O carboneto de cálcio É um composto inorgânico formado pelos elementos cálcio (Ca) e carbono (C). Sua fórmula química é CaCdois. É um sólido que pode ser incolor a amarelado ou branco acinzentado e até mesmo preto dependendo das impurezas que contém.
Uma de suas reações químicas mais importantes de CaCdois é o que acontece com a água HdoisOu em que o acetileno HC≡CH se forma. Por este motivo, é utilizado para obter acetileno de forma industrial. Devido à mesma reação com a água, é usado para amadurecer frutos, em armas falsas e em flares navais..
A reação CaCdois com água também produz uma lama útil para preparar clínquer (um componente do cimento), que produz menos dióxido de carbono (COdois) quando comparado ao método tradicional de produção de cimento.
Com nitrogênio (Ndois) o carboneto de cálcio forma cianamida de cálcio, que é usada como fertilizante. O CaCdois também é usado para remover o enxofre de certas ligas metálicas.
Algum tempo atrás o CaCdois Era usado nas chamadas lâmpadas de carboneto, mas essas não são mais muito comuns porque são perigosas.
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O carboneto de cálcio é um composto iônico e é feito de íon cálcio Cadois+ e o íon carboneto ou acetileto Cdoisdois-. O íon carboneto é composto de dois átomos de carbono unidos por uma ligação tripla.
A estrutura cristalina do CaCdois é derivado do cúbico (como cloreto de sódio NaCl), mas como o íon Cdoisdois- é alongado, a estrutura é distorcida e torna-se tetragonal.
Sólido cristalino que quando puro é incolor, mas se estiver contaminado com outros compostos pode ser branco amarelado ou acinzentado a preto.
64,0992 g / mol
2160 ºC
O CaCdois ferve a 2300 ºC com decomposição. O ponto de ebulição deve ser medido em uma atmosfera inerte, ou seja, sem oxigênio ou umidade..
2,22 g / cm3
O carboneto de cálcio reage com a água para formar acetileno HC≡CH e hidróxido de cálcio Ca (OH)dois:
CaCdois + 2 hdoisO → HC≡CH + Ca (OH)dois
O acetileno é inflamável, portanto, CaC na presença de umidadedois pode ser inflamável. No entanto, quando está seco, não é.
Carboneto de cálcio reage com nitrogênio Ndois para formar cianamida de cálcio CaCNdois:
CaCdois + Ndois → CaCNdois + C
O carboneto de cálcio é produzido industrialmente em um forno elétrico a arco a partir de uma mistura de carbonato de cálcio (CaCO3) e carbono (C) que está sujeito a uma temperatura de 2.000 ° C. A reação é resumida assim:
Ladrão3 + 3 C → CaCdois + CO ↑ + COdois↑
Ou também:
CaO + 3 C → CaCdois + CO ↑
Em um forno elétrico a arco, um arco elétrico é produzido entre dois eletrodos de grafite, que resistem às altas temperaturas que são formadas. Um carboneto de cálcio com pureza de 80-85% é obtido.
Industrialmente, a reação do carboneto de cálcio com água é usada para produzir acetileno CdoisHdois.
CaCdois + 2 hdoisO → HC≡CH + Ca (OH)dois
Este é o uso mais importante do carboneto de cálcio. Em alguns países, o acetileno é muito valorizado, pois permite a produção de policloreto de vinila, que é um tipo de plástico. Além disso, o acetileno é usado para soldar em altas temperaturas.
Os restos obtidos na obtenção de acetileno a partir de CaCdois (também chamado de "lama de carboneto de cálcio" ou "resíduos de carboneto de cálcio") são usados para obter clínquer ou concreto.
A lama de carboneto de cálcio tem um alto teor de hidróxido de cálcio (Ca (OH)dois) (cerca de 90%), algum carbonato de cálcio (CaCO3) e tem um pH superior a 12.
Por essas razões, pode reagir com SiOdois ou AldoisOU3 formando um produto semelhante ao obtido pelo processo de hidratação do cimento.
Uma das atividades humanas que mais produz emissões de COdois é a indústria da construção. O COdois é gerado para o leste se desprender do carbonato de cálcio durante a reação para formar o concreto.
Usando lodo de carboneto de cálcio para substituir o carbonato de cálcio (CaCO3) foi encontrado para diminuir as emissões de COdois por 39%.
O carboneto de cálcio também é usado industrialmente para obter cianamida de cálcio CaCNdois.
CaCdois + Ndois → CaCNdois + C
A cianamida de cálcio é utilizada como fertilizante, pois com a água do solo é convertida em cianamida H2N = C = N, que fornece nitrogênio às plantas, um nutriente essencial para elas.
O carboneto de cálcio é usado para remover o enxofre de ligas como o ferroníquel. CaC é mistodois com a liga fundida a 1550 ° C. O enxofre (S) reage com o carboneto de cálcio e produz sulfeto de cálcio CaS e carbono C:
CaCdois + S → 2 C + CaS
A remoção de enxofre é favorecida se a mistura for eficiente e o teor de carbono na liga for baixo. O sulfeto de cálcio CaS flutua na superfície da liga fundida de onde é decantado e descartado..
O carboneto de cálcio tem sido usado para remover o enxofre do ferro. Também como combustível na produção de aço e como um poderoso desoxidante.
É usado para amadurecer frutas. O acetileno é gerado a partir do carboneto de cálcio com água, que induz o amadurecimento de frutas, como a banana..
O carboneto de cálcio é usado em armas falsas para causar o barulho de explosão que as caracteriza. Aqui também é utilizada a formação de acetileno, que explode com uma faísca dentro do aparelho.
O CaCdois usado para gerar sinais offshore em foguetes navais de auto-ignição.
O CaCdois tem sido usado nas chamadas lâmpadas de carboneto. O funcionamento destes consiste em gotejar água sobre o carboneto de cálcio para formar acetileno, que se inflama e assim fornece luz.
Essas lâmpadas eram utilizadas em minas de carvão, mas seu uso foi descontinuado devido à presença do gás metano CH4 nessas minas. Este gás é inflamável e a chama da lâmpada de carboneto pode causar inflamação ou explosão..
Eles foram amplamente utilizados em minas de ardósia, cobre e estanho, e também nos primeiros automóveis, motocicletas e bicicletas, como faróis ou faróis.
Atualmente eles foram substituídos por lâmpadas elétricas ou mesmo lâmpadas LED. No entanto, eles ainda são usados em países como a Bolívia, nas minas de prata de Potosí.
Carbeto de Cálcio CaCdois seco não é inflamável, mas na presença de umidade forma acetileno rapidamente, o que é.
Para extinguir um incêndio na presença de CaCdois água, espuma, dióxido de carbono ou extintores de halogênio nunca devem ser usados. Areia ou hidróxido de sódio ou cálcio devem ser usados.
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