Carburo de calcio

República Bolivariana de Venezuela[pic 1]

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Unidad Educativa Colegio “Eugenia Ravasco”

Cátedra: Química

Quinto Año

Profesor: Luis Frechón

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Carburo de Calcio

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                                         Caracas, abril de 2016

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………....,3

MARCO TEÓRICO…………………………………………    …....4,5,6,7,8,9,10,11,12

MARCO METODOLÓGICO……………………………………....………………13, 14

CONCLUSIÓN…………………………………………………………………………...15

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………...16

INTRODUCCIÓN

Los carburos son compuestos que se forman a partir de la unión entre el carbono y un elemento metálico o no. La síntesis de los mismos se realiza generalmente a partir de carbono elemental con el elemento, su óxido o su carbonato a elevadas temperaturas en una reacción en sólido. El carburo de calcio es uno de los más importantes para la industria, porque entre los carburos que reaccionan con el agua, este desprende acetileno.

El carburo está formado por una carga de cal y otra de coque mezclada en proporciones preestablecidas.

El carburo de calcio se produce donde se dispone de energía hidroeléctrica barata, ya que para su obtención se debe contar con hornos que funcionan a energía eléctrica.

La intención del siguiente trabajo es aclarar los conocimientos en cuanto al carburo de calcio, sus propiedades, obtención, características, qué tipo de carburo es, principales usos en la actualidad y explicar la obtención de uno de sus derivados como lo es el acetileno, experimento que se realizó en el laboratorio con la intención de obtener el respectivo gas.

MARCO TEÓRICO

CARBURO DE CALCIO

El carburo de calcio es una sustancia sólida de color grisáceo que reacciona exotérmicamente con el agua para dar cal apagada (hidróxido de calcio) y acetileno.

Son compuestos que se forman a partir de la unión entre el carbono y un elemento E (generalmente más electropositivo que el carbono).

Con esta finalidad se lo introduce en un gas que le va agregando agua lentamente, y luego se mezcla el gas producido con oxígeno para producir una llama delgada y de alta temperatura.

OBTENCIÓN

El carburo de calcio se puede obtener en una especie de “arco eléctrico”  a partir de óxido de calcio y coque (es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso, el cual es es un carbón relativamente duro que contiene betún, entre el lignito y la antracita en la serie ligno-hullera) a una temperatura de 2.000-2.500 °C:

CaO + 3C → CaC2 + CO

Su síntesis es sumamente costosa, debido a la cantidad de energía que requiere. Algunos fosfatos que suelen estar presentes como impurezas en los materiales de partida dan en las mismas condiciones fosfuro de calcio (Ca3P2) que reacciona igualemente con el agua dando fosfina (PH3). De aquí salen trazas de sulfhídrico (H2S), amoníaco (NH3) y el “mal olor” que tiene el carburo.

PROPIEDADES

El carburo de calcio como sustancia, se define como un sólido incoloro que puede existir en dos variedades a las que se puede llegar por el método de calentamiento, una a 440 °C, llamada modificiación tetragonal y la otra a temperaturas superiores a la anterior (440 °C+), llamada modificación cúbica.

 El carburo de calcio que se encuentra en el comercio suele tener una pureza de sólo el 82%, llamado carburo de calcio técnico. Por otra parte este sólido contiene además trazas de fosfuro de calcio, sulfuro de calcio, ferrosilico, nitruro de magnesio y carburo de silicio. Muchas veces el color pardo que posee es debido a que contiene pequeñas cantidades de deóxido de hierro.

Se puede definir en cuanto a sus propiedades como un producto sólido, duro, compacto, de coloración, variando esto misma de acuerdo a la pureza, yendo desde gris-marrón hasta el negro-azulado. Cuando está fragmentado ofrece aspecto amorfo y cristalino.

En cuanto a sus propiedades químicas está formado por un átomo de calcio y dos de carbonho (CaC2) y es normalmente clasificado en bandas granulométricas estandarizadas, de acuerdo con el uso a que se destina. Sus principales materias primas son la energía eléctrcia, el calcáreo y fuentes de carbono, tales como es coque de petróleo y el carbón vegetal.

CLASIFICACIÓN (de los carburos en general):

1. Carburos iónicos(en él se encuentra el carburo de calcio): tienen un carácter fuerte de sal y se forman sobre todo a partir de los elementos de los grupos I y II de la tabla periódica. Todos estos elementos son muy electropositivos y el carbono tiene por lo tanto una carga negativa.

Ejemplos típicos son el carburo de litio (Li4C), el carburo de berilio (Be2C), el carburo de magnesio (Mg2C3), el ya mencionado carburo de calcio (CaC2), el carburo de aluminio (Al4C3) y el carburo de hierro (Fe3 C) conocido como cementita.

Estos según la especie aniónica presente en el sólido, pueden ser diferenciados en metánidos (derivados del metano con formalmente el ion C4– como el Li4C o el Al4C3), los acetiluros (derivados del acetileno como el CaC2) y los alenuros con el ion C34– = 2– C=C=C2–. En contacto con agua estos carburos dan el óxido o el hidróxido del elemento y el hidrocarburo (metano, acetileno o propadieno) correspondiente. Así en el laboratorio son fuentes fáciles de manejar para estos gases que de otra manera necesitarían una bombona a presión.

1. Carburos covalentes: se forman entre el carbono y elementos con aproximadamente la misma electronegatividad. Los ejemplos más importantes de este grupo son el carburo de silicio o carborundo (SiC) con estructura de diamante y una dureza en la escala de Mohs de entre 9 y 9,5 y el carburo de boro (B4C4).

Estas sustancias suelen ser muy duras debidas a los enlaces covalentes formados en las tres dimensiones. Se utilizan por ejemplo como materiales abrasivos o como recubrimientos en piezas que tienen que resistir abrasiones mecánicas. El carburo de silicio se utiliza también como soporte para catalizadores debido a su alta resistencia y buena conductividad térmica.

1. Carburos metálicos: estos se forman con metales de transición como el wolframio o el titanio. A menudo no tienen una estequiometría definida. Esto se debe a que el carbono ocupa posiciones libres tetraédricas en la estructura del metal. Las sustancias formadas se caracterizan por su elevada resistencia mecánica y térmica (puntos de fusión típicamente del orden de unos 3000 a 4000 ºC) y se utilizan en la elaboración de utensilios de cerámica y de maquinaria.

HISTORIA

El carburo de calcio se sintetizó por primera vez por parte de Friedrich Wöhler en 1836. La primera descripción más exhausta de Marcellin Berthelot data de 1862. Thomas L. Wilson(Estados Unidos) y Henry Missan (Francia) introdujeron el proceso actual con arco eléctrico en 1892.

La generación industrial según el mismo proceso se inició en 1895 por la compañía "Aluminium Industrie AG" en Neuhausen (Suiza) y en 1898 simultáneamente en Noruega y Alemania.

APLICACIONES:

Es de uso muy extendido y vendido en tiendas del ramo para utilizarlo en soldadura autógena. Con esta finalidad se lo introduce en un gasógeno, que le va agregando agua lentamente, y luego se mezcla el gas producido con oxígeno para producir una llama delgada y de alta temperatura.

Producción de acetileno:

El carburo de calcio, fue muy utilizado en la antigüedad en las llamadas lámparas de carburo, carburero o lámpara de gas acetileno. El proceso era el siguiente:

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