电石（Calcium Carbide）碳化钙、乙炔钙、嘎石

目录

• 1. 简介
• 2. 主要用途
• 3. 生产技术
• 4. 安全防护
• 5. 待增加
• 6. 相关资料
• 7. 补充内容
• 8. 待增加
• 9. 本内容贡献者

简介

/ I) |: e, ]( R% D$ E& u# Q( n碳化钙是一种无机物，化学式为CaC2，电石的主要成分，白色晶体，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。
2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，碳化钙生产在3类致癌物清单中。
1 a3 E3 j) w$ c, X( v- t9 [理化特性
2 [' c) k- H$ I3 P+ t( P

! ?1 c; e( x/ O                               
登录/注册后可看大图

1 A: @; `* J- p4 R! r# a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。
4 Y* l, s7 e5 }. q$ h( S8 ~8 o
晶体结构

                               
登录/注册后可看大图

碳化钙的晶体结构
CaC2最常见的晶型属四方晶系，在298K到720K之间稳定，其结构如右图所示。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。 [1]

- i2 Y0 c( H$ s) D" l, r3 h
+ ]: k8 t) D! E6 z5 T, C

主要用途

反应原理：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑
% `9 [) f- B' Z, [这是一个放热反应，ΔH = -120kJ/mol，因此需要用饱和食盐水与之反应来控制反应速率。 [2]
CaC2能导电，纯度越高，导电越易。
) \+ ^- `; d! k( H7 ?4 K" I

/ b" J" ^: p" E( R$ \                               
登录/注册后可看大图

电石-石灰相平衡图
（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、丙同、烯同、炭黑等；同时乙炔一氧焰广泛用于金属的焊接和切割。
; i- d* y$ i$ g5 ^' j5 w+ O（2）加热粉状电石与氮气时，反应生成氰氨化钙，即石灰氮：
0 R5 d0 G- h5 [& J7 [, n! {' W- vCaC2 + 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。
7 S! \1 k; K) A# {5 B. p/ R4 U（3）电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。
% d% n/ |! n: Q& x9 s（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。
. }3 ^' ?/ m+ B/ m5 q; q（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。

- Y2 K0 ~7 c3 b% A) s


& A* k* u/ W$ E4 A

生产技术

反应方程式：CaO + 3C → CaC2 + CO , ΔH = +465.7kJ/mol
这是一个强吸热反应，故需在2100-2500K的电炉中进行。 [1]
% ]. @( R* c0 K: I4 @

- r: `, A4 f# k3 \                               
登录/注册后可看大图

电石灯
工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法，电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙（分子式 CaO）置于2200℃左右的电炉中熔炼，生成碳化钙（分子式CaC2）。氧热法：即：高炉富氧氧热法熔炼CaC2 (电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术，使 CaC2生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁（提纯CaC2时）；“高温低压”煤气发生炉，使煤气的产（发）生自然化。每熔炼一吨80% CaC2，从石灰石中提取纯炭168kg左右，产生煤气（CO在55%—95%）600-2600 m3，可生产4.5吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤气的CO质量，氧气尤为一举两用，煤热能利用后的煤气，用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。
% f2 \! S0 u, l6 H; |密闭操作，全面排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿化学防护服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
% i" a5 A: t: S. r, S: k, y


2 I: t- Y) f  B6 O1 ?

安全防护

危害
健康危害
损害皮肤，引起皮肤瘙痒、炎症、“鸟眼”样溃疡、黑皮病。皮肤灼伤表现为创面长期不愈及慢性溃疡型。接触工人出现汗少、牙釉质损害、龋齿发病率增高。

毒理学特性及环境行为
$ d! ^& }. P5 [7 |1 l8 A燃爆危险： 本品遇湿易燃。
危险特性：干燥时不燃，遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定的浓度时， 可发生爆炸性灾害。与酸类物质能发生剧烈反应。
燃烧(分解)产物：乙炔、一氧化碳、二氧化碳。

急救措施
  q2 j- B2 @7 b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。
) O. n1 B0 Y6 ?9 k( _4 Q7 A( t3 q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。

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。
$ z3 p' C# m9 Q# K灭火方法：禁止用水或泡沫灭火。二氧化碳也无效。须用干燥石墨粉或其它干粉(如干砂)灭火。
5 l9 T7 T. W, N1 [; Z  W5 y  A储藏
$ G, F) B$ g* m% y& Z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。
& S+ `! W; i- r# P0 c7 i& D2 T
, m: f; U( h# I- J

9 X. b, g9 Y: G, p
9 o- k7 a0 g6 C. [" X

待增加

: K" g* b! y1 Z9 V& |* r* k5 \

! }0 L0 P2 \  T7 S
* c5 b% T; X! I1 L% {

相关资料

1 a+ j) k' [; }$ T; u0 Q/ D1.郝润蓉,方锡义,钮少冲．《无机化学丛书》第三卷：碳硅锗分族：科学出版社，1998
8 ~, x9 \3 S( N* g% L8 ^2.  吴国庆．无机化学（第四版）下册：高等教育出版社，2003
% e: M2 ?5 w9 z2 A# c  d

补充内容

; M4 y7 F3 t9 T% t

待增加

1 _% ~: m; G7 j" `

本内容贡献者

6 h+ [" d0 q6 ]" q& ]/ K' }

返回产业图首页  |  我来补充内容