קאַרבידע: Formula, אַפּפּליקאַטיאָן און פּראָפּערטיעס

די וועלט ווייסט אַ פּלאַץ פון פאַרשידענע כעמיש קאַמפּאַונדז: די סדר פון הונדערטער פון מיליאַנז. און זיי ניטאָ אַלע, ווי מענטשן, זענען יחיד. עס איז אוממעגלעך צו געפינען צוויי סאַבסטאַנסיז וואָס האָבן צו גלייַכן די כעמיש און גשמיות פּראָפּערטיעס פון פאַרשידענע מינים פון פאַרטרעטונג.

איינער פון די מערסט טשיקאַווע ינאָרגאַניק סאַבסטאַנסיז יגזיסטינג אין די ווייַס ליכט זענען קאַרבידעס. אין דעם אַרטיקל, מיר וועלן דיסקוטירן זייער סטרוקטור, גשמיות און כעמישער פּראָפּערטיעס, די נוצן פון אַ ביסל און זען די סאַטאַלטיז פון זייער קאַבאָלע. אבער ערשטער, אַ ביסל וועגן דער געשיכטע פון דער אנטדעקונג.

געשיכטע

מעטאַל קאַרבידעס פון די פאָרמולע וואָס מיר געבן ווייטער, זענען נישט נאַטירלעך קאַמפּאַונדז. דעם איז רעכט צו דעם פאַקט אַז זייער מאַלאַקיולז טענד צו צעלייגנ זיך אין קאָנטאַקט מיט וואַסער. דעריבער, עס איז ווערט טריינג צו רעדן וועגן דער ערשטער סינטעז פון קאַרבידעס.

סטאַרטינג פון 1849 דאָרט זענען רעפֿערענצן צו די סינטעז פון סיליציום קאַרבידע, אָבער, עטלעכע פון די Attempts בלייַבן אַנרעקאַגנייזד. גרויס-וואָג פּראָדוקציע אנגעהויבן אין 1893, די אמעריקאנער כעמיקער עדוואַרד Acheson אופֿן וואָס איז געווען שפּעטער געהייסן נאָך אים.

געשיכטע קאַלסיום קאַרבייד סינטעז איז אויך ניט אַ פּלאַץ פון פאַרשידענע אינפֿאָרמאַציע. אין 1862 ער באקומען די דייַטש כעמיקער פרידריה וואָלער, באַהיצונג די פוסעד צינק און קאַלסיום מיט קוילן.

איצט לאָזן ס מאַך אויף צו מער טשיקאַווע סוגיות: כעמיש און גשמיות פּראָפּערטיעס. עס איז אין זיי ליגט די עסאַנס פון די נוצן פון דעם סאָרט פון סאַבסטאַנסיז.

גשמיות פּראָפּערטיעס

לעגאַמרע אַלע די קאַרבידעס זענען אונטערשיידן דורך זייער כאַרדנאַס. למשל, איינער פון די סאָלידס אויף די מאַס וואָג איז טאַנגסטאַן קאַרבייד (9 אויס פון 10 מעגלעך ווייזט). חוץ די סאַבסטאַנסיז זענען זייער רעפראַקטאָרי: מעלטינג טעמפּעראַטור פון עטלעכע פון זיי ריטשאַז צוויי טויזנט דיגריז.

רובֿ קאַרבידעס קעמאַקלי ינערט און ינטעראַקט מיט אַ קליין נומער פון סאַבסטאַנסאַז. זיי זענען נישט סאַליאַבאַל אין קיין סאָלוואַנץ. אָבער, די ינטעראַקשאַן קענען זיין געהאלטן דורך דיזאָלווינג מיט וואַסער, די צעשטערונג פון קייטן און די פאָרמירונג פון אַ מעטאַל כיידראַקסייד און אַ כיידראָוקאַרבאַן.

וועגן די יענער אָפּרוף, און פילע אנדערע טשיקאַווע כעמיש ריאַקשאַנז ינוואַלווינג קאַרבידעס וועט זיין דיסקאַסט אין די ווייַטער אָפּטיילונג.

