Calciumcarbid

 
Gefahrensymbole:

F: Entzündlich

Struktur der Verbindung:
Summenformel: CaC2
Molmasse:  64,10g/mol
R/S-Sätze: R, S
MAK-Werte:
Dichte:  2,22g/cm3  
Schmelztemperatur: 2160°C
Siedetemperatur:
Löslichkeit: i
 
Eigenschaften:
In reinem Zustand ist Calciumcarbid eine farblose, kristalline Masse. Es existieren 2 Modifikationen welche durch Erhitzen auf 440°C (tetragonale Modifikation) und durch Erhitzen auf Temperaturen über 440°C (kubisch flächenzentrierte Modifikation) zugänglich sind. Calciumcarbid ist in keinem Lösungsmittel (unverändert) löslich. Tritt es mit Wasser in Kontakt, so zersetzt es sich in einer lebhaften Reaktion zu Ethin (Acetylen) und Caliumhydroxid. Bei Temperaturen oberhalb von 905°C reagiert es mit Stickstoff unter Bildung von Calciumcyanamid, die Druckhydrierung liefert Calciumhydrid; seine reduzierenden Eigenschaften werden ebenfalls technisch genutzt. genutzt.

Das Calciumcarbid des Handels ist durch beigemengte Kohlebestandteile grau bis grauschwarz oder durch Eisenoxid-Verunreinigungen braun gefärbt; daneben enthält es durch die Herstellung bedingt noch etwas Calciumoxid, Calciumphosphid (Ca3P2), Calciumsulfid, Ferrosilicium, Magnesiumnitrid (Mg3N2) und Siliciumcarbid, so dass es durchschnittlich nur auf einen CaC2-Gehalt von 82% kommt. Der unangenehme „Carbid-Geruch“ ist hauptsächlich auf Phosphorwasserstoff (PH3) zurückzuführen, der aus den Calciumphosphid-Spuren durch Luftfeuchtigkeit freigemacht wird.

Calciumcarbid wurde erstmals von Wöhler (1836) und Hase dargestellt und von Berthelot (1862) ausführlich beschrieben. Die labormäßige Calciumcarbid-Herstellung im elektrischen Ofen erfolgte 1892 durch Thomas L. Wilson in Amerika und durch Henry Moissan in Paris. Die industrielle Calciumcarbid-Gewinnung begann 1895 in der Aluminiumindustrie AG Neuhausen in der Schweiz; sie wurde im Jahre 1898 gleichzeitig in Norwegen u. in Deutschland (Rheinfelden) aufgenommen.

Darstellung:
Im Labor wird Calciumcarbid durch thermische Zersetzung von reinem Calciumcyanamid im Vakuum und in Gegenwart von Kohlenstoff gewonnen. Technisch gewinnt man es durch ein elektrothermisches Verfahren aus Calciumoxid und Koks oder Anthrazit, die bei den durch Lichtbogen erzeugten Temperaturen. von 1800–2100° nach folgender Gleichung miteinander reagieren:

CaO + 3C → CaC2 + CO

Das flüssige Calciumcarbid wird durch Abstechen an der Ofensohle gewonnen. Zur Herstellung von einer Tonne Calciumcarbid benötigt man 950 kg CaO, 650 kg Koks und 2,9–3,3 MWh. Große Öfen verbrauchen 55 MWh bei 150000 A. Stromfrei arbeitende Herstellungs-Verfahren, bei denen der. Koksbeispielsweise in Sauerstoff-reicher Luft in Gegenwart von Kalk in Hochöfen bei ca. 2500° verbrannt wird, haben sich nicht durchsetzen können.

Verwendung:

Calciucarbid wird in großen Mengen zur Herstellung von Acetylen als Schweißgas (Dissousgas) und Grundprodukt der Acetylen-Chemie benötigt. Früher wurde Calciumcarbid. für Beleuchtungszwecke in sogenannten Karbidlampen benutzt.

 

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