Карбид кальция

Карби́д ка́льция (углеро́дистый ка́льций, ацетилени́д кальция) — ${\displaystyle {\ce {CaC2}}}$ — в чистом виде бесцветные кристаллы. Бинарное неорганическое соединение кальция с углеродом.

Карбид кальция
Общие
Систематическое наименование	Кальция карбид
Сокращения	CaC2
Традиционные названия	Ацетиленид кальция; углеродистый кальций
Хим. формула	CaC2
Рац. формула	CaC2
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	64,0994 (±0,004) г/моль
Плотность	2,22 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2160 °C
• кипения	2300 °C
Уд. теплоёмк.	0,92 Дж/(кг·К)
Энтальпия
• образования	-62,8 кДж/моль
• плавления	32,2 кДж/моль
Структура
Координационная геометрия	6
Кристаллическая структура	Тетрагональная
Классификация
Рег. номер CAS	75-20-7
PubChem	6352
Рег. номер EINECS	200-848-3
SMILES	[C-]#[C-].[Ca+2]
InChI	InChI=1S/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2 UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYSA-N
RTECS	EV9400000
Номер ООН	1402
ChemSpider	6112
Безопасность
NFPA 704	4 1 2 W
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

История получения

Впервые получен в 1862 году Фридрихом Вёлером нагреванием сплава цинка и кальция с углём^[1].

Получение

В настоящее время получают прокаливанием в электрических печах (температура 1900—1950 °C) смеси оксида кальция с коксом^[2][3].

${\displaystyle {\ce {CaO\ +3C->[1900-1950~^{\circ }{\text{C}}]CaC2\ +CO}}}$

Полученный таким образом технический продукт имеет серый, коричневый или зеленоватый цвет вследствие загрязнения углём и другими примесями^[4]. Он содержит также примеси фосфида и сульфида кальция, поэтому такой карбид кальция и полученный из него ацетилен имеют неприятный запах из-за образования фосфина и сероводорода^[3].

Физические свойства

При нормальных условиях карбид кальция представляет собой твёрдое кристаллическое вещество тетрагональной структуры. В чистом виде бесцветный, технический продукт имеет серый, коричневый или зеленоватый цвет из-за примесей^[5]. Технический карбид кальция содержит примеси (около 20%), включая негашеную известь, углерод и кремнезём.

Химические свойства

При взаимодействии с водой карбид кальция гидролизуется с образованием ацетилена и гидроксида кальция (гашёной извести)^[6]:

${\displaystyle {\ce {CaC2 + 2 H2O -> Ca(OH)2 + C2H2 ^}}}$.

Эта реакция является экзотермической и протекает очень бурно, возможны самовозгорание ацетилена и взрыв. При нарушении правил техники безопасности возможно получение травм и ожогов.

Карбид кальция способен связывать азот при 1000 °C. На этой реакции основан цианамидный метод связывания азота:

${\displaystyle {\ce {CaC2 + N2 -> CaCN2 + C}}}$.

Применение

Основная область применения карбида кальция — промышленный синтез. Вещество используется для получения ацетилена, который в свою очередь используется в ацетиленовой сварке и резке металлов, также в карбидных лампах. Ацетилен также используется в синтезе уксусной кислоты, этилового спирта, растворителей, пластических масс, каучука, ароматических углеводородов^[7].

Карбид кальция может использоваться для раскисления стали^[8].

Физиологическое действие

Карбид кальция вызывает сильные локальные эффекты при попадании в организм. Является ирритантом (раздражает глаза, кожу и дыхательные пути). Вдыхание может вызывать кашель, затруднения дыхания и отёк лёгких, однако симптомы обычно проявляются только спустя несколько часов^[9].

См. также

• Ацетилен
• Ацетилениды
• Ацетиленовый генератор
• Газовая сварка
• Карбидная лампа