ካርቦይድ፡ ቀመር፣ መተግበሪያ እና ንብረቶች

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

በአለም ላይ ብዙ የተለያዩ የኬሚካል ውህዶች ይታወቃሉ፡ በመቶ ሚሊዮኖች የሚቆጠሩ። እና ሁሉም እንደ ሰዎች, ግላዊ ናቸው. ተመሳሳይ ኬሚካላዊ እና ፊዚካዊ ባህሪ ያላቸው የተለያየ ስብጥር ያላቸው ሁለት ንጥረ ነገሮችን ማግኘት አይቻልም።

በአለማችን ላይ ካሉት በጣም ከሚያስደስቱ ኦርጋኒክ ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች አንዱ ካርቦይድ ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ስለ አወቃቀራቸው, ስለ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት, አፕሊኬሽኖች እና ምርቶቻቸውን ውስብስብነት እንመረምራለን. በመጀመሪያ ግን ስለ ግኝቱ ታሪክ ትንሽ።

ታሪክ

የብረት ካርቦሃይድሬትስ፣ከዚህ በታች የምንሰጣቸው ቀመሮች የተፈጥሮ ውህዶች አይደሉም። ይህ የሆነበት ምክንያት ሞለኪውሎቻቸው ከውኃ ጋር በሚገናኙበት ጊዜ መበስበስ ስለሚፈልጉ ነው. ስለዚህ፣ እዚህ ካርቦይድስን ለማዋሃድ ስለ መጀመሪያዎቹ ሙከራዎች ማውራት ተገቢ ነው።

ከ1849 ጀምሮ የሲሊኮን ካርቦዳይድ ውህደት ዋቢዎች አሉ፣ነገር ግን ከእነዚህ ሙከራዎች ውስጥ አንዳንዶቹ ሳይታወቁ ይቆያሉ። መጠነ ሰፊ ምርት በ1893 በአሜሪካዊው ኬሚስት ኤድዋርድ አቼሰን በስሙ በተሰየመ ሂደት ተጀመረ።

የካልሲየም ካርቦዳይድ ውህደት ታሪክም በከፍተኛ መጠን መረጃ አይለይም። እ.ኤ.አ. በ1862 ጀርመናዊው ኬሚስት ፍሬድሪክ ዎህለር አሎይድ ዚንክ እና ካልሲየምን በከሰል በማሞቅ አገኘው።

አሁን ወደ ይበልጥ ሳቢ ክፍሎች እንሂድ፡ ኬሚካል እናአካላዊ ባህሪያት. ደግሞም ፣ የዚህ ንጥረ ነገር ክፍል አጠቃቀም አጠቃላይ ይዘት በነሱ ውስጥ ነው።

አካላዊ ንብረቶች

በፍፁም ሁሉም ካርቦይድስ በጠንካራነታቸው ተለይተዋል። ለምሳሌ በMohs ሚዛን ላይ በጣም ከባድ ከሆኑት ንጥረ ነገሮች አንዱ tungsten carbide (9 ከ 10 ሊሆኑ የሚችሉ ነጥቦች) ነው። በተጨማሪም እነዚህ ንጥረ ነገሮች በጣም ተከላካይ ናቸው፡ የአንዳንዶቹ የማቅለጫ ነጥብ ሁለት ሺህ ዲግሪ ይደርሳል።

አብዛኞቹ ካርቦሃይድሬቶች በኬሚካላዊ መልኩ የማይንቀሳቀሱ እና ከትንሽ ንጥረ ነገሮች ጋር መስተጋብር ይፈጥራሉ። በማንኛውም ማቅለጫዎች ውስጥ የማይሟሟ ናቸው. ነገር ግን መሟሟት ከውሃ ጋር እንደ መስተጋብር ሊቆጠር ይችላል ቦንድ መጥፋት እና የብረት ሃይድሮክሳይድ እና ሃይድሮካርቦን መፈጠር።

