Горящий ацетилен вытолкнул воду из планера и планер из воды
Raphael Zufferey et al. / Science Robotics, 2019
Британские инженеры разработали планер, способный выныривать из воды на большой скорости благодаря простому реактивному двигателю. Планер набирает воду из окружающей среды, после чего часть воды заполняет камеру сгорания, а часть направляется в отсек с карбидом кальция, который производит ацетилен при контакте с водой. После синтеза достаточного объема ацетилена его смесь с воздухом поджигается, благодаря чему вода выталкивается из камеры сгорания с большой силой и двигает планер вперед. Эксперименты показали, что планер длиной около 20 сантиметров способен взлетать из воды и преодолевать до 26 метров, рассказывают авторы статьи в
Существует множество проектов дронов для полетов в воздухе и роботизированных плавательных аппаратов. Кроме того, некоторые из них представляют собой гибриды, например, дрон с колесами для езды или робот, способный как плавать на поверхности воды, так и погружаться. Однако создание робота, способного работать как в воде, так и в воздухе — технически сложная задача, и таких проектов гораздо меньше. Почти все такие аппараты используют для полета винты, как в случае с американским квадрокоптером или швейцарским самолетом с крылом изменяемой стреловидности.
Инженеры под руководством Мирко Ковача (Mirko Kovac) из Имперского колледжа Лондона создали аппарат, способный выныривать из воды и перелетать на относительно большое расстояние с помощью реактивного двигателя. Аппарат представляет собой планер из углеродного волокна массой 160 граммов. В центре планера располагается цилиндрическая камера объемом 491 миллилитр с соплом диаметром 6,8 миллиметра. Сбоку, с другой стороны от планера, располагается водозащищенный блок управления с аккумулятором, а также отсек с карбидом кальция.
Схема полета планера и его отсека для синтеза ацетилена
Raphael Zufferey et al. / Science Robotics, 2019
Карбид кальция при контакте с водой самопроизвольно вступает в интенсивную реакцию с образованием газообразного ацетилена. Инженеры оснастили отсек с ацетиленом насосом для прокачки воды и трубкой, через которую ацетилен поступает в камеру сгорания. После набора нужного количества газа аппарат может поджечь его с помощью искры и взлететь.Профили сгорания ацетилена и выталкивания воды из камеры
Raphael Zufferey et al. / Science Robotics, 2019
Эксперименты показали, что планер улетает на максимальное расстояние, составляющее 26 метров, при соотношении воды и газа в камере сгорания по объему около двух к трем частям. При поджоге ацетилена за 25 миллисекунд давление внутри камеры повышается в среднем до 6,4 атмосфер, благодаря чему вода вытесняется из камеры с тягой до 41 ньютона. Во время одного из 22 полетов аппарат ускорился до десяти метров в секунду.Ранее мы рассказывали о других разработках инженеров под руководством Мирко Ковача. Например, в прошлом году они создали дрон с защитным оригами-бампером. Он защищает компоненты дрона во время удара, а также гасит вращательное движение, обычно возникающее после контакта с какой-либо поверхностью под углом.
Григорий Копиев
Химики СПбГУ с помощью компьютерной модели обнаружили возможности для более «зеленого» использования карбида кальция
Химики-теоретики Санкт‑Петербургского государственного университета и Института органической химии РАН имени Н. Д. Зелинского разработали новую стратегию использования карбида кальция в синтезе органических соединений. Исследователи предложили новый подход, основываясь на результатах моделирования взаимодействия карбида кальция с водой и диметилсульфоксидом. Научная работа
Карбид кальция известен человечеству уже более 150 лет — это твердое вещество желтовато-белого, бежевого или серого цвета, полученное в результате соединения кальция с углеродом. Сегодня карбид кальция используют для получения газообразного ацетилена, который широко применяется в промышленности — от производства уксусной кислоты и этилового спирта, до пластмассы, каучука и ракетных двигателей.
Углерод, необходимый для синтеза карбида кальция, добывается не оптимальным с точки зрения концепции устойчивого развития способом — в шахтах. В результате запасы ископаемого ресурса истощаются (не устойчивый подход), а над поверхностью земли растет количество углерода. «Мы работаем над стратегией углерод-нейтрального цикла производства. В частности, для получения карбида кальция можно использовать углерод, добываемый при термическом разложении (пиролизе) отходов, а полученное в результате вещество — применять в промышленности для создания новых соединений», — отметил Константин Родыгин, научный сотрудник лаборатории кластерного катализа СПбГУ.
Исследование было поддержано грантом СПбГУ и проводилось в рамках проекта по актуальной химии карбида кальция, которым занимается лаборатория кластерного катализа Университета при участии исследователей из Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН. Значительная часть моделирования была проведена с помощью мощностей РЦ «Вычислительный центр» Научного парка СПбГУ.
«Главным вызовом для человечества сегодня является создание промышленных процессов нового поколения, позволяющих получать важнейшие органические соединения и материалы в рамках углерод-нейтрального подхода. Особое значение имеет замена ископаемых ресурсов на возобновляемые и решение таким образом экологических задач. Как было показано в наших работах, органический синтез на базе карбида кальция открывает новые возможности для реализации углерод-нейтральных технологий. Причем ключевое значение имеет понимание химических процессов трансформации карбидных частиц в химических процессах в растворе», — отметил руководитель лаборатории кластерного катализа СПбГУ, заведующий лабораторией металлокомплексных и наноразмерных катализаторов Института органической химии имени Н. Д. Зелинского РАН академик РАН Валентин Анаников.
Предложить новую стратегию использования вещества химики смогли с помощью моделирования процессов, возникающих на уровне атомов и молекул при взаимодействии карбида кальция с водой и растворителем диметилсульфоксидом. Карбид кальция — это, по сути, соль, включающая отрицательно заряженные кислотные остатки ацетилена (так называемые ацетиленид-анионы с зарядом −2) и положительно заряженные ионы кальция. В работе исследовались кислотно-основные свойства ацетиленид-анионов, воды и некоторых других веществ в растворителе диметилсульфоксиде. В таком растворителе можно наблюдать необычную ситуацию: взаимодействие ацетиленид-анионов и воды, называемое гидролизом, идет не полностью. Образуются анионы с зарядом −1, которые потом могут вступать в широкий спектр ключевых для органического синтеза химических реакций.
«После проведения анализа выяснилось, что вместо воды можно использовать и другие протонирующие вещества для перевода ацетиленида в раствор, а в качестве растворителя для реакций с карбидом кальция можно искать альтернативные диметилсульфоксиду, еще менее токсичные и «зеленые» растворители. Таким образом, производство с участием карбида кальция в перспективе может стать более «зеленым» не только из-за потенциально более безопасных способов добычи углерода, но и благодаря возможности карбида кальция вступать в реакции с менее токсичными растворителями», — рассказал соавтор статьи, ассистент Института химии СПбГУ Михаил Полынский.
Отметим, что одним из авторов статьи стала выпускница СПбГУ Мария Сапова, начавшая работу над проектом во время обучения в магистратуре. «Задача меня сразу привлекла: идея комбинации различных расчетных методов открывает большие возможности для моделирования сложных процессов, как, например, процесс растворения в нашем случае. Эта работа помогла не просто расширить кругозор, а выйти за рамки задач по моделированию кристаллов, которыми я занималась, и почувствовать границы применимости различных методов расчетной химии. Думаю, что такие сложные многоступенчатые подходы в моделировании должны развиваться дальше: это позволит нам приблизиться к описанию реальных экспериментов», — отметила Мария Сапова.
Как уточнил Михаил Полынский, работа на данном этапе — полностью теоретическая и заключалась в компьютерном моделировании процесса получения ацетиленидов из карбида кальция. «Для моделирования мы использовали так называемые квантово-химические методы, борн-оппенгеймеровскую молекулярную динамику. В результате такого моделирования можно сделать короткое молекулярное кино, показывающее, как выглядит движение атомов и молекул на очень коротких, пикосекундных временных интервалах», — заключил Михаил Полынски
Карбиду кальция нашли новое применение
Российские ученые разработали новую стратегию использования карбида кальция в синтезе органических соединений. Исследователи предложили новый подход, основываясь на результатах моделирования взаимодействия карбида кальция с водой и диметилсульфоксидом. Работа опубликована в журнале Chemical Science.
