تشكيل, علم
كربيد: الفورمولا والتطبيقات والخصائص
العالم يعرف الكثير من المركبات الكيميائية المختلفة: ترتيب مئات الملايين. وانهم جميعا، مثل الناس، هي الفرد. فمن المستحيل أن تجد اثنين من المواد التي يجب أن تتناسب مع الخصائص الكيميائية والفيزيائية للأنواع مختلفة من التمثيل.
واحدة من المواد غير العضوية الأكثر إثارة للاهتمام الموجودة في الضوء الأبيض هي كربيد. في هذه المقالة، وسوف نناقش خصائص هيكل، الفيزيائية والكيميائية، واستخدام قليلا وانظر الدقيقة استلامها. ولكن أولا، قليلا عن تاريخ اكتشاف.
قصة
كربيد المعدني للصيغة التي نقدم أدناه، ليست المركبات الطبيعية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن جزيئات تميل لتتحلل في اتصال مع الماء هذا. ولذلك، فمن يستحق المحاولة للحديث عن التوليف الأول من كربيد.
بدءا من عام 1849 هناك ما يشير إلى تركيب كربيد السيليكون، ومع ذلك، فإن بعض هذه المحاولات يبقى غير معروف. بدأ الإنتاج على نطاق واسع في عام 1893، قام الكيميائي طريقة إدوارد اتشيسون الأمريكي الذي كان اسمه في وقت لاحق من بعده.
تاريخ التوليف كربيد الكالسيوم هو أيضا ليس هناك الكثير من المعلومات المختلفة. في عام 1862 حصل على الكيميائي الألماني Fridrih Voler، تسخين الزنك تنصهر والكالسيوم مع الفحم.
الآن دعنا ننتقل إلى موضوعات أكثر إثارة للاهتمام: الخصائص الكيميائية والفيزيائية. ومن فيها يكمن جوهر استخدام هذا النوع من المواد.
الخصائص الفيزيائية
على الاطلاق وتتميز جميع كربيد من صلابة. على سبيل المثال، واحدة من المواد الصلبة على مقياس موس هو كربيد التنغستن (9 من أصل 10 نقطة ممكنة). وإلى جانب هذه المواد هي الحرارية جدا: درجة حرارة انصهار بعض منهم تصل إلى ألفي درجة.
معظم كربيد خاملة كيميائيا والتفاعل مع عدد قليل من المواد. فهي ليست قابلة للذوبان في أي المذيبات. ومع ذلك، فإن التفاعل يمكن أن تنظر فيها حل مع المياه، وتدمير السندات وتشكيل هيدروكسيد المعادن والنفط والغاز.
عن رد الفعل الأخير، والعديد من التفاعلات الكيميائية الأخرى المثيرة للاهتمام التي تنطوي على كربيد سيتم مناقشتها في المقطع التالي.
الخواص الكيميائية
تقريبا كل كربيد تتفاعل مع الماء. بعض - بسهولة وبدون تسخين (على سبيل المثال، كربيد الكالسيوم)، وبعض (على سبيل المثال، Karbid Kremniya) - بخار الماء عند تسخينها إلى 1800 درجة مئوية. وبالتالي التفاعل يعتمد على طبيعة الاتصالات في هذا المزيج، والتي سوف نناقش في وقت لاحق. في رد فعل مع الماء لإنتاج الهيدروكربونات المختلفة. يحدث هذا لأن الهيدروجين الواردة في الماء، وهذا مرتبط إلى الكربون في كربيد. لفهم ما يحدث الهيدروكربونية (كما يمكن أن يحدث مثل الحد، ومركب غير المشبعة)، فمن الممكن، على أساس التكافؤ من الكربون الواردة في المواد الاساسية. على سبيل المثال، إذا كان لدينا كربيد الكالسيوم، الذي هو الصيغة CAC 2، ونحن نرى أنه يحتوي على أيون C 2 2-. وبالتالي، فمن الممكن أن نعلق اثنين أيون الهيدروجين مع تهمة +. وهكذا، ونحن الحصول على مجمع C 2 H 2 - الأسيتيلين. وبنفس الطريقة من مركب مثل كربيد الألومنيوم، الذي آل 4 صيغة C 3، ونحن CH 4. لماذا لا C 3 H 12، تسأل؟ بعد أيون له تهمة 12. حقيقة أن الحد الأقصى لعدد ذرات الهيدروجين يتم تحديد بواسطة الصيغة 2N + 2 حيث n - عدد ذرات الكربون. ومن هنا، فقط مركب من الصيغة C 3 H 8 (البروبان) قد توجد على هيئة أيون مع تهمة 12 السقوط إلى ثلاثة أيون مع تهمة 4، والتي تنتج عندما جنبا إلى جنب مع جزيء البروتونات الميثان.