ስለመጨረሻው ምላሽ እና ሌሎች ብዙ ስለ ካርቦይድስ ስላሉት ኬሚካላዊ ለውጦች በሚቀጥለው ክፍል እንነጋገራለን።

የኬሚካል ንብረቶች

ሁሉም ማለት ይቻላል ካርቦሃይድሬትስ ከውሃ ጋር ይገናኛሉ። አንዳንዶቹ - በቀላሉ እና ያለ ማሞቂያ (ለምሳሌ, ካልሲየም ካርቦይድ), እና አንዳንዶቹ (ለምሳሌ, ሲሊከን ካርቦይድ) - የውሃ ትነት ወደ 1800 ዲግሪ በማሞቅ. በዚህ ጉዳይ ላይ ያለው ምላሽ በግቢው ውስጥ ባለው ትስስር ባህሪ ላይ የተመሰረተ ነው, ይህም በኋላ እንነጋገራለን. ከውሃ ጋር በተደረገው ምላሽ የተለያዩ ሃይድሮካርቦኖች ይፈጠራሉ. ይህ የሚከሰተው በውሃ ውስጥ ያለው ሃይድሮጅን በካርቦይድ ውስጥ ካለው ካርቦን ጋር ስለሚጣመር ነው. በዋናው ንጥረ ነገር ውስጥ ባለው የካርበን ቫልነት ላይ በመመርኮዝ የትኛው ሃይድሮካርቦን እንደሚወጣ (እና ሁለቱም የተሞሉ እና ያልተሟሉ ውህዶች ሊወጡ ይችላሉ) መረዳት ይቻላል። ለምሳሌ, u ከሆነካልሲየም ካርበይድ አለን ፣ ቀመሩ CaC₂ ሲሆን በውስጡም ion C ₂^{2- እንደሆነ እናያለን።ይህም ማለት + ክፍያ ያላቸው ሁለት ሃይድሮጂን ions ከእሱ ጋር ሊጣበቁ ይችላሉ. ስለዚህ፣ ውህዱን C}2_H2 _{- አሲታይሊን እናገኛለን። በተመሳሳይ መልኩ እንደ አሉሚኒየም ካርበይድ ካሉ ውህዶች ቀመሩ አል}4_C3 _{ሲሆን CH} እናገኛለን። 4_{። ለምን C}3_H12_{፣ ትጠይቃለህ? ከሁሉም በላይ, ion 12- ክፍያ አለው. እውነታው ግን ከፍተኛው የሃይድሮጅን አተሞች ቁጥር የሚወሰነው በቀመር 2n + 2 ነው, n የካርቦን አቶሞች ቁጥር ነው. ይህ ማለት ፎርሙላ C}3_H8 _{(ፕሮፔን) ያለው ውህድ ብቻ ሊኖር ይችላል፣ እና ያ ion በ12 ክፍያ ወደ ሶስት ይበሰብሳል። ions ከ4- ክፍያ ጋር፣ ሚቴን ሞለኪውሎችን ከፕሮቶን ጋር ሲዋሃዱ ይሰጣሉ።}

