Calciumcarbide

Calciumcarbide (ook bekend onder de benamingen carbid, karbiet of carbuur) is een anorganische verbinding van calcium en koolstof, met als brutoformule CaC₂. De stof komt voor als een witgeel tot grijsblauw kristallijn poeder of als brokken. Formeel is calciumcarbide het calciumzout van ethyn.

Calciumcarbide
Structuurformule en molecuulmodel
Kristalstructuur van calciumcarbide ■ Ca2+ ■ C22−
Calciumcarbide-poeder
Algemeen
Molecuulformule	CaC2
IUPAC-naam	calciumcarbide
Andere namen	carbid, karbiet, carbuur
Molmassa	64,0994 g/mol
SMILES	[C-]#[C-].[Ca+2]
InChI	1S/C2.Ca/c1-2;/q-2;+2
CAS-nummer	75-20-7
EG-nummer	200-848-3
PubChem	6352
Wikidata	Q421801
Waarschuwingen en veiligheidsmaatregelen
Gevaar
H-zinnen	H260
EUH-zinnen	geen
P-zinnen	P223 - P231+P232 - P370+P378 - P422
Omgang	Niet inademen en contact vermijden
Opslag	Stevig gesloten houden en onder stikstofatmosfeer hanteren en bewaren. Calciumcarbide absoluut niet in contact met water laten komen.
VN-nummer	1402
Fysische eigenschappen
Aggregatietoestand	vast
Kleur	wit-grijsblauw
Dichtheid	2,22 g/cm³
Smeltpunt	2160 °C
Kookpunt	2300 °C
Geometrie en kristalstructuur
Kristalstructuur	tetragonaal
Tenzij anders vermeld zijn standaardomstandigheden gebruikt (298,15 K of 25 °C, 1 bar).
Portaal    Scheikunde

Synthese

Calciumcarbide werd voor het eerst per ongeluk bereid - in 1862 door Friedrich Wöhler - door calciumcarbonaat met cokes te verhitten tot hoge temperaturen met als doel het synthetiseren van calcium. Het werd gecommercialiseerd door calciumoxide (ongebluste kalk) met koolstof (cokes) te verhitten tot een temperatuur van 2000°C:

${\ce {2CaO + 5C -> 2CaC2 + CO2}}$

Deze reactie wordt uitgevoerd in een vlamboogoven met grafietelektroden. De methode werd in 1888 eveneens per ongeluk uitgevonden door de Canadese uitvinder Thomas Leopold Willson en was economisch rendabel.

Toepassingen

Productie van ethyn

Calciumcarbide ontleedt met water onder vorming van ethyn (acetyleen) en calciumhydroxyde (gebluste kalk):

${\ce {CaC2 + 2H2O->C2H2 + Ca(OH)2}}$

Deze hydrolyse van calciumcarbide was tot in de jaren 30 van de 20e eeuw de enige methode om ethyn te produceren. Hierdoor was calciumcarbide een belangrijk uitgangspunt bij de ontwikkeling van de acetyleenchemie (de chemie van Walter Reppe). Met de opkomst van de petrochemische industrie heeft deze methode sterk aan belang verloren.

Ethyn is op zijn beurt weer een grondstof voor een groot aantal andere verbindingen, waaronder het polymeer polyacetyleen. Dit is een geleidend polymeer.

Tussen 1900 en 1945 werd calciumcarbide veel gebruikt in de carbidlamp, onder andere om voertuigen (zoals auto of fiets) te voorzien van verlichting. In een carbidlamp zit een waterreservoir waaruit, na een nauwkeurige en lastige afstelling, water op het carbid druppelt en ethyn ontstaat. Het ethyngas verbrandt vervolgens met een vlam die een helder wit licht geeft. Na 1945 is de carbidlamp vrijwel geheel verdrongen door elektrische verlichting. Voor de komst van ethyn in gasflessen werd carbid door smeden gebruikt als brandstof voor lasbranders.

Carbidschieten

Carbid wordt met name in het noorden, oosten en zuiden van Nederland gebruikt voor het carbidschieten rond de jaarwisseling.

Overige toepassingen

Calciumcarbide wordt gebruikt om ruwijzer te ontzwavelen:

${\ce {S + CaC2 -> CaS + 2C}}$

Daarnaast kan het gebruikt worden als pesticide, bijvoorbeeld om mollen en woelmuizen uit te roken. Hiertoe wordt een blokje calciumcarbide in een graafgang gelegd en besprenkeld met water. Het ontstane ethyn verjaagt de dieren. Calciumcarbide is opgenomen in de lijst van pesticiden die door de Europese Unie zijn toegelaten.

Calciumcarbide reageert onder hoge temperatuur (1000°C) met stikstofgas tot calciumcyaanamide:

${\ce {CaC2 + N2 ->[{\ce {1000 \ ^{o}C}}] CaCN2 + C}}$

Externe links

• (en) MSDS van calciumcarbide
• (en) Gegevens van calciumcarbide in de GESTIS-stoffendatabank van het IFA

Bronnen, noten en/of referenties

WikiWoordenboek