כעמישער פּראָפּערטיעס

כּמעט אַלע קאַרבידעס ינטעראַקט מיט וואַסער. עטלעכע - לייכט און אָן באַהיצונג (פֿאַר משל, קאַלסיום קאַרבייד), און עטלעכע (למשל, קאַרביד קרעמנייאַ) - וואַסער פּאַרע ווען העאַטעד צו 1800 דיגריז. ריאַקטיוואַטי אַזוי דעפּענדס אויף די נאַטור פון קאָמוניקאַציע אין די מישן, וואָס מיר וועלן דיסקוטירן שפּעטער. אין דער אָפּרוף מיט וואַסער צו פּראָדוצירן פאַרשידענע כיידראָוקאַרבאַנז. דעם אַקערז ווייַל די הידראָגען קאַנטיינד אין וואַסער, איז קאָננעקטעד צו די טשאַד אין די קאַרבידע. צו פֿאַרשטיין וואָס כאַפּאַנז כיידראָוקאַרבאַן (ווי קענען פּאַסירן ווי די לימאַטינג, און אַנסאַטשערייטיד קאַמפּאַונד), עס איז מעגלעך, באזירט אויף די וואַלענטקייַט פון די טשאַד קאַנטיינד אין די סטאַרטינג מאַטעריאַל. למשל, אויב מיר האָבן אַ קאַלסיום קאַרבידע, וועמענס פאָרמולע איז קאַק _2, מיר זען אַז עס כּולל די ק ₂ ^2- יאָן. בכן, עס איז מעגלעך צו צוטשעפּען צוויי הידראָגען יאָן מיט אָפּצאָל +. אזוי, מיר קריגן די קאַמפּאַונד ק ₂ ה ₂ - אַסעטאַלין. אין דער זעלביקער וועג פון אַ קאַמפּאַונד אַזאַ ווי אַלומינום קאַרבידע, וועמענס פאָרמולע על ₄ C _3, מיר טש _4. וואָס ניט C ₃ ה _12, איר פרעגן? נאָך די יאָן האט אַ אָפּצאָל פון 12. די פאַקט אַז די מאַקסימום נומער פון הידראָגען אַטאָמס איז באשלאסן דורך די פאָרמולע 2 ן, + 2 ווו N - נומער פון טשאַד אַטאָמס. בכן, נאָר אַ קאַמפּאַונד פון די פאָרמולע C ₃ ה ₈ (פּראָופּיין) זאל עקסיסטירן ווי די יאָן מיט אָפּצאָל 12 Falls אין דרייַ יאָן מיט אָפּצאָל 4, וואָס פּראָדוצירן, ווען קאַמביינד מיט פּראָטאָנס מעטיין מאַלאַקיול.

טשיקאַווע זענען קאַרבידעס אַקסאַדיישאַן אָפּרוף. זיי קענען פּאַסירן ווי די מיקסטשערז ווען יקספּאָוזד צו שטאַרק אַקסאַדייזינג אגענטן, און אין דער פּראָסט ברענען אין די זויערשטאָף אַטמאָספער. אויב אַלץ איז קלאָר מיט זויערשטאָף: באקומען צוויי אָקיסדאַ, דעמאָלט מיט אנדערע אַקסידאַנץ טשיקאַווע. אַלע דעפּענדס אויף די נאַטור פון די מעטאַל קאַנסטאַטוטינג די קאַרבידע, ווי ווויל ווי אויף די נאַטור פון די אַקסאַדייזינג אגענטן. לעמאָשל, קאַרביד קרעמנייאַ, וועמענס פאָרמולע סיק, דורך ריאַקטינג מיט אַ געמיש פון ניטריק און הידראָפלואָריק אַסאַדז, Forms העקסאַפלואָראָסיליסיק זויער מיט טשאַד דייאַקסייד. און בעשאַס דער זעלביקער אָפּרוף אָבער מיט בלויז איין פון ניטריק זויער, מיר קריגן אַ סיליציום אַקסייד און טשאַד דייאַקסייד. דורך אַקסאַדייזינג אגענטן אויך אַרייַננעמען האַלאָגענס און טשאַלקאָגענס. זיי ריאַקטאַד קיין קאַרבידע, אָפּרוף פאָרמולע דעפּענדס אויף זייַן סטרוקטור.

מעטאַל קאַרבידעס פאָרמולע וואָס מיר יגזאַמאַנד - ניט בלויז טרעגערס פון דעם סאָרט פון קאַמפּאַונדז. איצט מיר נעמען אַ נעענטער קוק אין יעדער פון ינדאַסטריאַלי וויכטיק קאַמפּאַונדז פון דעם סאָרט און דעמאָלט רעדן וועגן זייער אַפּלאַקיישאַן אין אונדזער לעבן.

וואָס זענען די קאַרבידעס?

