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| Nombres | |
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| Nombre IUPAC preferido Acetiluro de calcio | |
| Nombre IUPAC sistemático Etinodiuro de calcio | |
| Otros nombres Percarburo de calcio Carburo de calcio Dicarburo de calcio | |
| Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| Tarjeta de información ECHA | 100.000.772  |
| Número CE |
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PubChem CID | |
| UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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| Propiedades | |
| CaC 2 | |
| Masa molar | 64,099 g / mol |
| Apariencia | Polvo blanco a cristales grises / negros |
| Densidad | 2,22 g / cm 3 |
| Punto de fusion | 2.160 ° C (3.920 ° F; 2.430 K) |
| Punto de ebullición | 2.300 ° C (4.170 ° F; 2.570 K) |
| Hidrólisis rápida | |
| Estructura | |
| Monoclínico, [1] tetragonal [2] [ verificación fallida ] | |
| D 17 4h , I4 / mmm, tI6 | |
| 6 | |
| Termoquímica | |
Entropía molar estándar ( S | 70 J · mol −1 · K −1 |
| −63 kJ · mol −1 | |
| Peligros | |
| Principales peligros | Reacciona con el agua para liberar gas acetileno [3] |
| Pictogramas GHS |   |
| Palabra de señal GHS | Peligro |
Declaraciones de peligro GHS | H260 |
| NFPA 704 (diamante de fuego) |  1 4 2 W |
autoignición temperatura | 305 ° C (581 ° F; 578 K) (acetileno) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
 verificar ( ¿qué es ?)  | |
| Referencias de Infobox | |
El carburo de calcio , también conocido como acetiluro de calcio , es un compuesto químico con la fórmula química de Ca C 2 . Su principal uso industrial es en la producción de acetileno y cianamida cálcica . [4]
El material puro es incoloro, sin embargo, las piezas de carburo de calcio de grado técnico son grises o marrones y consisten en aproximadamente un 80-85% de CaC 2 (el resto es CaO ( óxido de calcio ), Ca 3 P 2 ( fosfuro de calcio ), CaS ( sulfuro de calcio ), Ca 3 N 2 ( nitruro de calcio ), SiC ( carburo de silicio ), etc.). En presencia de trazas de humedad, el carburo de calcio de grado técnico emite un olor desagradable que recuerda al ajo. [5]
Las aplicaciones del carburo de calcio incluyen la fabricación de gas acetileno y la generación de acetileno en lámparas de carburo ; fabricación de productos químicos para fertilizantes; y en la siderurgia.
Producción [ editar ]
El carburo de calcio se produce industrialmente en un horno de arco eléctrico a partir de una mezcla de cal y coque a aproximadamente 2.200 ° C (3.990 ° F). [6] Esta es una reacción endotérmica que requiere 110 kilocalorías (460 kJ) por mol [7] y altas temperaturas para eliminar el monóxido de carbono. Este método no ha cambiado desde su invención en 1892:
- CaO + 3 C → CaC 2 + CO
La alta temperatura requerida para esta reacción no es prácticamente alcanzable por combustión tradicional, por lo que la reacción se realiza en un horno de arco eléctrico con electrodos de grafito . El producto de carburo producido contiene generalmente alrededor del 80% en peso de carburo de calcio. El carburo se tritura para producir pequeños grumos que pueden variar desde unos pocos mm hasta 50 mm. Las impurezas se concentran en las fracciones más finas. El contenido de CaC 2 del producto se analiza midiendo la cantidad de acetileno producido por hidrólisis. Como ejemplo, los estándares británicos y alemanes para el contenido de las fracciones más gruesas son 295 L / kg y 300 L / kg respectivamente (a 101 kPa de presión y 20 ° C (68 ° F) de temperatura). Las impurezas presentes en el carburo incluyen fosfuro, que produce fosfina.cuando se hidroliza. [8]
Esta reacción fue una parte importante de la revolución industrial de la química y fue posible en los Estados Unidos como resultado de cantidades masivas de energía hidroeléctrica barata producida en las Cataratas del Niágara antes del cambio del siglo XX. [9]
El método para la producción en un horno de arco eléctrico fue descubierto en 1892 por TL Willson e independientemente por H. Moissan en el mismo año. [10] [11] [12] En la ciudad de Jajce en Bosnia y Herzegovina , el industrial austríaco Dr. Josef Kranz y su empresa "Bosnische-Elektrizitäts AG" , cuyo sucesor se convirtió más tarde en "Elektro-Bosna" , abrieron la mayor fábrica de productos químicos para la producción. de carburo de calcio en ese momento en Europa en 1899. Central hidroeléctrica en el PlivaSe construyó un río con capacidad instalada de 8 MW para suministrar electricidad a la fábrica. Fue la primera central eléctrica de este tipo en el sudeste de Europa, que entró en funcionamiento el 24 de marzo de 1899. [13]
Estructura cristalina [ editar ]
El carburo de calcio puro es un sólido incoloro. La forma cristalina común a temperatura ambiente es una estructura de sal de roca distorsionada con las unidades C 2 2− paralelas. [14]
Aplicaciones [ editar ]
Producción de acetileno [ editar ]
La reacción del carburo de calcio con agua, produciendo acetileno e hidróxido de calcio , [6] fue descubierta por Friedrich Wöhler en 1862.