إثارة للاهتمام هي رد فعل كربيد الأكسدة. ويمكن أن تحدث في الخلطات عندما تتعرض لعوامل مؤكسدة قوية، وحرق العاديين في جو الأكسجين. إذا كان كل شيء واضحا مع الأكسجين: الحصول على اثنين من okisda، ثم مع تأكسد أخرى مثيرة للاهتمام. كل هذا يتوقف على طبيعة المعادن التي تشكل كربيد، وكذلك على طبيعة أكسدة. على سبيل المثال، Karbid Kremniya، الذي كربيد الصيغة، من خلال التفاعل مع مزيج من حمض النيتريك و الأحماض الهيدروفلوريك، يشكل حمض hexafluorosilicic مع ثاني أكسيد الكربون. وخلال نفس رد الفعل ولكن مع واحد فقط من حامض النيتريك، نحصل على أكسيد السيليكون وثاني أكسيد الكربون. بواسطة المؤكسدة تشمل أيضا الهالوجينات وكالكوجين. انها رد فعل أي كربيد، صيغة التفاعل يعتمد على هيكلها.
كربيد المعدن الصيغة التي درسنا - ممثلين ليس فقط من هذه الفئة من المركبات. الآن ونحن نلقي نظرة فاحصة على كل من المركبات الهامة صناعيا من هذه الفئة ومن ثم الحديث عن تطبيقها في حياتنا.
ما هي كربيد؟
كما تبين، كربيد، الذي الصيغة، على سبيل المثال، CAC 2، يختلف اختلافا كبيرا في هيكل من كربيد. والفرق هو في المقام الأول في طبيعة الروابط بين الذرات. في الحالة الأولى نحن نتعامل مع كربيد مثل الملح. يدعى هذا الصنف من المركبات وذلك لأنه يتصرف في الواقع مثل الملح منها، وهذا هو قادر على النأي إلى أيونات. هذه السندات الأيونية ضعيف جدا، وهذا يجعل من السهل على إجراء رد فعل التحلل وتحويل العديد من الآخرين، بما في ذلك التفاعل بين الأيونات.
آخر، وربما أكثر أهمية تنظر صناعيا كربيد التساهمية هي كربيد: مثل، على سبيل المثال، كربيد أو WC. فهي تتميز بكثافة عالية وقوة. وأيضا خاملة والحرارية لتخفيف المواد الكيميائية.
وهناك أيضا كربيد مثل المعادن. وبدلا من ذلك، فإنها يمكن أن تعتبر سبائك المعادن مع الكربون. بين ويمكن تحديد هذه، على سبيل المثال، (كربيد الحديد، الذي صيغة يمكن أن تكون مختلفة، ولكن ما يقرب من المتوسط: الحديد 3 C) سمنتيت، أو الحديد. لديهم النشاط الكيميائي المتوسط في درجة بين كربيد الأيونية والتساهمية.
كل من هذه الأنواع الفرعية التي نناقشها فئة من المركبات الكيميائية لديها التطبيق العملي لها. للحصول على معلومات عن كيفية ومكان لاستخدام كل منها، وسوف نناقش في القسم التالي.
التطبيق العملي لكربيد
كما ناقشنا، كربيد التساهمية لديها أكبر مجموعة من التطبيقات العملية. هذه المواد الكاشطة أو مواد القطع، والمركبة المستخدمة في مختلف المجالات (على سبيل المثال، واحدة من المواد التي تتألف منها الدروع الواقية للبدن)، وقطع غيار السيارات، والأدوات الإلكترونية، وعناصر التدفئة، والطاقة النووية. وهذه ليست قائمة كاملة من تطبيقات هذه كربيد سوبيرهارد.
أضيق التطبيق على كربيد تشكيل الملح. يستخدم تفاعلها مع الماء كوسيلة من وسائل المختبر للحصول على النفط والغاز. هذا، وكما يحدث، وقد ناقشنا آنفا.
