848-3
EG-Index szám	006-004-00-9
Tulajdonságok
Sűrűség és halmazállapot	2,22 g/cm³, szilárd
Oldhatóság vízben	oldható, reakcióba lép
Olvadáspont	2300 °C (2573 K)
Forráspont	bomlik
Szerkezet
Kristályszerkezet	Trigonális
Fizikai állandók
Képződéshő	−59 kJ/mol
Moláris hőkapacitás	59 J/(mol·K)
Veszélyességi jellemzők
EU osztályozás	Gyúlékony (F)
R-mondatok	R15
S-mondatok	S2, S8, S13
Lobbanáspont	Vízzel érintkezve gyúlékony gázok fejlődhetnek
RTECS szám	EV9400000
Rokon vegyületek
Azonos anion	Karbidok
Azonos kation	A kalcium vegyületei
A táblázatban SI mértékegységek szerepelnek. Ahol lehetséges, az adatok normálállapotra (25°C, 100 kPa) vonatkoznak. Az ezektől való eltérést egyértelműen jelezzük.

A kalcium-karbid, CaC₂ (a továbbiakban csak karbid) egy vegyület, az acetilénfejlesztés alapanyaga. A gázfejlesztéshez a karbidot vízzel reagáltatják.

[szerkesztés] Tulajdonságai

A technikai karbid rideg, szürkésfekete színű, fémes fényű, kristályos anyag. Szennyezésként
1-2% szén-dioxidot és 12-15% CaO -ot (égetett mész) tartalmaz. Emellett még kis mennyiségben kalciumfoszfidot (Ca₃P₂), kalciumszulfidot (CaS), kalciumnitridet (Ca₃N₂) és kalciumciánamidot (CaCN₂) is tartalmaz. A karbidra jellemző "fokhagymás" szag főleg foszfinra (PH₃) vezethető vissza, ami kalciumfoszfidból víz hatására keletkezik. A CaC₂-ból víz hatására keletkező acetilén szagtalan.
Jellegzetes tulajdonsága a nagyfokú higroszkóposság azaz nedvszívó-képesség. Víz hatására a karbidból acetilén fejlődik. A karbid gázfejlesztő képessége nagymértékben függ a szemcsenagyságtól, általában 250 – 300 l acetiléngáz fejlődik 1 kg karbidból.
A karbid tűz- és robbanásveszélyes anyag, ezért használatával, tárolásával kapcsolatban a vonatkozó MSZ 1603, MSZ 6291 és MSZ 15663 szabványok, és tűzrendészeti előírások betartása kötelező.

[szerkesztés] Gyártása

A karbid kalcium-karbonát és szén reakciójából, nagy hőmérsékleten keletkezik.

Iparilag elektromos kemencében, ívfényben, mészkőből és kokszból állítják elő:

$\mathrm{CaCO_3 + 3C \Rightarrow CaC_2 + CO + CO_2}\,\!$

Mészkő + koksz → kalciumkarbid + szén-monoxid + szén-dioxid E folyamat 2200-2300 °C hőmérsékleten zajlik le. Az egy kohóhoz szükséges teljesítmény 100-160 V feszültség mellett kb. 27 MW. Az ilyen hőmérsékleteknél keletkező CaC₂ hígfolyós, majd derítik, szűrik és lehűtés végett vastálakba engedik.

[szerkesztés] Felhasználása

Acetilén fejlesztés:

$\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \Rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}\,\!$

karbid + víz $\Rightarrow\,\!$ oltott mész + acetilén

[szerkesztés] Veszélyessége

A CaC₂ és a H₂O reakciós termékeinek veszélyességével és méregtartalmával kapcsolatban a következőket kell tudni:

A fő tömegben keletkező acetilén (C₂H₂) nem mérgező, szagtalan, de oxigénnel történő jó elkeveredés esetében rendkívül robbanékony gáz. A CaC₂ és H₂O zárt tartályban reakcióba lép, robbanás következhet be, ugyanis a tiszta acetilén nagyobb nyomáson önmagától fölrobban („karbidbomba”),

$\mathrm{C_2H_2 \Rightarrow 2C + H_2}\,\!$

A foszfin (PH₃) nagyon mérgező és kellemetlen (fokhagymaszerű) szagú gáz. Tekintettel arra, hogy ez a gáz már a legcsekélyebb mennyiségben is jól érezhető, különösebb veszélyt nem jelent. Az acetilén normális égésénél foszfinból foszforsav keletkezik, és így ártalmatlanná válik.
A kénhidrogén (H₂S) ugyancsak kellemetlen (záptojás) szagú és mérgező gáz, de igen kis koncentrációja miatt ártalmatlan. A H₂S a kalcium-szulfid (CaS) vízzel történő reakciója útján keletkezik. Ugyanúgy mint a foszfin, égéssel ártalmatlanná válik (H₂SO₃).
Az ammónia (NH₃) jellemző, szúrós szagú gáz, mely azonban csak nagyobb töménységnél ártalmas és maró hatású. Kis töménysége miatt veszélytelen. Az NH₃ a kalciumnitridből és a ciánamidból képződik.
Szilárd alkotórész: „oltott mész” (kalcium-hidroxid, Ca(OH)₂ viszonylag erős (maró!) lúg. Friss állapotban, nagyobb mennyiségben és hosszabb időn át nem szabad a bőrrel és különösen nem a szemmel érintkeznie. Egyébként az anyag nem mérgező, mészszegény talajon szívesen használják trágyázásra. Régi Ca(OH)₂ a levegő szén-dioxidjával történő reakciója miatt még veszélytelenebb, mert belőle CaCO₃ (mészkő) képződik.

[szerkesztés] Környezetvédelem

A karbidlámpa „karbidhamujára” is az vonatkozik, ami az „oltott mész” – nél le lett írva.

Nagy mennyiségben és frissen kiszórva, maró hatása miatt, a közvetlenül alatta levő barlangtalaj mikrofaunájára káros. Ez a hatás azonban nem különösen hosszan tartó. A karbidhamuban a Ca(OH)₂ mellett még kis mennyiségben levő foszfin, illetve kénhidrogén és ammónia igen kis koncentrációja, és e gázok illékonysága miatt egészen veszélytelen, de ezek miatt érezzük a frissen ürített karbidhamut büdösnek.
A karbidhamunak többé-kevésbé rejtett elhelyezése barlangokban vagy közvetlenül a barlangok mellett esztétikai és elvi okok miatt elítélendő. Az erdő vagy rét talajában történő elásás ellen az általában kis mennyiség miatt nem lehetne tiltakozni, feltéve, ha az nem mindig ugyanazon a helyen és egy barlangbejárat közvetlen közelében történik.
Az elhasznált ’’’karbid’’’ot mindenki odahaza távolítsa el a karbidlámpából, vagy amennyiben a barlangban kell ’’’karbid’’’ot váltani, akkor az elhasznált anyagot egy kis műanyag zacskóba töltsük és vigyük ki a barlangból. Jól működő lámpa 8-10 óráig ég egy töltéssel, ezért a karbidváltás csak nagyon hosszú túráknál (felmérések, éjszakázások nagy barlangrendszerben) indokolt.

A lap eredeti címe "http://hu.wikipedia.org../../../k/a/l/Kalcium-karbid.html"

Kategóriák: A kalcium szervetlen vegyületei | Szervetlen vegyületek | Karbidok