Сегодня карбид кальция используют для получения газообразного ацетилена, который широко применяется в промышленности — от производства уксусной кислоты и этилового спирта до пластмассы, каучука и ракетных двигателей. Углерод, необходимый для синтеза карбида кальция, добывается не оптимальным способом — в шахтах. В результате его запасы истощаются, а над поверхностью земли растет количество углерода. Химики из Санкт-Петербургского государственного университета и Института органической химии РАН работают над стратегией углерод-нейтрального цикла производства. В частности, для получения карбида кальция можно использовать углерод, добываемый при термическом разложении (пиролизе) отходов, а полученное в результате вещество — применять в промышленности для создания новых соединений.
«Главным вызовом для человечества сегодня является создание промышленных процессов нового поколения, позволяющих получать важнейшие органические соединения и материалы в рамках углерод-нейтрального подхода. Особое значение имеет замена ископаемых ресурсов на возобновляемые и решение таким образом экологических задач. Как было показано в наших работах, органический синтез на базе карбида кальция открывает новые возможности для реализации углерод-нейтральных технологий. Причем ключевое значение имеет понимание химических процессов трансформации карбидных частиц в химических процессах в растворе», — отметил один из исследователей, академик РАН Валентин Анаников.
Предложить новую стратегию использования вещества химики смогли с помощью моделирования процессов, возникающих на уровне атомов и молекул при взаимодействии карбида кальция с водой и растворителем диметилсульфоксидом. Карбид кальция — это соль, включающая отрицательно заряженные кислотные остатки ацетилена и положительно заряженные ионы кальция. В работе исследовались кислотно-основные свойства ацетиленид-анионов, воды и некоторых других веществ в растворителе диметилсульфоксиде. В таком растворителе можно наблюдать необычную ситуацию: взаимодействие ацетиленид-анионов и воды, называемое гидролизом, идет не полностью. Образуются анионы с зарядом −1, которые потом могут вступать в широкий спектр ключевых для органического синтеза химических реакций.
Ученые выяснили, что вместо воды можно использовать и другие протонирующие вещества для перевода ацетиленида в раствор, а в качестве растворителя для реакций с карбидом кальция можно искать альтернативные диметилсульфоксиду еще менее токсичные растворители. Таким образом, производство с участием карбида кальция в перспективе может стать более экологичным не только из-за более безопасных способов добычи углерода, но и благодаря возможности карбида кальция вступать в реакции с менее токсичными растворителями.
Взаимодействие — карбид — кальций
Взаимодействие — карбид — кальций
Cтраница 1
Взаимодействие карбида кальция с залитой в аппарат водой осуществляется периодически, по мере расходования ацетилена. [1]
Взаимодействие карбида кальция с водой в генераторе осуществляется по двум схемам: карбид на воду, когда процесс газообразования регулируется количеством карбида кальция, и вода на карбид, когда вода периодически подается к карбиду кальция, загруженному в газообразователь, и объем получаемого ацетилена зависит от количества подаваемой воды. [2]
Скорость взаимодействия карбида кальция с водой может быть значительно снижена, если поверхность мелких кусков карбида и пыли покрыта слоем нефтепродуктов. Аналогичное предложение было внесено в 1954 г. П.И.Печатным и Г. С. Новицкасом, рекомендовавшими применение для этой цели машинного масла. [3]
Реакция взаимодействия карбида кальция с водой экзотермична. [4]
Скорость взаимодействия карбида кальция с водой можно значительно снизить, если поверхность мелких кусков покрыть слоем нефтепродукта. Слой нефтепродукта на поверхности кусков тормозит взаимодействие карбида кальция с водой, благодаря чему не происходит заиливании и перегрева. [5]
Реакция взаимодействия карбида кальция с водой протекает бурно с выделением большого количества тепла. Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция требуется 0 562 кг воды, но так как реакция взаимодействия карбида кальция с водой идет с большим выделением тепла, практически берут от 5 до 20 кг воды. Скорость разложения карбида кальция зависит от температуры и чистоты воды, грануляции и чистоты карбида кальция. Чем выше чистота и температура воды, тем быстрее разлагается карбид кальция. [6]
Реакция взаимодействия карбида кальция с водой протекает бурно с выделением большого количества теплоты. [7]
Реакция взаимодействия карбида кальция с водой протекает бурно, с выделением большого количества тепла. Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция достаточно 0 562 кг воды, но, поскольку реакция взаимодействия карбида кальция с водой идет с большим выделением тепла, практически берут от 5 до 20 кг воды. Скорость разложения карбида кальция зависит от температуры и чистоты воды, размеров кусков и чистоты карбида кальция. [8]
При взаимодействии карбида кальция с небольшим количеством воды выделяется такое количество тепла, что при наличии воздуха образующийся ацетилен самовоспламеняется. При большом количестве воды этого не происходит. [9]
При взаимодействии карбида кальция с азотом образуются цианамид кальция CaCN2 и углерод. [10]
При взаимодействии карбида кальция с влагой воздуха возможно выделение ацетилена и образование взрывоопасных концентраций в зонах измельчения, хранения и транспортирования цианамида кальция. [11]
При взаимодействии карбида кальция с водой при температуре 20 и нормальном давлении из 1 г воды образуется 667 8 мл ацетилена. [12]
При взаимодействии карбида кальция с водой в переносных генераторах с ретортами температура достигает 100 С, при этом происходит испарение легких составных частей минерального масла и примешивание этих паров к ацетилену, что приводит к засорению сварочной аппаратуры. Чтобы избежать засорения аппаратуры, целесообразно применять тяжелые нефтепродукты, в частности безводный мазут. При переработке в переносных генераторах мелкого карбида кальция в смеси с 5 % мазута сгущенный ил и продукты полимеризации не образуются. [13]
При взаимодействии карбида кальция с водой при температуре 20 и нормальном давлении из 1 г воды образуется 667 8 мл ацетилена. [14]
Страницы: 1 2 3 4
Карбид кальция, химические свойства, получение
1
H
1,008
1s1
2,1
Бесцветный газ
t°пл=-259°C
t°кип=-253°C
2
He
4,0026
1s2
4,5
Бесцветный газ
t°кип=-269°C
3
Li
6,941
2s1
0,99
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=180°C
t°кип=1317°C
4
Be
9,0122
2s2
1,57
Светло-серый металл
t°пл=1278°C
t°кип=2970°C
5
B
10,811
2s2 2p1
2,04
Темно-коричневое аморфное вещество
t°пл=2300°C
t°кип=2550°C
6
C
12,011
2s2 2p2
2,55
Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал
t°пл=3550°C
t°кип=4830°C
7
N
14,007
2s2 2p3
3,04
Бесцветный газ
t°пл=-210°C
t°кип=-196°C
8
O
15,999
2s2 2p4
3,44
Бесцветный газ
t°пл=-218°C
t°кип=-183°C
9
F
18,998
2s2 2p5
3,98
Бледно-желтый газ
t°пл=-220°C
t°кип=-188°C
10
Ne
20,180
2s2 2p6
4,4
Бесцветный газ
t°пл=-249°C
t°кип=-246°C
11
Na
22,990
3s1
0,98
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=98°C
t°кип=892°C
12
Mg
24,305
3s2
1,31
Серебристо-белый металл
t°пл=649°C
t°кип=1107°C
13
Al
26,982
3s2 3p1
1,61
Серебристо-белый металл
t°пл=660°C
t°кип=2467°C
14
Si
28,086
3s2 3p2
1,9
Коричневый порошок / минерал
t°пл=1410°C
t°кип=2355°C
15
P
30,974
3s2 3p3
2,2
