Калцијум карбид реагује одмах у контакту са водом и ослобађа ацетилен гас и калцијум хидроксид. Ова реакција, карбидна метода, била је оригинални индустријски извор ацетилена и још се користи за гас за заваривање, хемијску синтезу и као преносиви извор гаса на терену.
Једначина реакције и производи
Конверзија је записана као ЦаЦ2 + 2Х2О=Ц2Х2 + Ца(ОХ)2. Један мол калцијум карбида троши два мола воде и даје један мол ацетилена плус калцијум хидроксида, тако да принос ацетилена по тони карбида зависи углавном од садржаја ЦаЦ2 у напуњеном разреду.
Реакција је јако егзотермна и брза. Велика груда пала у воду шишти, пени се и ослобађа гас у року од неколико секунди, а произведена топлота је значајна унутар затворене посуде. Дизајн реактора стога мора да уклања топлоту и контролише брзину додавања, а не само да додаје карбид у воду.
Зашто калцијум карбид ацетилен има изразит мирис
Технички калцијум карбид није чист. Једињења сумпора и фосфора присутна у пуњењу кокса и креча пролазе кроз пећ и завршавају у карбиду, тако да ослобођени ацетилен носи мале количине водоник-сулфида и фосфина. Те нечистоће дају гасу карактеристичан непријатан мирис. У системима за пречишћавање, сирови гас се пере да би се уклонили, а пречишћени ток се користи тамо где је потребан ацетилен без загађивача-.
Како се производи калцијум карбид
Метода редукције електричне пећи је једини пут у комерцијалној употреби. Кокс и креч се дробе, мешају у контролисаном односу и доводе у затворену пећ са калцијум карбидом, где се пуњење загрева електричним путем и долази до корака редукције ЦаО + 3Ц=ЦаЦ2 + ЦО. Температуре реакционих зона су око 2.000-2.200 степени, због чега је процес толико енергетски интензиван; раним постројењима је била потребна јефтина хидроелектрична енергија која је учинила метод одрживим након што је први пут индустријализован 1895.
Истопљени калцијум карбид из пећи тече у карбидни лонац да се охлади, а затим се дроби, просијава и пакује у запечаћене бубњеве. Отпадни-гас је богат угљен-моноксидом и користи се као гориво у савременим постројењима. Пожељне су затворене пећи веће снаге јер побољшавају услове рада, смањују губитак топлоте и повећавају опоравак угљен моноксида, док је усисавање прашине потребно током дробљења и просијавања.
Лабораторијска припрема и контрола брзине
У лабораторији, испуштање калцијум карбида директно у воду даје бурну реакцију и неконтролисани млаз гаса. Уместо воде користи се засићени раствор натријум хлорида. Расол успорава реакцију, тако да се ацетилен испоручује као стабилан проток, а сам натријум хлорид не реагује са калцијум карбидом, који гас одржава разумно чистим. Исти принцип објашњава зашто се влага мора искључити из складиштења: свака вода која дође до карбида одмах почиње да ствара гас.
Опасности, складиштење и гашење пожара
Реактивност воде:материјал емитује ацетилен у контакту са водом, а гас се лако запали.
Ризик од оксидатора:ацетилен може да експлодира када се помеша са оксидационим агенсима и формира експлозивне смеше са ваздухом у широком опсегу.
Токсичност нечистоћа:мале количине водоник-сулфида и фосфина се ослобађају са гасом и токсичне су.
Складиштење:проветрена, хладна и сува складишта, одвојена од оксидатора и јаких киселина и заштићена од влаге, цурења и паровода.
гашење пожара:суви прах, суви песак и суви камени прах. Вода се не сме користити на карбиду који гори или на карбиду који може бити укључен у пожар.
Бурад треба отварати само у добро{0}}проветреном простору даље од извора паљења, а остаци се никада не смеју испирати у канализацију. Електрична опрема за детекцију гаса и{2}}отпорна на експлозију су стандардни захтеви у областима складиштења и руковања карбидом.
Често постављана питања
П: Каква је реакција између калцијум карбида и воде?
Калцијум карбид и вода реагују дајући ацетилен и калцијум хидроксид, написане као ЦаЦ2 + 2Х2О=Ц2Х2 + Ца(ОХ)2. Реакција је брза и снажно егзотермна.
П: Зашто карбид ацетилен лоше мирише?
Сумпор и фосфор у пуњењу кокса и креча завршавају у карбиду, тако да сирови гас носи водоник-сулфид и фосфин, који ацетилену дају непријатан мирис.
П: На којој температури се производи калцијум карбид?
Креч и угљеник се електрично редукују на отприлике 2.000-2.200 степени у реакционој зони затворене пећи, производећи растопљени карбид који се испушта, хлади и дроби.
П: Зашто се засићени раствор соли користи за производњу ацетилена у лабораторији?
Расол успорава реакцију до стабилног протока гаса, а натријум хлорид не реагује са калцијум карбидом, тако да је произведени ацетилен стабилан и разумно чист.
П: Које су главне опасности од калцијум карбида?
Ослобађа запаљиви ацетилен у контакту са водом, може да експлодира када се помеша са оксидантима и емитује мале количине токсичног водоник-сулфида и фосфина са гасом.
П: Како треба чувати и гасити калцијум карбид?
Чувајте га на сувом, хладном и проветреном, даље од оксидатора и јаких киселина. Користите суви прах, суви песак или суви камени прах на ватри; никада не наносите воду на карбид.