Canxi cacbua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Canxi cacbua
Calcium Carbide
Tổng quan
Danh pháp IUPAC Canxi cacbua
Tên khác Đất đèn, cacbua canxi
Công thức hóa học CaC2
Phân tử gam 64,1 g/mol
Hình dạng Tinh thể xám-đen
Cấu trúc tinh thể khối vuông
Số CAS 75-20-7
Đặc tính
Khối lượng riêngpha 2,22 g/cm³, rắn (cấp công nghiệp)
Nhiệt độ nóng chảy 2.300 °C
Nhiệt độ sôi
Ngoại trừ có thông báo khác, các dữ liệu
được lấy ở 25°C, 100 kPa
Thông tin về sự phủ nhận và tham chiếu

Canxi cacbua, Cacbua canxi hay đất đèn là hợp chất hóa học có công thức là CaC2. Màu sắc của đất đèn phụ thuộc vào kích cỡ và tạp chất, từ đen cho đến trắng xỉn. Ứng dụng chủ yếu của canxi cacbua là để tạo ra axetylen (C2H2). Ở Trung Quốc, axetylen là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp hóa chất, đặc biệt là để chế tạo polyvinyl clorua (PVC). Trong một số vùng, tạo ra axetylen từ đất đèn rẻ hơn là từ dầu mỏ. Sản lượng canxi cacbua của Trung Quốc vẫn gia tăng. Năm 2005, nước này sản xuất 8,94 triệu tấn trong khi năng lực sản xuất là 17 triệu tấn. Trong khi đó, tại Hoa Kỳ, châu ÂuNhật Bản, tiêu thụ đất đèn nói chung là giảm xuống. Sản lượng của Hoa Kỳ năm 1990 chỉ còn 236 ngàn tấn.

Sản xuất đất đèn[sửa | sửa mã nguồn]

Canxi cacbua được sản xuất ở quy mô công nghiệp trong các lò hồ quang ở nhiệt độ 2.000 °C, nguyên liệu là đá vôithan cốc. Phản ứng:

CaO + 3C → CaC2 + CO

Đất đèn được tạo ra ở nhiệt độ rất cao, 2.000 °C, nhiệt độ không dễ tạo ra bằng phương pháp gia nhiệt truyền thống (bằng than hoặc củi). Vì lẽ đó, phản ứng phải thực hiện trong lò hồ quang với các thanh điện cực bằng than chì. Sản phẩm của phản ứng có khoảng 80% về khối lượng là canxi cacbua, có dạng hạt kích thước từ vài mm đến 50 mm. Những tạp chất chủ yếu nằm ở các hạt có kích thước nhỏ. Hàm lượng CaC2 trong sản phẩm được xác định bằng lượng axetylen tạo ra khi tác dụng với nước. Ví dụ, tiêu chuẩn của AnhĐức cho sản phẩm đất đèn cục phải tạo ra 295 lít/kg và 300 lít/kg. Tạp chất trong đất đèn có hợp chất của phốtpho, sẽ chuyển thành phốtphin (PH3) khi tác dụng với hiđrô.

Phản ứng trên đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất thời Cách mạng công nghiệp. Cuối thế kỷ 19, ở Mỹ, sản xuất canxi cacbua có được nhờ lượng điện rẻ, khổng lồ của nhà máy thủy điện trên thác Niagra.

Cấu trúc tinh thể[sửa | sửa mã nguồn]

Canxi cacbua tinh khiết có dạng rắn gần như không màu. Ở nhiệt độ trong phòng, cấu trúc tinh thể phổ biến là cấu trúc giống muối với hai ion cacbon (C22-) nằm song song.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Sản xuất axetylen[sửa | sửa mã nguồn]

Phản ứng với nước được nhà hoá học người Đức Friedrich Wohler phát hiện năm 1862:

CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Đây là phản ứng căn bản để tạo ra axetylen qui mô công nghiệp và là ứng dụng chủ yếu của canxi cacbua.

Sản xuất canxi xianamit[sửa | sửa mã nguồn]

Canxi cacbua phản ứng với nitơ ở nhiệt độ cao tạo thành canxi xianamit:

CaC2 + N2 → CaCN2 + C

Canxi xianamit được sử dụng làm phân bón hóa học. Nó bị thuỷ phân để trở thành xianamit – H2NCN.

Sản xuất thép[sửa | sửa mã nguồn]

Đất đèn được sử dụng:

  • Khử lưu huỳnh trong sắt (gang trắng, gang xám và thép)
  • Làm nhiên liệu sản xuất thép, chuyển các vụn săt thành dạng lỏng tùy theo tính kinh tế.
  • Chống ôxy hóa ở các thiết bị môi (thìa) múc kim loại.

Đèn cacbua[sửa | sửa mã nguồn]

Đất đèn được sử dụng để thắp sáng. Đèn cacbua là thiết bị chiếu sáng sử dụng khí axetylen tạo ra khi tưới nước lên đất đèn. Đèn này không sử dụng trong các mỏ than bởi khí metan tại mỏ dễ gây nổ. Tại mỏ than, người ta dùng đèn Davy. Tuy vậy, đèn cacbua đã từng được dùng rộng rãi tại các mỏ thiếc, đồng và mỏ đá, ngày nay, chúng được thay thế bằng đèn dùng điện. Đèn cacbua vẫn được sử dụng bởi một số nhà thám hiểm hang động và một số khu vực dưới lòng đất khác. Có một thời, chúng cũng được dùng làm đèn chiếu sáng trước ô tô trước khi đèn điện thay thế chúng hoàn toàn.

Các ứng dụng khác[sửa | sửa mã nguồn]

Đất đèn được dùng để thúc trái cây chín nhanh bởi khí axetylen là chất làm trái cây chín (tương tự khí êtylen).

Tại Hà LanBỉ ngày này, có một tập quán truyền thống tên là Carbidschieten. Để tạo tiếng nổ, đất đèn và nước được đổ vào một thùng đựng sữa có nắp đậy. Chúng được kích nổ bằng đuốc. Một số làng ở Hà Lan đốt nhiều thùng như thế một lúc như một truyền thống cổ xưa. Truyền thống này đến từ một tôn giáo đa thần cổ với ý nghĩa xua đuổi các linh hồn.

Nó còn được sử dụng tạo tiếng nổ lớn cho các phát bắn tượng trưng của súng thần công.

Cùng với canxi phốtphua, canxi cacbua có trong pháo hiệu hàng hải nổi, tự cháy.

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]