የካርቦይድ ኦክሲዴሽን ምላሾች አስደሳች ናቸው። ለሁለቱም ለጠንካራ የኦክሲጅን ወኪሎች ሲጋለጡ እና በተለመደው የኦክስጅን አየር ውስጥ በሚቃጠሉበት ጊዜ ሊከሰቱ ይችላሉ. ሁሉም ነገር በኦክስጅን ግልጽ ከሆነ: ሁለት ኦክሳይዶች ተገኝተዋል, ከዚያም ከሌሎች ኦክሳይድ ወኪሎች ጋር የበለጠ ትኩረት የሚስብ ነው. ሁሉም የካርቦይድ አካል በሆነው የብረታ ብረት ባህሪ ላይ እንዲሁም በኦክሳይድ ኤጀንት ባህሪ ላይ የተመሰረተ ነው. ለምሳሌ, ሲሊኮን ካርቦዳይድ, የሲሲሲው ቀመር, ከናይትሪክ እና ሃይድሮፍሎሪክ አሲድ ድብልቅ ጋር ሲገናኝ, hexafluorosilicic acid ከካርቦን ዳይኦክሳይድ መለቀቅ ጋር ይፈጥራል. እና ተመሳሳይ ምላሽ በሚሰጥበት ጊዜ ፣ ግን በናይትሪክ አሲድ ብቻ ፣ ሲሊኮን ኦክሳይድ እና ካርቦን ዳይኦክሳይድ እናገኛለን። Halogens እና chalcogens እንደ ኦክሳይድ ወኪሎች ሊባሉ ይችላሉ። ማንኛውም ካርበይድ ከእነሱ ጋር ይገናኛል፣ የምላሽ ቀመር በአወቃቀሩ ላይ ብቻ ይወሰናል።

የብረት ካርቦይድ፣ የተመለከትናቸው ቀመሮች፣ የዚህ ክፍል ውህዶች ተወካዮች በጣም የራቁ ናቸው። አሁን እያንዳንዱን የኢንደስትሪ አስፈላጊ የሆኑትን የዚህን ክፍል ውህዶች በዝርዝር እንመለከታቸዋለን ከዚያም በህይወታችን ውስጥ ስላላቸው አተገባበር እናወራለን።

ካርቦይድ ምንድን ናቸው?

ይህም ካርቦዳይድ፣ ቀመሩ፣ CaC_2፣ የሚለው ቀመሩ ከሲሲ በእጅጉ ይለያል። እና ልዩነቱ በዋነኛነት በአተሞች መካከል ባለው ትስስር ተፈጥሮ ላይ ነው። በመጀመሪያው ሁኔታ, ከጨው-እንደ ካርቦይድ ጋር እየተገናኘን ነው. የዚህ ክፍል ውህዶች የተሰየመው በእውነቱ እንደ ጨው ስለሆነ ማለትም ወደ ionዎች መለየት ስለሚችል ነው። እንዲህ ዓይነቱ አዮኒክ ቦንድ በጣም ደካማ ነው፣ ይህም የሃይድሮሊሲስ ምላሽን እና ሌሎች በርካታ ለውጦችን ማለትም በions መካከል ያለውን መስተጋብር ለማከናወን ቀላል ያደርገዋል።

ሌላ፣ ምናልባትም ከኢንዱስትሪ የበለጠ ጠቃሚ፣ የካርቦራይድ አይነት እንደ ሲሲ ወይም ደብሊውሲ ያለ ኮቫለንት ካርቦይድ ነው። በከፍተኛ ጥንካሬ እና ጥንካሬ ተለይተው ይታወቃሉ. እንዲሁም ኬሚካሎችን ለመቀልበስ የማይነቃነቅ እና የማይነቃነቅ።

ብረት የሚመስሉ ካርቦሃይድሬቶችም አሉ። እነሱ ከካርቦን ጋር እንደ ብረት ውህዶች ሊቆጠሩ ይችላሉ። ከነዚህም መካከል አንድ ሰው ለምሳሌ ሲሚንቶ (ብረት ካርቦይድ, ፎርሙላው ይለያያል, ነገር ግን በአማካይ በግምት የሚከተለው ነው-Fe₃C) ወይም የብረት ብረት መለየት ይችላል. በ ionic እና covalent carbides መካከል በዲግሪ መካከለኛ ኬሚካላዊ እንቅስቃሴ አላቸው።

እያንዳንዳቸው እየተነጋገርን ያለነው የኬሚካል ውህዶች ክፍል ንዑስ ዓይነቶች የራሳቸው ተግባራዊ አተገባበር አላቸው። እንዴት እና የት ማመልከት እንደሚቻልእያንዳንዳችን በሚቀጥለው ክፍል እንነጋገራለን::