עס טורנס אויס, קאַרבידע, וועמענס פאָרמולע איז, למשל, קאַק _2, דיפפערס באטייטיק אין ביניען פון סיק. און די חילוק איז בפֿרט אין דער נאַטור פון די קייטן צווישן די אַטאָמס. אין דער ערשטער פאַל מיר זענען דילינג מיט אַ זאַלץ-ווי קאַרבידע. דעם סאָרט פון קאַמפּאַונדז איז געהייסן אַזוי ווייַל עס אַקשלי ביכייווז ווי אַ זאַלץ דערפון, וואָס איז טויגעוודיק פון דיססאָסיאַטינג זיך ייאַנז. דעם ייאַניק בונד איז זייער שוואַך, און אַז מאכט עס גרינג צו אָנפירן די כיידראַלאַסאַס אָפּרוף און די קאַנווערזשאַן פון פילע אנדערע, כולל די ינטעראַקשאַן צווישן די ייאַנז.

אן אנדער, טאָמער מער וויכטיק ינדאַסטריאַלי קוקן קאָוואַלענט קאַרבידעס זענען קאַרבידעס: אַזאַ ווי, למשל, סיק אָדער קלאָזעט. זיי זענען קעראַקטערייזד דורך הויך געדיכטקייַט און שטאַרקייַט. און אויך ינערט און רעפראַקטאָרי צו צעפירן קעמיקאַלז.

עס זענען אויך מעטאַל-ווי קאַרבידעס. אלא, זיי קענען ווערן באטראכט ווי אַלויז פון מעטאַלס מיט טשאַד. צווישן די קענען זיין ידענטיפיעד, למשל, סעמענטיטע (פּרעסן קאַרבידע, וועמענס פאָרמולע קענען זיין אַנדערש, אָבער עס איז בעערעך דער דורכשניטלעך: Fe ₃ C), אָדער פּרעסן. זיי האָבן אַ כעמיש טעטיקייט ינטערמידייט אין גראַד צווישן ייאַניק און קאָוואַלענט קאַרבידעס.

יעדער פון די סאַב-מינים מיר זענען דיסקאַסינג אַ קלאַס פון כעמיש קאַמפּאַונדז האט זייַן פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן. פֿאַר אינפֿאָרמאַציע אויף ווי און ווו צו נוצן יעדער פון זיי, מיר וועט דיסקוטירן אין די ווייַטער אָפּטיילונג.

פּראַקטיש אַפּלאַקיישאַן פון קאַרבידעס

ווי מיר האָבן דיסקאַסט, קאָוואַלענט קאַרבידעס האָבן די גרעסטע קייט פון פּראַקטיש פּראָגראַמען. דעם אַברייסיוו אָדער קאַטינג מאַטעריאַלס, און קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס געניצט אין פאַרשידן fields (למשל, ווי איינער פון די מאַטעריאַלס קאַמפּרייזינג די גוף אַרמאָר), און מאַשין טיילן, און עלעקטראָניש ינסטראַמאַנץ, און באַהיצונג יסודות, און יאָדער ענערגיע. און דעם איז ניט אַ גאַנץ רשימה פון אַפּלאַקיישאַנז פון די סופּערהאַרד קאַרבידע.

די נעראָואַסט אַפּלאַקיישאַן האָבן זאַלץ-מאָלדינג קאַרבידעס. זייער אָפּרוף מיט וואַסער איז געניצט ווי אַ לאַבאָראַטאָריע אופֿן פֿאַר באקומען כיידראָוקאַרבאַנז. אַז, ווי עס כאַפּאַנז, מיר האָבן שוין דיסקאַסט אויבן.

צוזאמען מיט קאָוואַלענט מעטאַל-קאַרבידעס האָבן ברייט אַפּלאַקיישאַן אין אינדוסטריע. ווי מיר האָבן געזאגט, דעם מין פון מעטאַל-קאָנטאַקט פון די ונטערטעניק קאַמפּאַונדז זענען פון שטאָל, פּרעסן און אנדערע מעטאַל קאַמפּאַונדז מיט טשאַד ינקלוזשאַנז. טיפּיקאַללי, די מעטאַל אין אַזאַ סאַבסטאַנסיז דערציילט צו די סאָרט פון D-מעטאַלס. אַז איז וואָס עס טענדז צו פאָרעם קאָוואַלענט קייטן טאָן ניט, ווי עס זענען געווען, באַקענענ אין די מעטאַל סטרוקטור.

אין אונדזער מיינונג, פּראַקטיש פּראָגראַמען אין די אויבן קאַמפּאַונדז איז מער ווי גענוג. איצט לעץ קוקן אין די פּראָצעס פֿאַר זייער צוגרייטונג.