Белый минерал / красный порошок
t°пл=44°C
t°кип=280°C
16
S
32,065
3s2 3p4
2,58
Светло-желтый порошок
t°пл=113°C
t°кип=445°C
17
Cl
35,453
3s2 3p5
3,16
Желтовато-зеленый газ
t°пл=-101°C
t°кип=-35°C
18
Ar
39,948
3s2 3p6
4,3
Бесцветный газ
t°пл=-189°C
t°кип=-186°C
19
K
39,098
4s1
0,82
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=64°C
t°кип=774°C
20
Ca
40,078
4s2
1,0
Серебристо-белый металл
t°пл=839°C
t°кип=1487°C
21
Sc
44,956
3d1 4s2
1,36
Серебристый металл с желтым отливом
t°пл=1539°C
t°кип=2832°C
22
Ti
47,867
3d2 4s2
1,54
Серебристо-белый металл
t°пл=1660°C
t°кип=3260°C
23
V
50,942
3d3 4s2
1,63
Серебристо-белый металл
t°пл=1890°C
t°кип=3380°C
24
Cr
51,996
3d5 4s1
1,66
Голубовато-белый металл
t°пл=1857°C
t°кип=2482°C
25
Mn
54,938
3d5 4s2
1,55
Хрупкий серебристо-белый металл
t°пл=1244°C
t°кип=2097°C
26
Fe
55,845
3d6 4s2
1,83
Серебристо-белый металл
t°пл=1535°C
t°кип=2750°C
27
Co
58,933
3d7 4s2
1,88
Серебристо-белый металл
t°пл=1495°C
t°кип=2870°C
28
Ni
58,693
3d8 4s2
1,91
Серебристо-белый металл
t°пл=1453°C
t°кип=2732°C
29
Cu
63,546
3d10 4s1
1,9
Золотисто-розовый металл
t°пл=1084°C
t°кип=2595°C
30
Zn
65,409
3d10 4s2
1,65
Голубовато-белый металл
t°пл=420°C
t°кип=907°C
31
Ga
69,723
4s2 4p1
1,81
Белый металл с голубоватым оттенком
t°пл=30°C
t°кип=2403°C
32
Ge
72,64
4s2 4p2
2,0
Светло-серый полуметалл
t°пл=937°C
t°кип=2830°C
33
As
74,922
4s2 4p3
2,18
Зеленоватый полуметалл
t°субл=613°C
(сублимация)
34
Se
78,96
4s2 4p4
2,55
Хрупкий черный минерал
t°пл=217°C
t°кип=685°C
35
Br
79,904
4s2 4p5
2,96
Красно-бурая едкая жидкость
t°пл=-7°C
t°кип=59°C
36
Kr
83,798
4s2 4p6
3,0
Бесцветный газ
t°пл=-157°C
t°кип=-152°C
37
Rb
85,468
5s1
0,82
Серебристо-белый металл
t°пл=39°C
t°кип=688°C
38
Sr
87,62
5s2
0,95
Серебристо-белый металл
t°пл=769°C
t°кип=1384°C
39
Y
88,906
4d1 5s2
1,22
Серебристо-белый металл
t°пл=1523°C
t°кип=3337°C
40
Zr
91,224
4d2 5s2
1,33
Серебристо-белый металл
t°пл=1852°C
t°кип=4377°C
41
Nb
92,906
4d4 5s1
1,6
Блестящий серебристый металл
t°пл=2468°C
t°кип=4927°C
42
Mo
95,94
4d5 5s1
2,16
Блестящий серебристый металл
t°пл=2617°C
t°кип=5560°C
43
Tc
98,906
4d6 5s1
1,9
Синтетический радиоактивный металл
t°пл=2172°C
t°кип=5030°C
44
Ru
101,07
4d7 5s1
2,2
Серебристо-белый металл
t°пл=2310°C
t°кип=3900°C
45
Rh
102,91
4d8 5s1
2,28
Серебристо-белый металл
t°пл=1966°C
t°кип=3727°C
46
Pd
106,42
4d10
2,2
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1552°C
t°кип=3140°C
47
Ag
107,87
4d10 5s1
1,93
Серебристо-белый металл
t°пл=962°C
t°кип=2212°C
48
Cd
112,41
4d10 5s2
1,69
Серебристо-серый металл
t°пл=321°C
t°кип=765°C
49
In
114,82
5s2 5p1
1,78
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=156°C
t°кип=2080°C
50
Sn
118,71
5s2 5p2
1,96
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=232°C
t°кип=2270°C
51
Sb
121,76
5s2 5p3
2,05
Серебристо-белый полуметалл
t°пл=631°C
t°кип=1750°C
52
Te
127,60
5s2 5p4
2,1
Серебристый блестящий полуметалл
t°пл=450°C
t°кип=990°C
53
I
126,90
5s2 5p5
2,66
Черно-серые кристаллы
t°пл=114°C
t°кип=184°C
54
Xe
131,29
5s2 5p6
2,6
Бесцветный газ
t°пл=-112°C
t°кип=-107°C
55
Cs
132,91
6s1
0,79
Мягкий серебристо-желтый металл
t°пл=28°C
t°кип=690°C
56
Ba
137,33
6s2
0,89
Серебристо-белый металл
t°пл=725°C
t°кип=1640°C
57
La
138,91
5d1 6s2
1,1
Серебристый металл
t°пл=920°C
t°кип=3454°C
58
Ce
140,12
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=798°C
t°кип=3257°C
59
Pr
140,91
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=931°C
t°кип=3212°C
60
Nd
144,24
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1010°C
t°кип=3127°C
61
Pm
146,92
f-элемент
Светло-серый радиоактивный металл
t°пл=1080°C
t°кип=2730°C
62
Sm
150,36
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1072°C
t°кип=1778°C
63
Eu
151,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=822°C
t°кип=1597°C
64
Gd
157,25
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1311°C
t°кип=3233°C
65
Tb
158,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1360°C
t°кип=3041°C
66
Dy
162,50
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1409°C
t°кип=2335°C
67
Ho
164,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1470°C
t°кип=2720°C
68
Er
167,26
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1522°C
t°кип=2510°C
69
Tm
168,93
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1545°C
t°кип=1727°C
70
Yb
173,04
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=824°C
t°кип=1193°C
71
Lu
174,96
f-элемент
Серебристый металл
t°пл=1656°C
t°кип=3315°C
72
Hf
178,49
5d2 6s2
Серебристый металл
t°пл=2150°C
t°кип=5400°C
73
Ta
180,95
5d3 6s2
Серый металл
t°пл=2996°C
t°кип=5425°C
74
W
183,84
5d4 6s2
2,36
Серый металл
t°пл=3407°C
t°кип=5927°C
75
Re
186,21
5d5 6s2
Серебристо-белый металл
t°пл=3180°C
t°кип=5873°C
76
Os
190,23
5d6 6s2
Серебристый металл с голубоватым оттенком
t°пл=3045°C
t°кип=5027°C
77
Ir
192,22
5d7 6s2
Серебристый металл
t°пл=2410°C
t°кип=4130°C
78
Pt
195,08
5d9 6s1
2,28
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=1772°C
t°кип=3827°C
79
Au
196,97
5d10 6s1
2,54
Мягкий блестящий желтый металл
t°пл=1064°C
t°кип=2940°C
80
Hg
200,59
5d10 6s2
2,0
Жидкий серебристо-белый металл
t°пл=-39°C
t°кип=357°C
81
Tl
204,38
6s2 6p1
Серебристый металл
t°пл=304°C
t°кип=1457°C
82
Pb
207,2
6s2 6p2
2,33
Серый металл с синеватым оттенком
t°пл=328°C
t°кип=1740°C
83
Bi
208,98
6s2 6p3
Блестящий серебристый металл
t°пл=271°C
t°кип=1560°C
84
Po
208,98
6s2 6p4
Мягкий серебристо-белый металл
t°пл=254°C
t°кип=962°C
85
At
209,98
6s2 6p5
2,2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=302°C
t°кип=337°C
86
Rn
222,02
6s2 6p6
2,2
Радиоактивный газ
t°пл=-71°C
t°кип=-62°C
87
Fr
223,02
7s1
0,7
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
t°пл=27°C
t°кип=677°C
88
Ra
226,03
7s2
0,9
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=700°C
t°кип=1140°C
89
Ac
227,03
6d1 7s2
1,1
Серебристо-белый радиоактивный металл
t°пл=1047°C
t°кип=3197°C
90
Th
232,04
f-элемент
Серый мягкий металл
91
Pa
231,04
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
92
U
238,03
f-элемент
1,38
Серебристо-белый металл
t°пл=1132°C
t°кип=3818°C
93
Np
237,05
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
94
Pu
244,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
95
Am
243,06
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
96
Cm
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
97
Bk
247,07
f-элемент
Серебристо-белый радиоактивный металл
98
Cf
251,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
99
Es
252,08
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
100
Fm
257,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
101
Md
258,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
102
No
259,10
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
103
Lr
266
f-элемент
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
104
Rf
267
6d2 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
105
Db
268
6d3 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
106
Sg
269
6d4 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
107
Bh
270
6d5 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
108
Hs
277
6d6 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
109
Mt
278
6d7 7s2
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
110
Ds
281
6d9 7s1
Нестабильный элемент, отсутствует в природе
Металлы
Неметаллы
Щелочные
Щелоч-зем
Благородные
Галогены
Халькогены
Полуметаллы
s-элементы
p-элементы
d-элементы
f-элементы
Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.
Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.
Карбид кальция: свойства и применение
Карбид кальция (кальций углеродистый/двууглеродистый, ацетиленид кальция) – это один из самых популярных представителей карбидов (соединений типа С + металл/вещество со свойствами металла). В данном случае с углеродом сочетается Са.
Внешние характеристики чистого материала: порошок белого окраса, сформированный не имеющими цвета кристаллами. Техническому продукту свойственно наличие до 20 % примесей (окиси кальция, кремниевой кислоты и др.), из-за чего он имеет темно-серый, бурый или даже черный окрас. Цвет излома может дополняться разными оттенками, зависимо от степени чистоты.
Контакт с водой (поглощение которой обильное и сопровождается разложением) приводит к гидролизу, в итоге формируются C2H2 и Ca(OH)2 (гашеная известь). Разложение наблюдается и при воздействии атмосферной влаги. При сочетании с кислородом в условиях больших температур появляется углекислый кальций, с азотом – кальциевая соль цианамида. Значительные температуры выступают предусловием взаимодействия и с такими хим. элементами, как Cl, P и As.
Молярная масса – 64,0994 г/моль, плотность – 2,22 г/см³. Термосвойства: t плавления – 2160 °C, t кипения – 2300 °C. Формула: CaC2.
Впервые ацетиленид кальция был получен в 1862 г. в процессе нагрева цинково-кальциевого сплава и угля. Сегодня для этого выполняют прокаливание окиси кальция и кокса в электропечах при t 1900-1950 °C. Из печи материал, которому, кстати, характерен неприятный запах, поступает в спец. форму для затвердения. После чего его измельчают и сортируют, согласно размерным параметрам.
Карбид кальция и его применениеДанное вещество находит применение в различных процессах. Пром. синтез, пожалуй, является одним из основных. Оно принимает участие в изготовлении разных соединений и материалов: ацетиленовой сажи, этилена, ацетилена, синтетического каучука, этановой (уксусной) кислоты, диметилкетона, хлорвинила и винилбензола. Если взять, к примеру, 1 кг тех. карбида, то, зависимо от его сорта и грануляции, на выходе получится 235-285 л ацетилена. Чтобы газа получилось как можно больше, исходник необходимо использовать чистый и крупный. Количество взятой воды также влияет на процесс: чтобы этин улучшено поддавался охлаждению, а безопасность была высокой, воды нужно использовать 5-20 л. Есть еще такой момент, как скорость разложения: чем более чистые карбид кальция и вода, чем меньше размерные характеристики его компонентов, а t выше, тем скорость будет большей.
Важен этот реактив и для аграрного комплекса. С его участием синтезируют удобрения и цианистые материалы. Не обходится без него синтез цианамида кальция, в основе которого – реакция нагрева двууглекислого кальция и N. Особой популярностью пользуется карбидно-карбамидный регулятор, корректирующий ростовые процессы у растений (производится также с его помощью).
Другие процессы, происходящие с задействованием ацетиленида кальция:
— восстановление щелочных металлов;
— освещение и газосварка ацетиленом (использование карбидных ламп, в которых карбид контактирует с водной средой).
Применяйте карбид кальция по назначению и не забывайте о возможной опасности возникновения взрыва и пожара. Тогда минимизируете риски, а эффективность, наоборот, увеличите в разы.
Ацетиленовые генераторы | Строительный справочник | материалы — конструкции
Под ацетиленовым генератором понимают аппарат, служащий для получения ацетилена при разложении карбида кальция водой по следующей реакции: СаС, + 2Н20 — С2Н2 + Са(ОН). Каждый ацетиленовый аппарат должен иметь паспорт установленной формы, инструкцию по эксплуатации и сертификат безопасности.
Теоретически для разложения 1 кг карбида кальция требуется 0,562 л воды, но практически берут от 5 до 20 л воды, так как реакция проходит с большим выделением тепла.
Ацетиленовые генераторы, предназначенные для сварки и резки, могут отличаться конструктивно и классифицируются по следующим признакам:
- по производительности — от 0,5 до 160 м³/час;
- по давлению вырабатываемого ацетилена — низкого (до 10 кПа) и среднего (от 70 до 150 кПа) давления;
- по способу перемещения — передвижные и стационарные;
- по системе регулирования взаимодействия карбида кальция с водой — с количественным регулированием взаимодействующих веществ и повременным регулированием, то есть регулированием времени контакта.
В зависимости от взаимодействия карбида кальция с водой генераторы могут быть двух систем: «КВ» — «карбид в воду» и «ВК» — «вода в карбид». Возможно комбинирование двух систем, когда дозируют оба вещества.
Основные конструктивные схемы ацетиленовых аппаратов приведены на рис.1. Основными элементами аппарата являются:
- газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция водой;
- газосборник (газгольдер), предназначенный для сбора и хранения ацетилена;
- предохранительное устройство, ограничивающее давление ацетилена в пределах установленной для данной конструкции нормы;
- предохранительный затвор, который при обратном ударе, происходящем в горелке или резаке, не пропускает взрывную волну во внутрь генератора;
- устройство, предназначенное для автоматической регулировки количества вырабатываемого ацетилена в зависимости от интенсивности его потребления.
Конструкции ацетиленовых генераторов регламентируются ГОСТ519-78, из которых каждый тип имеет свои достоинства и недостатки. На практике можно применить любой тип, если генератор находится в технически исправном состоянии, но наиболее предпочтительными являются генераторы комбинированной системы «вода на карбид».
Рис. 1. Ацетиленовые генераторы (схемы): А — принцип зарядки — «карбид в воду»; Б — «вода в карбид»; В — сухое разложение карбида; Г — принцип вытеснения; Д — комбинированного действия — «вода в карбид» и «вытеснение»; 1 — бункер с карбидом кальция; 2 — реторта; 3 — подача воды; 4 — газосборник; 5 — удаление осадка; 6 — отбор газа. | Рис. 2. Ацетиленовый генератор среднего давления «АСП -10»: А — внешний вид; Б — схема; 1 — винт; 2 — коромысло; 3 — направляющие; 4 — крышка; 5 — пружина; 6 — мембрана; 7 — горловина; 8 — корзина для карбида кальция; 9 — клапан предохранительный; 10 — трубка; 11 — патрубок; 12 — вентиль; 13 — предохранительный затвор; 14 —16 — сливной штуцер; 15 — контрольная пробка; 17 — поддон; 18 — контрольный манометр. |
Ацетиленовый генератор АСП -10
В условиях домашних мастерских и строительных площадок чаще всего применяют передвижной ацетиленовый генератор типа АСП-10, имеющий производительность 1,25 м³/час (рис.2), основные технические характеристики которого приведены в таблице.
Ацетиленовый генератор АСП -10 представляет собой металлический цилиндр, состоящий из корпуса с крышкой 4 и мембраной 6, корзины 8, предназначенной для загрузки карбида кальция, предохранительного клапана 9, вентиля 12, предохранительного жидкостного затвора 13, сливного штуцера 14, контрольной пробки 15, сливного штуцера 16, поддона 17 и контрольного манометра 18.
