Carbure de calcium

Le carbure de calcium, de formule brute CaC₂, se présente sous la forme de cailloux qui peuvent paraître naturels, bien qu'ils soient exclusivement produits de manière industrielle et instables en présence d'humidité.

Carbure de calcium
Identification
Synonymes	Acétylure de calcium
No CAS	75-20-7
No ECHA	100.000.772
No CE	200-848-3
SMILES	[C-]#[C-].[Ca+2] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2
Apparence	Cristaux gris ou blocs noirs, d'odeur caractéristique[1].
Propriétés chimiques
Formule	C2CaCaC2
Masse molaire[2]	64,099 ± 0,006 g/mol C 37,48 %, Ca 62,53 %,
Propriétés physiques
T° fusion	environ 2 300 °C[1]
T° ébullition	2 300 °C[réf. souhaitée]
Solubilité	dans l'eau : réaction[1]
Masse volumique	2,22 g cm−3[1]
Cristallographie
Système cristallin	Tétragonal
Symbole de Pearson	${\displaystyle tI6\,}$
Classe cristalline ou groupe d’espace	I4/mmm (no 139)
Notation Schönflies	D174h
Strukturbericht	C11a
Structure type	MoSi2
Précautions
SGH[3]
Danger H260 H260 : Dégage, au contact de l'eau, des gaz inflammables qui peuvent s'enflammer spontanément
SIMDUT[4]
B6, D2B, B6 : Matière réactive inflammable D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques Divulgation à 1,0% selon les critères de classification
NFPA 704
3 3 2 W
Transport
X423 1402 Code Kemler : X423 : matière solide inflammable, réagissant dangereusement avec l'eau en dégageant des gaz inflammables) Numéro ONU : 1402 : CARBURE DE CALCIUM Classe : 4.3 Code de classification : W2 : Matières qui, au contact de l'eau, dégagent des gaz inflammables, sans risque subsidiaire, et objets contenant de telles matières : Solides; Étiquette : 4.3 : Matières qui, au contact de l'eau, dégagent des gaz inflammables Emballage : Groupe d'emballage I : matières très dangereuses ; 423 1402 Code Kemler : 423 : matière solide réagissant avec l'eau en dégageant des gaz inflammables Numéro ONU : 1402 : CARBURE DE CALCIUM Classe : 4.3 Code de classification : W2 : Matières qui, au contact de l'eau, dégagent des gaz inflammables, sans risque subsidiaire, et objets contenant de telles matières : Solides; Étiquette : 4.3 : Matières qui, au contact de l'eau, dégagent des gaz inflammables Emballage : Groupe d'emballage II : matières moyennement dangereuses ;
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier

Propriété et utilisation

Au contact de l'eau, il produit de l'acétylène (1 kg de carbure se combine avec 562,1 g d’eau pour dégager 347,2 l d’acétylène^[5]). Cette réaction est exothermique :

CaC₂ + 2 H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂      ΔH = −130 kJ/mol (−31,1 kcal/mol)

CaC₂ + Ca(OH)₂ → C₂H₂ + 2 CaO

Le gaz peut être utilisé pour des applications industrielles, notamment la production des monomères (chlorure de vinyle, butadiène) des matières plastiques et élastomères, pour études chimiques ou pour s'éclairer au moyen d'une lampe à acétylène par exemple en spéléologie où il est de moins en moins utilisé, se trouvant supplanté par les éclairages à diodes électroluminescentes. L'acétylène combiné a l’oxygène est utilisé en chaudronnerie et en plomberie afin de principalement faire de la soudure mais aussi de la découpe de métaux.

Toujours utilisé pour la production industrielle de l'acétylène (par hydrolyse du carbure de calcium), sa production a beaucoup diminué maintenant que l'acétylène est produit par combustion partielle de méthane et par craquage des hydrocarbures. Le carbure de calcium était produit dans des fours électriques contenant un mélange de coke et de chaux. De cette manière, les Buna-Werke Schkopau en RDA produisaient plus d'un million de tonnes de carbure de calcium par an^[6].

Il n'existe plus aucune production industrielle française de carbure de calcium depuis l'année 2003 avec la fermeture de l'usine SKW de Bellegarde-sur-Valserine (Ain)^[7].

Il est encore utilisé aux Pays-Bas pour la tradition du canon à carbure.

Il l'est aussi en Afrique de façon artisanale pour produire de l’acétylène afin de faire de la brasure basse pression :

Lampe à souder basse pression, Fès, Maroc

Bibliographie

• Darne F., Limagne R., Marbach G. et Sanson E. (2001), « Du carbure de calcium à l'acétylène », « Spelunca n^o 83 (tiré à part en [PDF]) », sur École française de spéléologie (FFS) (consulté le 5 janvier 2021), FFS, Paris, p. 28-33
• Nowak Ph. (1999), « La fabrication du carbure de calcium à l'usine de Bellegarde », « Le P'tit Usania n^o 9 », sur USAN (consulté le 5 janvier 2021) (ISSN 1292-5950), USAN, Nancy, p. 1