የካርቦሃይድሬትስ ተግባራዊ መተግበሪያ

አስቀድመን እንደተነጋገርነው ኮቫለንት ካርቦይድስ በጣም ሰፊው የተግባር አተገባበር አላቸው። እነዚህም መሰባበር እና መቁረጫ ቁሶች እና በተለያዩ መስኮች ጥቅም ላይ የሚውሉ የተዋሃዱ ቁሶች (ለምሳሌ የሰውነት ትጥቅ ከሚፈጥሩት ቁሳቁሶች አንዱ ነው) እና የመኪና መለዋወጫዎች እና የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች እና የማሞቂያ ኤለመንቶች እና የኒውክሌር ኢነርጂ ናቸው። እና ይህ ለእነዚህ እጅግ በጣም ጠንካራ የሆኑ ካርቦሃይድሬቶች የተሟላ የመተግበሪያዎች ዝርዝር አይደለም።

ጨው የሚፈጥሩ ካርቦሃይድሬቶች በጣም ጠባብ መተግበሪያ አላቸው። ከውሃ ጋር ያላቸው ምላሽ ሃይድሮካርቦን ለማምረት እንደ ላቦራቶሪ ዘዴ ነው. ይህ እንዴት እንደሚሆን አስቀድመን ተወያይተናል።

ከኮቫለንት ጋር፣ ብረት የሚመስሉ ካርቦዳይዶች በኢንዱስትሪ ውስጥ በጣም ሰፊው መተግበሪያ አላቸው። ቀደም ሲል እንደተናገርነው, እየተነጋገርን ያለነው እንደዚህ አይነት ብረት የሚመስሉ ውህዶች, ብረት, ብረት እና ሌሎች በካርቦን የተጠላለፉ የብረት ውህዶች ናቸው. እንደ አንድ ደንብ, በእንደዚህ ያሉ ንጥረ ነገሮች ውስጥ የሚገኘው ብረት የዲ-ሜታልስ ክፍል ነው. ለዚያም ነው የተዋሃዱ ቦንዶችን ሳይሆን፣ እንደ ነገሩ፣ ወደ ብረት መዋቅር ለማስተዋወቅ የሚፈልገው።

በእኛ አስተያየት፣ ከላይ ያሉት ውህዶች ከበቂ በላይ ተግባራዊ አፕሊኬሽኖች አሏቸው። አሁን እነሱን የማግኘቱን ሂደት እንይ።

የካርቦሃይድሬትስ ምርት

የመረመርናቸው የመጀመሪያዎቹ ሁለቱ የካርቦሃይድሬት ዓይነቶች ማለትም ኮቫለንት እና ጨው መሰል አብዛኛውን ጊዜ የሚገኙት በአንድ ቀላል መንገድ ነው፡ የንጥረ ነገር ኦክሳይድ እና ኮክ በከፍተኛ ሙቀት በሚፈጠር ምላሽ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ, ክፍልኮክ፣ ካርቦን ያካተተ፣ በኦክሳይድ ስብጥር ውስጥ ካለው ንጥረ ነገር አቶም ጋር ይጣመራል እና ካርቦይድ ይፈጥራል። ሌላኛው ክፍል ኦክሲጅን "ይወስድ" እና ካርቦን ሞኖክሳይድ ይፈጥራል. ይህ ዘዴ ከፍተኛ ሙቀት (ከ1600-2500 ዲግሪ አካባቢ) በምላሽ ዞን ውስጥ እንዲኖር ስለሚያስፈልግ ሃይል የሚወስድ ነው።

አማራጭ ምላሾች የተወሰኑ አይነት ውህዶችን ለማግኘት ጥቅም ላይ ይውላሉ። ለምሳሌ, የስብስብ መበስበስ, በመጨረሻም ካርቦይድ ይሰጣል. የምላሽ ቀመር በተወሰነው ውህድ ላይ ስለሚወሰን አንወያይበትም።