В верхней части корпуса размещен газообразователь, в котором происходит разложение карбида кальция с выделением ацетилена. В средней части расположен вытеснитель, в котором находится воздушная подушка и вода, которая сообщается с водой в газообразователе в процессе работы генератора. В нижней части генератора расположен промыватель, в котором происходит охлаждение ацетилена и отделение его от образовавшейся извести. Газосборник, являющийся верхней частью промывателя, служит для накопления образовавшегося ацетилена.
Технические характеристики генератора АСП-10
Технические характеристики генератора АСП-10 | Значение |
Номинальное давление, Мпа | 0,15 |
Разовая загрузка карбида кальция, кг | 3,5 |
Время работы без перезарядки, ч | 0,8 |
Размеры кусков карбида кальция, мм | 25-80 |
Общая вместимость генератора, литров | 50,6 |
Вместимость промывателя, литров | 24,5 |
Вместимость газообразователя, литров | 15,0 |
Вместимость вытеснителя, литров | ИД |
Количество заливаемой в генератор вода, литров | 19,1 |
Габариты генератора, мм | 420x380x960 |
Масса генератора (без загрузки), кг | 21,3 |
Переносные ацетиленовые аппараты устанавливаются вне помещений, желательно под навесом. Стационарные аппараты, а также переносные, предназначенные для стационарной работы, должны устанавливаться в специальных помещениях и эксплуатироваться согласно требованиям «Правил техники безопасности и производственной санитарии при производстве ацетилена, кислорода и газопламенной обработке металлов». Возле мест установки ацетиленовых генераторов должны вывешиваться предупредительные таблички. При минусовых температурах ацетиленовые генераторы устанавливают в утепленных будках.
Заправляют генератор в следующей последовательности. Через горловину 7 заливают необходимое количество воды, которая при достижении уровня переливной трубки 10 поступает в промыватель. Заполнение контролируют переливной пробкой 15. Карбид кальция загружают в металлическую решетчатую корзину 8, закрепляют поддон 17, устанавливают на место и прижимают металлической крышкой 4 с мембраной 6. Плотность прилегания крышки к корпусу генератора обеспечивается винтовым зажимом 1.
По мере разложения карбида кальция водой выделяемый в газообразователе ацетилен по трубке 10 поступает в промыватель, проходит сквозь слой воды, где охлаждается и очищается и через вентиль 12 по шлангу поступает на потребление.
Необходимое для сварки давление ацетилена поддерживается предохранительным затвором 13. Процесс разложения карбида кальция регулируется следующим образом. По мере разложения карбида кальция корзина опускается в воду вертикальным движением под действием вытеснителя. Когда давление ацетилена повышается, корзина с карбидом поднимается вверх под действием пружины и мембраны. При этом уровень погружения карбида в воду снижается и, как следствие, снижается количество вырабатываемого ацетилена, что, в свою очередь, приводит к снижению давления. Если давление падает ниже допустимого, усилием пружины корзина опускается в воду, и автоматически увеличивается количество вырабатываемого ацетилена и давление начинает повышаться.
Кроме того, давление в аппарате регулируется уровнем воды, находящейся в газообразователе. По мере выработки ацетилена, когда давление повышается, вода под его действием переливается в вытеснитель, ее уровень снижается и количество вырабатываемого ацетилена снижается. Если давление ацетилена падает, вода из вытеснителя поднимается вверх, смачивая карбид кальция, и количество вырабатываемого ацетилена вновь возрастает. Таким образом, при помощи указанных двух механизмов поддерживается необходимое количество вырабатываемого ацетилена и его рабочее давление.
Технические характеристики предохранительных затворов
Предохранительные затворы представляют собой защитные устройства. Основная функция предохранительного затвора состоит в защите ацетиленовых генераторов и трубопроводов от проникновения в них пламени при обратном ударе. Кроме того, предохранительный затвор препятствует проникновению в генератор кислорода из горелки или резака, что может привести к взрыву. Под обратным ударом понимают воспламенение горючей смеси в каналах горелки или резака и распространение пламени по шлангу горючего газа. Горящая смесь, образовавшаяся при обратном ударе, устремляется по ацетиленовому каналу горелки или резака в шланг и при отсутствии предохранительного затвора — в ацетиленовый аппарат, что может привести к его взрыву. Это отрицательное явление возникает в случае, если скорость истечения горючей смеси станет меньше скорости ее сгорания, а также от перегрева и засорения канала мундштука горелки или резака.
Предохранительные затворы могут быть двух типов — водяные (жидкостные) и сухие (механические). Внешний вид водяного затвора ЗСГ — 1,25, устанавливаемого на наиболее распространенных ацетиленовых генераторах АСП-10, показан на рис.3, а на рис. 4 показана принципиальная схема работы данного вида оборудования для низкого давления ацетилена.
Рис. 3. Водяной затвор ЗСГ-425-4: А — от генератора; Б — к горелке; 1 — ниппель; 2 — пламенепреградитель; 3 — корпус; 4 — гуммированный клапан; 5 — колпачок; 6 — штуцер; 7 — пробка; 8 — рассекатель; 9 — контольная пробка | Рис. 4. Водяной предохранительный затвор низкого давления для ацетилена: А — при нормальной работе; Б — в случае обратного удара; 1 — вентиль; 2 — трубка газоподводящая; 3 — воронка; 4 — выходной ниппель; 5 — контрольный кран; 6 — корпус; 7 — дно затвора; 8 — диск-рассекатель; 9 — резиновая прокладка; 10 — предохранительная трубка. |
Затвор состоит из цилиндрического корпуса с верхним и нижним цилиндрическими днищами. В нижнее днище затвора ввернут обратный клапан, состоящий из корпуса, обрезиненного клапана и колпачка, ограничивающего подъем клапана. Внутри корпуса (в верхней части затвора) расположен пламяпреградитель, а в нижней — рассекатель. Корпус затвора заполняют водой до уровня контрольного крана. Ацетилен, подводящийся по трубке, проходит через обратный клапан, а в верхней части корпуса — через отражатель и отводится к месту потребления через расходный кран.
При обратном ударе ацетилено-кислородного пламени давлением воды клапан прижимается к седлу и не допускает проникновения ацетилена из генератора в затвор.
Пламя гасится столбом воды. После каждого обратного удара из затвора выбрасывается часть воды, которую необходимо дополнять до уровня контрольного крана. Это необходимо делать после каждого обратного удара, так как при недостатке воды ацетилен через затвор будет выходить в атмосферу.
Недостатком водяных предохранительных затворов является замерзание воды при работе на морозе. Поэтому в зимнее время их рекомендуется заливать морозоустойчивыми водными смесями этиленгликоля или глицерина. Приготавливают эти растворы смешиванием двух объемов этиленгликоля или глицерина с одним объемом воды. Температура замерзания таких жидкостей соответственно составляет -75°С и -36°С. Иногда применяют солевые растворы (NaCl и CaCL), но они вызывают коррозию стенок затвора, что накладывает ограничение на их использование.