جنبا إلى جنب مع التساهمية المعادن كربيد لها تطبيق واسع في الصناعة. وكما قلنا، وهذا النوع من المعادن والاتصال من المركبات الخاضعة هم من الصلب والحديد وغيرها من المركبات المعدنية مع شوائب الكربون. عادة، هذا المعدن في هذه المواد تتعلق فئة د-المعادن. هذا هو السبب في أنه يميل إلى تكوين روابط تساهمية لا، كما انها كانت، أدخلت على هيكل معدني.
في رأينا، والتطبيقات العملية في المركبات المذكورة أعلاه هي أكثر من كافية. الآن دعونا ننظر في عملية إعدادها.
الحصول على كربيد
أنواع الأولين من كربيد التي رأيناها، وهي التساهمية وإعداد saltlike معظم طريقة بسيطة واحدة: عن طريق تفاعل أكسيد العنصر وفحم الكوك في درجات حرارة عالية. في هذا الجزء من فحم الكوك، ويتكون من ذرة كربون متصلة عنصر يتكون من أكسيد، كربيد والأشكال. جزء آخر من "يلتقط" الأكسجين ويشكل أول أكسيد الكربون. هذه العملية هي استهلاك الطاقة للغاية، لأنه يتطلب الحفاظ على درجة حرارة عالية (من أجل من 1600-2500 درجة) في منطقة تفاعل.
بالنسبة لبعض أنواع المركبات باستخدام تفاعلات بديلة. على سبيل المثال، والتحلل من المجمع الذي يعطي في النهاية كربيد. صيغة للتفاعل يعتمد على مركب معين، لذلك مناقشته نحن لن.
قبل أن أختتم مقالنا، وسوف نناقش بعض كربيد مثيرة للاهتمام والتحدث عنها بالتفصيل.
مركبات مثيرة للاهتمام
كربيد الصوديوم. صيغة المركب C 2 نا 2. وهذا يمكن أن يمثل أكثر كما أسيتيليد (أي نتاج استبدال ذرات الهيدروجين في الأسيتيلين على ذرات الصوديوم) بدلا من كربيد. لا يعكس الصيغة الكيميائية تماما هذه الدقيقة، لذلك هم بحاجة إلى أن ننظر في هيكل. هذا هو عبارة عن مادة نشطة للغاية ولأي اتصال مع الماء بشكل نشط يتفاعل معها من اجل تشكيل الأسيتيلين والقلويات.
كربيد المغنيسيوم. الصيغة: MGC 2. طريقة مثيرة للاهتمام من الحصول على مركب نشط بما فيه الكفاية. واحد منهم ينطوي على تلبد من فلوريد المغنيسيوم مع كربيد الكالسيوم في درجة حرارة عالية. وهذا يؤدي إلى اثنين من المنتجات: فلوريد الكالسيوم، وتريد منا أن كربيد. صيغة هذا التفاعل هو بسيط جدا، ويمكنك إذا أردت أن تقرأ في المؤلفات المتخصصة.
إذا لم تكن متأكدا من مدى فائدة المواد الواردة في هذه المادة، ثم المقطع التالي هو لك.
كيف يمكن أن يكون هذا مفيدا في الحياة؟
حسنا، أولا، ومعرفة المركبات الكيميائية يمكن أبدا أن تكون زائدة عن الحاجة. أفضل دائما أن تكون المعرفة المسلحة من البقاء بدونها. ثانيا، إن كنت تعرف المزيد عن وجود بعض المركبات، كلما كان ذلك أفضل لفهم آليات تشكيلها والقوانين التي تسمح لهم في الوجود.
قبل أن تذهب إلى النهاية، أود أن أعطي بعض النصائح على دراسة هذه المواد.
كيفية معرفة ذلك؟
بسيطة جدا. انها مجرد جزء من الكيمياء. وتعلم يتبع الكتب المدرسية للكيمياء. تبدأ مع معلومات عن الجامعات وننتقل إلى أكثر تقدما، من الكتب الجامعية وكتيبات.
استنتاج
هذا الموضوع ليس بهذه البساطة ومملة كما يبدو للوهلة الأولى. المواد الكيميائية يمكن أن يكون دائما مثيرة للاهتمام، إذا وجدت أنه الغرض.
Similar articles
Trending Now