ጽሑፋችንን ከመቋረጣችን በፊት አንዳንድ አስደሳች ካርቦሃይድሬቶችን እንወያይ እና ስለእነሱ የበለጠ በዝርዝር እንነጋገር።

አስደሳች ግንኙነቶች

ሶዲየም ካርበይድ። የዚህ ውህድ ቀመር C₂Na₂ ነው። ይህ እንደ ካርቦዳይድ ሳይሆን እንደ acetylenide (ማለትም የሃይድሮጅን አተሞችን በ acetylene ውስጥ በሶዲየም አተሞች የመተካት ምርት) ሊታሰብ ይችላል። የኬሚካል ፎርሙላ እነዚህን ጥቃቅን ነገሮች ሙሉ በሙሉ አያንጸባርቅም, ስለዚህ በአወቃቀሩ ውስጥ መፈለግ አለባቸው. ይህ በጣም ንቁ የሆነ ንጥረ ነገር ነው እና ከውሃ ጋር በሚደረግ ማንኛውም ንክኪ ከአሴቲሊን እና አልካሊ መፈጠር ጋር በንቃት ይገናኛል።

ማግኒዥየም ካርበይድ። ፎርሙላ፡ MgC₂። ይህንን በበቂ ሁኔታ ንቁ ውህድ ለማግኘት የሚረዱ ዘዴዎች ትኩረት የሚስቡ ናቸው። ከመካከላቸው አንዱ የማግኒዚየም ፍሎራይድ ከካልሲየም ካርቦይድ ጋር በከፍተኛ ሙቀት መጨመርን ያካትታል. በዚህ ምክንያት ሁለት ምርቶች ይገኛሉ-ካልሲየም ፍሎራይድ እና እኛ የምንፈልገው ካርበይድ. የዚህ ምላሽ ቀመር በጣም ቀላል ነው፣ እና ከፈለጉ በልዩ ስነ-ጽሁፍ ውስጥ ማንበብ ይችላሉ።

በጽሁፉ ውስጥ ስለቀረቡት ነገሮች ጠቃሚነት እርግጠኛ ካልሆኑ የሚከተለውን ያድርጉክፍል ለእርስዎ።

ይህ እንዴት በህይወት ውስጥ ጠቃሚ ሊሆን ይችላል?

ጥሩ፣ በመጀመሪያ፣ የኬሚካል ውህዶች እውቀት በፍፁም ከመጠን በላይ ሊሆን አይችልም። ያለ እውቀት ከመተው ሁል ጊዜ በእውቀት መታጠቅ ይሻላል። በሁለተኛ ደረጃ, ስለ አንዳንድ ውህዶች መኖር የበለጠ ባወቁ መጠን, የተፈጠሩበትን ዘዴ እና እንዲኖሩ የሚፈቅዱትን ህጎች በተሻለ ሁኔታ ይረዱዎታል.

ወደ መጨረሻው ከመሄዴ በፊት፣ ለዚህ ቁሳቁስ ጥናት ጥቂት ምክሮችን መስጠት እፈልጋለሁ።

እንዴት ማጥናት ይቻላል?

በጣም ቀላል። የኬሚስትሪ ቅርንጫፍ ብቻ ነው። እና በኬሚስትሪ የመማሪያ መጽሐፍት ውስጥ ማጥናት አለበት. በትምህርት ቤት መረጃ ይጀምሩ እና ከዩኒቨርሲቲ የመማሪያ መጽሃፍት እና ማመሳከሪያ መጽሃፍቶች ወደ ተጨማሪ ጥልቅ መረጃ ይሂዱ።

ማጠቃለያ

ይህ ርዕስ በመጀመሪያ እይታ እንደሚመስለው ቀላል እና አሰልቺ አይደለም። አላማህን በውስጡ ካገኘህ ኬሚስትሪ ሁል ጊዜ አስደሳች ሊሆን ይችላል።