Топотаксическое превращение карбида кальция в высококристаллический многослойный графен в воде
Реакция карбида кальция (CaC 2 ) с водой для получения ацетилена обычна в промышленном производстве, но ее побочная реакция, удаление кальция из CaC 2 (также называемая де-Са), дает графитовый углерод сильно упускается из виду. Здесь мы сообщаем о синтезе высококристаллического многослойного графена путем управления реакцией тетрагонально-фазированного CaC 2 с водой при комнатной температуре (20–25 ° C).Было обнаружено, что полученные углеродные материалы обладают высокой графитностью, толщиной около 3 нм и содержат> 93 ат.% Углерода. Рамановская спектроскопия показала их низкое содержание дефектов с отношением дефект (D) / графитизация (G) ∼0,07. ВРЭМ дополнительно подтвердила их высокую степень графитизации. Был предложен механизм образования: гантели C 2 2− отдают свои электроны близлежащим окислительным образцам, например H + в воде с последующим топотактическим сшиванием с образованием конъюгированной sp 2 -углеродной сети. Кроме того, способность восстановления и повторной сборки CaC 2 в графитовый углерод была четко подтверждена реакцией с Ag + в неводном растворителе, что привело к большему количеству графеновых материалов и небольшому размеру. Наночастицы Ag.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?ICSC 0406 — КАРБИД КАЛЬЦИЯ
ICSC 0406 — КАРБИД КАЛЬЦИЯКАРБИД КАЛЬЦИЯ | ICSC: 0406 |
Ацетилид кальция Ацетиленоген | Апрель 2017 г. |
Номер CAS: 75-20-7 | |
№ ООН: 1402 | |
Номер ЕС: 200-848-3 |
ОСТРАЯ ОПАСНОСТЬ | ПРОФИЛАКТИКА | ПОЖАРНАЯ СИСТЕМА | |
---|---|---|---|
ПОЖАР И ВЗРЫВ | Не горюч, но образует горючий газ при контакте с водой или влажным воздухом. Многие реакции могут вызвать пожар или взрыв. Риск пожара и взрыва при контакте с водой. | НЕТ контакта с водой. Используйте неискрящий ручной инструмент. Замкнутая система, пылевзрывобезопасное электрооборудование и освещение. Предотвратить осаждение пыли. | Используйте специальный порошок, сухой песок. НИКАКИХ других агентов. В случае пожара: охладите бочки и т. Д., Обрызгав их водой. НЕ ДОПУСКАЙТЕ прямого контакта с водой. |
ПРЕДОТВРАЩАТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЫЛИ! СТРОГАЯ ГИГИЕНА! | |||
---|---|---|---|
СИМПТОМЫ | ПРОФИЛАКТИКА | ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ | |
Вдыхание | Кашель.Затрудненное дыхание. Сбивчивое дыхание. Больное горло. | Используйте местную вытяжку или средства защиты органов дыхания. | Свежий воздух, отдых. Полупрямое положение. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
Кожа | Покраснение. Ожоги кожи. Боль. | Защитные перчатки. Защитная одежда. | Снимите загрязненную одежду. Промыть кожу большим количеством воды или принять душ. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
Глаза | Покраснение.Боль. Затуманенное зрение. Сильные глубокие ожоги. | Используйте защитные очки или защиту для глаз в сочетании с защитой органов дыхания, если порошок. | Промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (по возможности снять контактные линзы). Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
Проглатывание | Затрудненное дыхание. Шок или коллапс. См. Также Вдыхание. | Не ешьте, не пейте и не курите во время работы. Перед едой вымыть руки. | Прополоскать рот. Не вызывает рвоту. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
УТИЛИЗАЦИЯ РАЗЛИВОВ | КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА |
---|---|
Убрать все источники возгорания. Смести просыпанное вещество в закрытые чистые сухие контейнеры. Осторожно собрать остаток. Затем храните и утилизируйте в соответствии с местными правилами. НЕ используйте воду. | Согласно критериям СГС ООН ОПАСНОСТЬ При контакте с водой выделяет горючие газы, которые могут спонтанно воспламенитьсяВызывает серьезные ожоги кожи и повреждения глаз Может вызывать раздражение дыхательных путей Транспортировка |
ХРАНЕНИЕ | |
Отдельно из несовместимых материалов.См. Химическая опасность. Сухой. Хорошо закрыто. | |
УПАКОВКА | |
Герметично. |
Подготовлено международной группой экспертов от имени МОТ и ВОЗ,
при финансовой поддержке Европейской комиссии. |
КАРБИД КАЛЬЦИЯ | ICSC: 0406 |
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ | |
---|---|
Физическое состояние; Внешний вид Физическая опасность Химическая опасность | Формула: CaC 2 |
ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ | |
---|---|
Пути воздействия Эффекты краткосрочного воздействия | Риск при вдыхании Последствия длительного или многократного воздействия |
ОГРАНИЧЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОТЕ |
---|
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА |
---|
Настоятельно рекомендуется не допускать попадания химического вещества в окружающую среду. |
ПРИМЕЧАНИЯ |
---|
Реагирует бурно с такими средствами пожаротушения, как вода, с образованием взрывоопасного газа. Симптомы отека легких часто проявляются только через несколько часов и усугубляются физическим усилием. Поэтому необходимы отдых и медицинское наблюдение. См. ICSC 0089. |
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ |
---|
Классификация ЕС Символ: F; R: 15; Т: (2) -8-43 |
Все права защищены.Опубликованные материалы распространяются без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий. Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейская комиссия не несут ответственности за интерпретацию и использование информации, содержащейся в этом материале. | |
Смотрите также: Токсикологические сокращения
Карбид кальция — Sciencemadness Wiki
OTC карбид кальция, используемый в качестве репеллента для грызунов | |
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК Карбид кальция | |
Другие названия Ацетилид кальция | |
Недвижимость | |
CaC 2 | |
Молярная масса | 64.099 г / моль |
Внешний вид | Белый / серый / черный однотонный |
Запах | Без запаха (чистый) Гнилостный, чесночный (технический) |
Плотность | 2,22 г / см 3 |
Температура плавления | 2160 ° С (3920 ° F, 2430 К) |
Температура кипения | 2300 ° С (4170 ° F, 2570 К) |
Реагирует | |
Растворимость | Реагирует со спиртами, карбоновыми кислотами, минеральными кислотами Нерастворимо во всех растворителях. |
Давление пара | ~ 0 мм рт. |
Термохимия | |
70 Дж · моль −1 · K −1 | |
−63 кДж / моль | |
Опасности | |
Паспорт безопасности | Airgas |
Родственные соединения | |
Родственные соединения | Ацетилен |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
Ссылки на инфобокс | |
Карбид кальция представляет собой твердое химическое соединение кальция и углерода с формулой CaC 2 , карбид, который реагирует с водой с образованием ацетилена.
Карбид кальция часто называют просто карбидом .
Недвижимость
Химическая промышленность
Карбид кальция активно реагирует с водой с образованием гидроксида кальция и газообразного ацетилена.
- CaC 2 + 2 H 2 O → C 2 H 2 + Ca (OH) 2
Неочищенный карбид кальция, например технический, также содержит другие соединения кальция, например сульфид кальция, нитрид кальция, фосфид кальция, которые при контакте с водой также будут производить фосфин, аммиак или сероводород. Присутствие фосфина и дифосфана может привести к самовозгоранию ацетилена. Поскольку он вступает в реакцию с водой и выделяет газообразный ацетилен, чистый карбид кальция может быть использован в качестве осушителя в некоторых ограниченных случаях.Однако карбид кальция в целом является ужасным осушающим агентом, поскольку наиболее распространенный тип, который является потребительским, содержит много примесей, а также выделяет фосфин и аммиак, которые могут вступать в реакцию с различными реагентами, нарушая чистоту влажного соединения. Ацетилен также может реагировать с некоторыми химическими соединениями и, как правило, хорошо растворяется во многих органических растворителях.
Чистый карбид кальция медленно реагирует с безводными кислотами.
Карбид кальция реагирует с азотом при высокой температуре с образованием цианамида кальция в процессе Франка – Каро:
- CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Карбид кальция, как и все ионные карбиды, является сверхосновной.Он способен депротонировать не только воду, но и спирты, выделяя ацетилен.
Физический
Чистый карбид кальция имеет белый цвет, но следы примесей обычно придают материалу серый, синий или коричневый оттенок. В то время как чистое соединение не имеет запаха в сухом воздухе, техническое качество имеет неприятный запах. Не растворяется во всех растворителях, но реагирует с водой и спиртами.
Наличие
Технический карбид кальция можно найти в определенных строительных магазинах, но этот тип содержит следы других ионных соединений кальция, таких как фосфид кальция, нитрид кальция, сульфид кальция, которые при реакции с водой выделяют неприятный запах.Ацетилен, полученный из карбида кальция, является движущей силой многих типов игрушечных пушек, поэтому карбид кальция можно получить в качестве топлива в магазинах или на веб-сайтах, где они продаются. Более чистые образцы можно найти у поставщиков лабораторий.
Некоторые средства для уничтожения сурков или репелленты содержат кусочки карбида кальция. Эти образцы не очень чистые, а также содержат определенные добавки, биоциды и отдушки, такие как 2-ундеканон, цитриодиол, нанесенные на поверхность валунов и внутри пор материала.Они действуют как репелленты сурка и не ограничивают гидролиз карбида, как можно было бы подумать.
