Kalcium-karbid
szervetlen vegyület
| kalcium-karbid | |||
 kalcium-karbid | |||
 kalcium-karbid rögök | |||
| IUPAC-név | kalcium-karbid | ||
| Más nevek | karbid | ||
| Kémiai azonosítók | |||
|---|---|---|---|
| CAS-szám | 75-20-7 | ||
| PubChem | 6352 | ||
| ChemSpider | 6112 | ||
| EINECS-szám | 200-848-3 | ||
| RTECS szám | EV9400000 | ||
| |||
| |||
| InChIKey | UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYSA-N | ||
| Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
| Kémiai képlet | CaC2 | ||
| Moláris tömeg | 64,099 g/mol | ||
| Megjelenés | Általában szürke, kék színű kristályok, rögök | ||
| Sűrűség | 2,22 g/cm³ | ||
| Olvadáspont | 2160 °C | ||
| Forráspont | 2300 °C | ||
| Oldhatóság (vízben) | oldható, reakcióba lép | ||
| Kristályszerkezet | |||
| Kristályszerkezet | Tetragonális[1] | ||
| Tércsoport | D174h, I4/mmm, tI6 | ||
| Koordinációs geometria |
6 | ||
| Termokémia | |||
| Std. képződési entalpia ΔfH |
−63 kJ·mol−1 | ||
| Standard moláris entrópia S |
70 J·mol−1·K−1 | ||
| Hőkapacitás, C | 59 J/(mol·K) | ||
| Veszélyek | |||
| EU osztályozás | Gyúlékony (F) 
| ||
| EU Index | 006-004-00-9 | ||
| NFPA 704 |  3
3
2
| ||
| R mondatok | R15 | ||
| S mondatok | (S2), S8, S13 | ||
| Lobbanáspont | 305 °C (acetilén)[2] | ||
| Rokon vegyületek | |||
| Azonos kation | A kalcium vegyületei | ||
| Azonos anion | Karbidok | ||
| Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. | |||
A kalcium-karbid, CaC2 egy vegyület, az acetilénfejlesztés alapanyaga. A gázfejlesztéshez a kalcium-karbidot vízzel reagáltatják.
Tulajdonságai
szerkesztés- A technikai kalcium-karbid rideg, szürkésfekete színű, fémes fényű, kristályos anyag. Szennyezésként 12-15% CaO -ot (égetett mész), emellett még kis mennyiségben kalcium-foszfidot (Ca3P2), kalcium-szulfidot (CaS), kalcium-nitridet (Ca3N2) és kalcium-ciánamidot (CaCN2) is tartalmaz. A karbidra jellemző "fokhagymás" szag főleg foszfinra (PH3) vezethető vissza, ami kalcium-foszfidból víz hatására keletkezik. A CaC2-ból víz hatására keletkező acetilén szagtalan.
- Jellegzetes tulajdonsága a nagy fokú higroszkóposság azaz nedvszívó-képesség. Víz hatására a kalcium-karbidból acetilén fejlődik. A kalcium-karbid gázfejlesztő képessége nagymértékben függ a szemcsenagyságtól, általában 250 – 300 l acetiléngáz fejlődik 1 kg kalcium-karbidból.
- A kalcium-karbid tűz- és robbanásveszélyes anyag, ezért használatával, tárolásával kapcsolatban a vonatkozó MSZ 1603, MSZ 6291 és MSZ 15663 szabványok, és tűzrendészeti előírások betartása kötelező.
Gyártása
szerkesztés
A kalcium-karbid kalcium-karbonát és szén reakciójából, nagy hőmérsékleten keletkezik.
Iparilag elektromos kemencében, ívfényben, mészkőből és kokszból állítják elő:
Mészkő + koksz → kalcium-karbid + 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.
Felhasználása
szerkesztésAcetilén fejlesztés:
karbid + víz kalcium-hidroxid + acetilén
Veszélyessége
szerkesztésA 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”),
- 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 kalcium-nitridből 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 (kalcium-karbonát) képződik.
Környezetvédelem
szerkesztésA karbidlámpa „karbidhamujára” is az vonatkozik, ami a kalcium-hidroxidnál (oltott mész) 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 melletti foszfin, illetve hidrogén-szulfid és ammónia igen kis koncentrációja, és e gázok illékonysága miatt egészen veszélytelen, de ezek miatt lehet érezni 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.
- Amennyiben a barlangban kell kalcium-karbidot váltani, akkor az elhasznált anyagot egy kis műanyag zacskóba kell tölteni és ki kell vinni a barlangból. A jól működő lámpa 8–10 óráig ég egy töltéssel, ezért ez csak nagyon hosszú túráknál (felmérések, éjszakázások nagy barlangrendszerben) vagy rossz lámpáknál indokolt.[3]
Jegyzetek
szerkesztés- ↑ Massalimov, I. A. (2002). „{{{title}}}”. Inorganic Materials 38 (4), 363. o. DOI:10.1023/A:1015105922260.
- ↑ Kalcium-karbid biztonságtechnikai adatlap (angol nyelven). [2012. november 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. december 15.)
- ↑ Világító eszközök és használatuk (magyar nyelven). barlang.hu. (Hozzáférés: 2013. április 6.)
Források
szerkesztés- Calcium Carbide (angol nyelven). ihs.com. (Hozzáférés: 2013. április 6.)
- Kalcium karbid (magyar nyelven). donauchem.hu. (Hozzáférés: 2013. április 6.)
- Mit kell tudni a karbidról? (Karszt és barlang, 1986. I., 39. old.) (magyar nyelven). MKBT. (Hozzáférés: 2014. október 14.)
További információk
szerkesztés- Kalcium karbid reakciója vízzel. youtube.com. (Hozzáférés: 2013. április 6.)
- Calcium Carbide & Acetylene at The Periodic Table of Videos (angol nyelven). University of Nottingham. (Hozzáférés: 2013. április 6.)