碳化钙,是一种无机化合物,化学式为CaC2,是电石的主要成分,为白色结晶性粉末,工业品为灰黑色块状物,断面为紫色或灰色。遇水立即发生激烈反应,生成乙炔,并放出热量。碳化钙是重要的基本化工原料,主要用于产生乙炔气。也用于有机合成、氧炔焊接等。
结构及性质
理化特性
电子式:Ca2+[:C≡C:]2- 中间的“≡”代表三对共用电子对
InChI: InChI=1/C2. Ca/c1-2;/q-2;+2
理化性质:白色结晶性粉末。密度2.22g/cm3,熔点447℃,遇水立即发生激烈反应,生成乙炔,并放出热量,反应原理:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
晶体结构
CaC2最常见的晶型属
四方晶系,在298K到720K之间稳定,其结构如图1所示。四方CaC2的晶体结构类似NaCl型,但由于[:C≡C:]2-离子呈椭圆形,定向排列,晶体属四方晶系。在CaC2晶体的[:C≡C:]2-离子中,C-C距离为120pm,相当于碳碳叁键的键长,Ca和C间的距离为259和282pm。
应用
1、电石与水反应生成的
乙炔可以合成许多有机化合物例如:
合成橡胶、人造树脂、
丙酮、
烯酮、
炭黑等;同时乙炔一氧焰广泛用于金属的焊接和切割。
2、加热粉状电石与氮气时,反应生成氰氨化钙,即石灰氮:
CaC2 + N2 → CaCN2 + C , ΔH = -296kJ/mol
石灰氮是制备氨基氰的重要原料。加热石灰氮 与食盐反应生成的熔体用于采金及有色金属工业。
3、电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。
4、生产聚氯乙烯(PVC),电石法生产聚氯乙烯利用电石(碳化钙CaC2),遇水生成乙炔(C2H2),将乙炔与氯化氢(HCl)合成制出氯乙烯单体(CH2=CHCl),再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯—[CH2—CHCI]n—的化学反应方法。
5、旧时矿工下矿,将电石放入铁罐之中利用生成的乙炔(C2H2)制作成
电石灯。
储存方法
储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在75%以下。包装必须密封,切勿受潮。应与酸类、醇类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
泄露应急处理
隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物。
小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。使用无火花工具收集于干燥、洁净、有盖的容器中,转移至安全场所。
大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖。与有关技术部门联系,确定清除方法。
急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
相关术语
安全术语
S8:Keep container dry.
保持容器干燥。
S43:In case of fire, use ... (if water increases the risk, add - never use water).
着火时使用(指明具体的消防器材种类,如果用水增加危险,注明“禁止用水”)。
风险术语
R15:Contact with water liberates extremely flammable gases.
与水接触释放出极易燃气体。
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