- CaC 2 ( s ) + 2H 2 O ( aq ) → C 2 H 2 ( g ) + Ca (OH) 2 (aq)
Esta reacción fue la base de la fabricación industrial de acetileno y es el principal uso industrial del carburo de calcio.
Hoy en día, el acetileno se fabrica principalmente mediante la combustión parcial de metano o aparece como un subproducto en la corriente de etileno a partir del craqueo de hidrocarburos. Aproximadamente 400,000 toneladas se producen de esta manera anualmente (ver Preparación de acetileno ).
En China, el acetileno derivado del carburo de calcio sigue siendo una materia prima para la industria química , en particular para la producción de cloruro de polivinilo . El acetileno producido localmente es más económico que usar aceite importado. [15] La producción de carburo de calcio en China ha ido en aumento. En 2005 la producción fue de 8,94 millones de toneladas, con capacidad para producir 17 millones de toneladas. [dieciséis]
En los Estados Unidos, Europa y Japón, el consumo de carburo de calcio generalmente está disminuyendo. [17] Los niveles de producción en los Estados Unidos durante la década de 1990 fueron de 236.000 toneladas por año. [14]
Producción de cianamida de calcio [ editar ]
El carburo de calcio reacciona con nitrógeno a alta temperatura para formar cianamida de calcio : [6]
- CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C
Comúnmente conocida como nitrolima , la cianamida de calcio se usa como fertilizante. Se hidroliza a cianamida , H 2 NCN. [6]
Fabricación de acero [ editar ]
Se utiliza carburo de calcio:
- en la desulfuración de hierro ( arrabio , fundición y acero) [8]
- como combustible en la fabricación de acero para extender la proporción de chatarra al hierro líquido, dependiendo de la economía.
- como un potente desoxidante en las instalaciones de tratamiento con cucharón .
Lámparas de carburo [ editar ]
El carburo de calcio se utiliza en lámparas de carburo . El agua que gotea sobre el carburo produce acetileno, que arde y produce luz. Si bien estas lámparas daban una luz más estable y brillante que las velas, eran peligrosas en las minas de carbón , donde el gas metano inflamable las convertía en un peligro grave. La presencia de gases inflamables en las minas de carbón dio lugar a lámparas de seguridad para mineros como la lámpara Davy , en la que una tela metálica reduce el riesgo de ignición por metano. Las lámparas de carburo todavía se usaban ampliamente en minas de pizarra , cobre y estaño donde el metano no es un peligro grave. La mayoría de las lámparas de los mineros ahora han sido reemplazadas por lámparas eléctricas .
Las lámparas de carburo todavía se utilizan para la minería en algunos países menos ricos, por ejemplo, en las minas de plata cerca de Potosí , Bolivia . Las lámparas de carburo también las siguen utilizando algunos espeleólogos que exploran cuevas y otras áreas subterráneas, [18] aunque cada vez son más reemplazadas en este uso por luces LED .
Las lámparas de carburo también se utilizaron ampliamente como faros en los primeros automóviles, motocicletas y bicicletas, pero han sido reemplazadas por completo por lámparas eléctricas. [19]
Otros usos [ editar ]
El carburo de calcio se utiliza a veces como fuente de gas acetileno, que es un agente de maduración similar al etileno . [20] Sin embargo, esto es ilegal en algunos países ya que, en la producción de acetileno a partir de carburo de calcio, la contaminación a menudo conduce a la producción de trazas de fosfina y arsina . [21] [22] Estas impurezas pueden eliminarse pasando el gas acetileno a través de una solución de sulfato de cobre acidificada , pero, en los países en desarrollo, esta precaución a menudo se descuida.