Препарат
Карбид кальция производится промышленным способом в электродуговой печи из смеси оксида кальция и кокса (или чистого углерода) при температуре около 2000 ° C.
- CaO + 3 C → CaC 2 + CO
Другой метод включает реакцию между мелкодисперсным металлическим кальцием и порошкообразным углем (активированным углем, например), при 810 ° C в инертной атмосфере. Эта реакция очень экзотермична, кальций не требует дальнейшего нагревания после плавления. [1]
Последний метод имеет преимущество в получении очень чистого продукта, который после гидролиза больше не выделяет типичный запах фосфина, связанный с карбидом технической чистоты, а скорее чистый ацетилен, который не несет в себе опасности спонтанного воспламенение на воздухе.
Хотя карбид кальция можно получить в домашних условиях из сырья, для достижения таких высоких температур требуется много топлива, и дешевле просто купить этот состав.
Проектов
- Сделать ацетилен
- Сделайте ацетилиды металлов, которые можно получить барботированием ацетилена через солевой раствор металла.
- Синтез цианамида кальция
Обращение
Безопасность
С карбидом кальция следует обращаться в перчатках, так как, хотя он не такой едкий, как, например, щелочные металлы, он все же может раздражать кожу, реагируя на пот и влагу. Реакция с водой выделяет токсичные пары, поэтому ее следует проводить на улице или в вытяжном шкафу; он также представляет опасность пожара из-за возможного образования фосфина и дифосфана из-за примесей фосфора в промышленных образцах.В порошкообразном виде может сильно раздражать глаза и слизистые оболочки.
Хранилище
Карбид кальция следует хранить в сухих контейнерах и вдали от влаги. Поскольку технический сорт издает неприятный запах, лучше всего хранить его в закрытой таре или в хорошо проветриваемом помещении.
Избегайте хранения твердого сплава в подвале! В случае наводнения или утечки воды любой карбид, вступающий в контакт с водой, выделяет ацетилен, который в случае его накопления может привести к взрыву.Постарайтесь хранить его на самом высоком месте в комнате или, если возможно, на чердаке. Убедитесь, что дождевая вода не протекает в зоне хранения.
Хороший контейнер для хранения — это обычная стальная банка с краской. Банка обеспечивает отличную защиту от воздуха и воды. Однако обычные стальные банки склонны к коррозии, что иногда может быть хорошо, поскольку это показатель того, что среда, в которой хранится CaC 2 , слишком влажная, чтобы быть безопасной. Герметичные емкости из нержавеющей стали еще лучше и обеспечивают хорошую защиту от большинства коррозионных агентов.
Утилизация
Карбид кальция можно нейтрализовать добавлением различных типов спирта, например этанола, изопропанола, в результате чего в результате разложения алкоголятов кальция образуются ацетилен, виниловые эфиры, алкоксиды кальция и высшие спирты. [2] Обязательно добавляйте отходы карбида медленно, чтобы предотвратить опасное накопление легковоспламеняющихся и взрывоопасных газов. Делайте это на улице или в вытяжном воздухе с включенной вентиляцией. Никогда не проводите нейтрализацию в закрытой камере!
Список литературы
- ↑ https: // www.sciencemadness.org/whisper/viewthread.php?tid=2492
- ↑ http://www.hgxb.com.cn/EN/abstract/abstract14646.shtml
Соответствующие темы Sciencemadness
ICSC 0406 — КАРБИД КАЛЬЦИЯ
ICSC 0406 — КАРБИД КАЛЬЦИЯКАРБИД КАЛЬЦИЯ | ICSC: 0406 |
Ацетилид кальция Ацетиленоген | Апрель 2017 г. |
Номер CAS: 75-20-7 | |
№ ООН: 1402 | |
Номер ЕС: 200-848-3 |
ОСТРАЯ ОПАСНОСТЬ | ПРОФИЛАКТИКА | ПОЖАРНАЯ СИСТЕМА | |
---|---|---|---|
ПОЖАР И ВЗРЫВ | Не горюч, но образует горючий газ при контакте с водой или влажным воздухом.Многие реакции могут вызвать пожар или взрыв. Риск пожара и взрыва при контакте с водой. | НЕТ контакта с водой. Используйте неискрящий ручной инструмент. Замкнутая система, пылевзрывобезопасное электрооборудование и освещение. Предотвратить осаждение пыли. | Используйте специальный порошок, сухой песок. НИКАКИХ других агентов. В случае пожара: охладите бочки и т. Д., Обрызгав их водой. НЕ ДОПУСКАЙТЕ прямого контакта с водой. |
ПРЕДОТВРАЩАТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЫЛИ! СТРОГАЯ ГИГИЕНА! | |||
---|---|---|---|
СИМПТОМЫ | ПРОФИЛАКТИКА | ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ | |
Вдыхание | Кашель.Затрудненное дыхание. Сбивчивое дыхание. Больное горло. | Используйте местную вытяжку или средства защиты органов дыхания. | Свежий воздух, отдых. Полупрямое положение. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
Кожа | Покраснение. Ожоги кожи. Боль. | Защитные перчатки. Защитная одежда. | Снимите загрязненную одежду. Промыть кожу большим количеством воды или принять душ. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
Глаза | Покраснение. Боль. Затуманенное зрение. Сильные глубокие ожоги. | Используйте защитные очки или защиту для глаз в сочетании с защитой органов дыхания, если порошок. | Промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (по возможности снять контактные линзы). Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
Проглатывание | Затрудненное дыхание. Шок или коллапс. См. Также Вдыхание. | Не ешьте, не пейте и не курите во время работы. Перед едой вымыть руки. | Прополоскать рот. Не вызывает рвоту. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. |
УТИЛИЗАЦИЯ РАЗЛИВОВ | КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА |
---|---|
Убрать все источники возгорания. Смести просыпанное вещество в закрытые чистые сухие контейнеры.Осторожно собрать остаток. Затем храните и утилизируйте в соответствии с местными правилами. НЕ используйте воду. | Согласно критериям СГС ООН ОПАСНОСТЬ При контакте с водой выделяются горючие газы, которые могут спонтанно воспламенитьсяВызывает серьезные ожоги кожи и повреждения глаз Может вызывать раздражение дыхательных путей Транспортировка |
ХРАНЕНИЕ | |
Отдельно из несовместимых материалов. См. Химическая опасность. Сухой. Хорошо закрыто. | |
УПАКОВКА | |
Герметично. |
Подготовлено международной группой экспертов от имени МОТ и ВОЗ,
при финансовой поддержке Европейской комиссии. |
КАРБИД КАЛЬЦИЯ | ICSC: 0406 |
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ | |
---|---|
Физическое состояние; Внешний вид Физическая опасность Химическая опасность | Формула: CaC 2 |
ВОЗДЕЙСТВИЕ И ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ | |
---|---|
Пути воздействия Эффекты краткосрочного воздействия | Риск при вдыхании Последствия длительного или многократного воздействия |
ОГРАНИЧЕНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОТЕ |
---|
ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА |
---|
Настоятельно рекомендуется не допускать попадания химического вещества в окружающую среду. |
ПРИМЕЧАНИЯ |
---|
Реагирует бурно с такими средствами пожаротушения, как вода, с образованием взрывоопасного газа. Симптомы отека легких часто проявляются только через несколько часов и усугубляются физическим усилием. Поэтому необходимы отдых и медицинское наблюдение. См. ICSC 0089. |
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ |
---|
Классификация ЕС Символ: F; R: 15; Т: (2) -8-43 |
Все права защищены.Опубликованные материалы распространяются без каких-либо явных или подразумеваемых гарантий. Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейская комиссия не несут ответственности за интерпретацию и использование информации, содержащейся в этом материале. | |
Опасность для воды при пожарах из карбида кальция
Опасность для воды при пожарах из карбида кальция
Важность правильного и разумного обращения и хранения — нельзя использовать воду — некоторые случаи пожаротушения
Информационные технологии очень важно, чтобы руководители знали о воздействии воды на определенные химические вещества, поскольку такие знания могут предотвратить серьезные последствия, которые в противном случае могли бы возникнуть в результате неосведомленного обращения.Одно такое химическое вещество и опасности, возникающие в результате неправильного обращения с ним, описаны в следующей статье:
Карбид кальция — твердый материал темного или сероватого цвета с удельным весом около двух и двух десятых. Он производится в электрических печах путем плавления кокса и извести и производится в районе Ниагара-Фолс, в Алабаме и других населенных пунктах, где гидроэлектроэнергия доступна в больших количествах.