געטינג קאַרבידעס

דער ערשטער צוויי טייפּס פון קאַרבידעס וואָס מיר געהאלטן, ניימלי קאָוואַלענט און סאַלטליקע צוגעגרייט רובֿ איינער פּשוט וועג: דורך ריאַקטינג אַקסייד פון די עלעמענט און קאָקס בייַ הויך טעמפּעראַטורעס. אין דעם טייל פון די קאָקס, קאַמפּאָוזד פון טשאַד אַטאָם איז קאָננעקטעד צו אַן עלעמענט באשטייט פון אַקסייד, קאַרבידע און Forms. אן אנדער טייל פון די "פּיקס אַרויף" די זויערשטאָף און Forms טשאַד מאַנאַקסייד. אַזאַ אַ פּראָצעס איז זייער ענערגיע קאַנסאַמשאַן, זינט עס ריקווייערז מיינטיינינג אַ הויך טעמפּעראַטור (פון די סדר פון 1600-2500 דיגריז) אין דער אָפּרוף זאָנע.

פֿאַר עטלעכע טייפּס פון קאַמפּאַונדז ניצן אנדער ברירה ריאַקשאַנז. לעמאָשל, די דיקאַמפּאָוזישאַן פון אַ קאַמפּאַונד וואָס לעסאָף גיט קאַרבידע. די פאָרמולע פון דער אָפּרוף דעפּענדס אויף די באַזונדער קאַמפּאַונד, אַזוי דיסקוטירן עס מיר וועט ניט.

איידער קאַנקלודינג אונדזער אַרטיקל, מיר וועלן דיסקוטירן עטלעכע טשיקאַווע קאַרבידעס און רעדן וועגן זיי אין דעטאַל.

טשיקאַווע קאַמפּאַונדז

סאָדיום קאַרבידע. די פאָרמולע פון די קאַמפּאַונד ק ₂ נאַ _2. דעם קענען זיין רעפּריזענטיד מער ווי אַסעטילידע (י.ע. די פּראָדוקט פון סאַבסטיטושאַן פון הידראָגען אַטאָמס אין די אַסעטאַלין איבער סאָדיום אַטאָמס) אלא ווי קאַרבידע. די כעמיש פאָרמולע טוט ניט גאָר פאַרטראַכטנ זיך די סאַטאַלטיז, אַזוי זיי דאַרפֿן צו קוקן אין די סטרוקטור. דאס איז אַ זייער אַקטיוו מאַטעריע און פֿאַר קיין קאָנטאַקט מיט די וואַסער איז אַקטיוולי ינטעראַקץ מיט עס צו פאָרעם אַסעטאַלין און אַלקאַליס.

מאַגניזיאַם קאַרבידע. פאָרמולע: מגק _2. אַ טשיקאַווע וועג פון באקומען אַ גענוג אַקטיוו קאַמפּאַונד. איינער פון זיי ינוואַלווז די סינטערינג פון מאַגניזיאַם פלואָרידע מיט קאַלסיום קאַרבייד ביי הויך טעמפּעראַטור. דעם רעזולטאטן אין צוויי פּראָדוקטן: קאַלסיום פלואָרידע, און איר ווילן אונדז צו קאַרבידע. די פאָרמולע פון דעם אָפּרוף איז גאַנץ פּשוט, און איר קענען אויב איר ווילן צו לייענען עס אין די ספּעשאַלייזד ליטעראַטור.

אויב איר זענען נישט זיכער פון די נוציקייט פון די מאַטעריאַל קאַנטיינד אין דעם אַרטיקל, דעמאָלט דער ווייַטער אָפּטיילונג איז פֿאַר איר.

ווי קענען דעם זיין נוצלעך אין לעבן?

נו, ערשטער, וויסן פון כעמיש קאַמפּאַונדז קענען קיינמאָל זיין יבעריק. שטענדיק בעסער צו זיין אַרמד וויסן ווי בלייַבן אָן עס. רגע, די מער איר וויסן וועגן דער עקזיסטענץ פון זיכער קאַמפּאַונדז, די בעסער צו פֿאַרשטיין די מעקאַניזאַמז פון זייער פאָרמירונג און די געזעצן וואָס לאָזן זיי צו עקסיסטירן.

איידער איר גיין צו די סוף, איך וואָלט ווי צו געבן עטלעכע עצה אויף דעם לערנען פון דעם מאַטעריאַל.

ווי צו לערנען עס?

זייער פּשוט. עס ס נאָר טייל פון כעמיע. און לערן עס גייט די טעקסטבוקס פון כעמיע. אָנהייבן מיט שולע אינפֿאָרמאַציע און מאַך אויף צו די מער אַוואַנסירטע, פֿון אוניווערסיטעט טעקסטבוקס און האַנדבאָאָקס.

סאָף

דעם טעמע איז ניט ווי פּשוט און נודנע ווי עס מיינט בייַ ערשטער בליק. קעמיקאַלז קענען שטענדיק זיין אַ טשיקאַווע, אויב איר געפינען עס אַ ציל.