El carburo de calcio se utiliza en cañones de juguete como el Big-Bang Cannon , así como en cañones de bambú . En los Países Bajos, el carburo de calcio se usa alrededor de año nuevo para disparar con los bidones de leche . [23]
El carburo de calcio, junto con el fosfuro de calcio , se utiliza en bengalas de señales navales flotantes y autoinflamables , como las producidas por la Asociación de Protección de la Vida Marina de Holmes .
El carburo de calcio se utiliza para determinar el contenido de humedad del suelo. Cuando el suelo y el carburo de calcio se mezclan en un cilindro de presión cerrado, el contenido de agua en el suelo reacciona con el carburo de calcio para liberar acetileno, cuya presión se puede medir para determinar el contenido de humedad. [24] [25]
El carburo de calcio se vende comercialmente como un mol repelente. [26] Cuando entra en contacto con el agua, el gas producido ahuyenta a los topos. [27]
Referencias [ editar ]
- ^ https://materialsproject.org/materials/mp-1575/
- ^ Massalimov, IA; Kireeva, MS; Sangalov, Yu. A. (2002). "Estructura y propiedades del peróxido de bario activado mecánicamente". Materiales inorgánicos . 38 (4): 363. doi : 10.1023 / A: 1015105922260 . S2CID 91881752 .
- ^ Información de clasificación de peligro de la NFPA para productos químicos comunes . Universidad del Noroeste
- ^ Patnaik, Pradyot (2003). Manual de compuestos químicos inorgánicos . McGraw-Hill. ISBN 0-07-049439-8.
- ^ Vincoli, Jeffrey Wayne (25 de noviembre de 1996). Gestión de riesgos de productos químicos peligrosos . Prensa CRC. pag. 429. ISBN 978-1-56670-200-3.
- ↑ a b c d Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . pag. 298. ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Calculado a partir de los datos del Manual CRC de Química y Física .
- ^ a b Carburo de calcio , Bernhard Langhammer, Enciclopedia de química industrial de Ullmann, Wiley Interscience. (Se requiere suscripción)
- ^ Freeman, Horace (1919). "Fabricación de cianamida" . The Chemical News y el Journal of Physical Science . 117 : 232.
- ^ Morehead, JT y de Chalmot, G. (1896). "La fabricación de carburo de calcio" . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 18 (4): 311–331. doi : 10.1021 / ja02090a001 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ↑ Moissan, H. (1892). "Chimie Minérale - Description d'un nouveau four électrique" . Comptes rendus hebdomadaires des séances de l'Académie des sciences . 115 : 1031.
- ↑ Renouf, Edward (1899). "El uso de acetileno" . Popular Science Monthly : 335–347.
- ^ "Zgrada Prve hidrocentrale na Balkanu - Komisija za očuvanje nacionalnih spomenika" . old.kons.gov.ba (en serbocroata). KONS . Consultado el 15 de marzo de 2019 .
- ↑ a b Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
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- ^ "El gobierno toma medidas para frenar el desarrollo del sector del carburo de calcio" . China Daily a través de BusyTrade.com. 2007-05-16. Archivado desde el original el 11 de febrero de 2007.CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace )
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- ^ "Equipo de espeleología y cultura (de la enciclopedia Te Ara de Nueva Zelanda)" .
- ^ Clemmer, Gregg (1987). Lámparas de carburo de American Miners: una guía para coleccionistas de iluminación de minas de carburo estadounidense . Publicaciones Westernlore.
- ^ Abeles, FB y Gahagan, HE III (1968). "Abscisión: el papel del etileno, análogos de etileno, dióxido de carbono y oxígeno" . Plant Physiol. 43 (8): 1255-1258. doi : 10.1104 / pp.43.8.1255 . PMC 1087003 . PMID 16656908 . CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
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- ^ "Comer frutas maduradas artificialmente es perjudicial" .
- ^ "Carbidschieten wordt feest" (en holandés). Algemeen Dagblad . 2016-12-24.
- ^ Singh, Randhir. "Determinación del contenido de agua en el suelo - método de carburo de calcio" . Portal de Ingeniería Civil . Consultado el 7 de septiembre de 2020 .
- ^ ASTM International. "ASTM D4944-18, método de prueba estándar para la determinación de campo del contenido de agua (humedad) del suelo mediante el probador de presión de gas de carburo de calcio" . ASTM International . Consultado el 7 de septiembre de 2020 .
- ^ du Bois, TME "Molehill Mayhem" . pag. 21. hdl : 1874/290102 .
- ^ "Cómo deshacerse de los lunares de jardín con carburo" . mysunnylawn.com .
Enlaces externos [ editar ]
- Carburo de calcio y acetileno en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)
- Fabricación de carburo de calcio
- Hoja de datos de seguridad de materiales 2008