Сам по себе он инертен, негорючий и так же безвреден как полевой камень .Однако при химическом воздействии воды она выделяет газообразный ацетилен, производя около пяти кубических футов газа на фунт карбида и оставляя остатки гашеной извести. Получаемый таким образом ацетилен очень взрывоопасен, легко воспламеняется и используется для освещения и сварки.
Опасность возгорания карбида кальция можно примерно классифицировать следующим образом:
Химическая опасность возгорания
Во-первых, опасности, возникающие при его производстве на заводе с электрическими печами: большинство из них имеют термическое, а не химическое происхождение, связаны с обращением с этим материалом в расплавленном или раскаленном состоянии, и такие, как при работе любой электрической печи .Практически все работы такого рода осуществляется на фоне пожаростойкой обстановки, в результате чего риск сводятся к минимуму.
Во-вторых, опасности, возникающие при неосторожном открытии передней части контейнера или в результате несчастного случая с его контейнерами, при обстоятельствах, при которых вода из метеорологических или промышленных источников может контактировать с ним: Карбид кальция хранится и транспортируется в цилиндрических металлических банках с плотно закрывающимися крышками. Его хранение регулируется очень строгими правилами, установленными кодексами противопожарных организаций.Главный инженер А. М. Шен из Юго-восточной ассоциации андеррайтеров в Атланте, штат Джорджия, по оценке автора, является выдающимся специалистом в области рисков, связанных с этим материалом.
В-третьих, опасности, возникающие из-за присутствия карбида кальция в горючих зданиях или в огнестойких зданиях, которые могут подвергаться внешнему тепловому воздействию. Нет опасности только от воздействия огня, но велика опасность от возможного применения воды, используемой для его тушения.
При использовании правильных методов хранения возможность возникновения таких ситуаций будет исключена.
Некоторые типичные случаи пожаротушения
Автор имел опыт тушения ряда карбидных возгораний, используя пену, четыреххлористый углерод и сухие порошки. Ниже приведены типичные случаи, когда каждый из вышеперечисленных агентов был успешным, —
«ЕСЛИ используются правильные методы хранения, возможность возникновения опасных ситуаций будет исключена.Нет опасности только от действия огня, но велика опасность от возможного применения воды, используемой для его тушения ».
Дело № 1 — использованная пена
Случай 1, — Деревянный кожух элеватора в твердосплавной печи воспламенился от контакта горячего карлтонового электрода, переносимого мостовым краном.
Пожар был быстро тушен с помощью пенного огнетушителя на два с половиной галлона, при этом были приняты меры, чтобы струя не попала прямо на карбид или не разбрызгала его.что было выполнено с большим успехом, чем было бы, если бы использовалась обычная вода или резервуар с содовой кислотой.
Дело № 2 — использованный тетрахлорид углерода
Случай 2, — Возгорание возникло по неизвестной причине в одной из мешковин, где измельченный карбид загружался из разгрузочных желобов в металлические бидоны и где имелось значительное скопление в результате разлива на полу.
Пенный огнетушитель объемом два с половиной галлона был выпущен на пламя, но вместо того, чтобы погасить его, поток пены, казалось, взаимодействовал с карбидом, производя газообразный ацетилен и создавая выброс, который становился более горячим и увеличивался в объеме.
Затем были введены в действие насос на пять галлонов и несколько огнетушителей с насосом на одну кварту, использующие четыреххлористый углерод. Жидкость из них быстро тушила огонь и, казалось, не взаимодействовала с карбидом.
Дело № 3 — Использовано несколько агентов
Случай 3 — Пожар произошел на заводе по просеиванию и калибровке карбида кальция, построенном для временного использования в качестве каркасной конструкции, высотой в два этажа, с деревянным ограждением вокруг лифтов и экранов: была предпринята попытка тушить пожар с помощью пенного двигателя объемом 40 галлонов и резервуар на сорок галлонов с содовой и кислотой, оба из которых увеличили интенсивность пожара, вызвав несколько сильных взрывов, в то время как пламя охватило значительную часть верхнего этажа.
Для нужд завода и городских управлений имелось большое количество кальцинированной соды или технического карбоната натрия, хранившееся в двухсотфунтовых мешках.
Несколько человек были привлечены к работе, бросая этот материал в огонь с помощью лопат и мешков, в то время как части горящей конструкции были стянуты крюками и грейфером на конце стального троса, тянущего мощным краном.
Было успешно использовано несколько пятигаллонных и большое количество трет-хлоридных огнетушителей на одну кварту, в то время как несколько двух с половиной галлонов пенных резервуаров были использованы в тех частях здания, где не было свободного карбида.
С помощью всех этих агентств пожар был взят под контроль и потушен, весь нижний этаж был сохранен в целости и сохранности, после того как верхняя часть здания была значительно повреждена.
От чего зависит безопасность при обращении
В заключение можно сказать, что безопасность при обращении с карбидом кальция зависит от его хранения в сухой среде в огнестойких зданиях, которые не используются для других целей и изолированы от внешнего теплового воздействия.
В случае возникновения карбидного пожара полезными и эффективными средствами тушения пожара являются сухие порошковые химические вещества, такие как карбонат натрия, бикарбонат натрия или даже сухой песок.
Использование четыреххлористого углерода для тушения возгорания карбида кальция кажется абсолютно успешным, и единственным недостатком использования этой жидкости в больших масштабах является ее высокая стоимость.
Реакции карбида кальция могут осветить комнату или наполнить ее шумом
Отбрасывание ночи светом, созданным нами самими, было первым и величайшим достижением человечества. Какое волнение, должно быть, было узнать, что закатное солнце больше не должно означать тьму и страх.Мы прошли долгий путь со времени того первого костра, но только недавно технологии превзошли самые передовые формы света открытого пламени.
Долговечный свет
Больше похоже на паяльную лампу, чем на свечу, пламя от карбидной шахтерской лампы почти невозможно погасить.В качестве переносного источника света только светодиодный фонарик превосходит карбидную шахтерскую лампу, которая была стандартом по яркости, весу и надежности с начала 1900-х годов. В карбидных лампах верхняя камера заполнена водой, а нижняя — карбидом кальция (CaC2).Клапан позволяет воде капать на CaC2 с постоянной скоростью. Когда вода попадает на карбид, образуется газ ацетилен, который направляется в сопло параболического отражателя и затем зажигается вручную. Горящий ацетилен очень яркий, и исследователь пещер может поддерживать свет в течение нескольких дней, используя лишь немного воды и мешок с чем-то похожим на обычные камни.
Шумогенераторы
Игрушечная пушка Big Bang при выстреле смешивает газообразный ацетилен с воздухом, производя колоссальный взрыв.Смешивание ацетилена с воздухом также дает очень громкие удары.Это то, что делало игрушечную пушку такой привлекательной, когда я был ребенком. Приведенные в действие «Bangsite» (название производителя игрушек для порошкообразного карбида кальция), пушки имели затворный механизм, который сбрасывал состав в резервуар для воды, когда он был зафиксирован на месте. Плунжерный плунжер зажег газ кремнем.
Я никогда не получал ни одного в детстве, и когда я показал своему отцу тот, который получил для этой колонки, он сказал, что всегда хотел его! Итак, дети, берегитесь: приставая к родителям из-за громких и опасных игрушек, продавайте их как шанс наконец-то реализовать свои детские желания.
Неисправные уплотнения на старых карбидных лампах или игрушечных пушках Big Bang, купленных в Интернете, могут привести к утечке ацетилена из камеры, что приведет к возгоранию там, где ему не место. Кроме того, при неправильном использовании пушки могут вызвать потерю слуха.