Karbid, czyli acetylenek wapnia lub węglik wapnia to związek chemiczny o wielu zastosowaniach i bardzo ciekawych właściwościach. Wykorzystuje się go m.in. w hutnictwie, przemyśle chemicznym, jako środek odstraszający gryzonie, a niegdyś karbid stanowił źródło światła w prowizorycznych lampach, tzw. karbidówkach. Sprawdźmy zatem, w jaki sposób pozyskuje się węglik wapnia, jakie jest jego zastosowanie oraz właściwości. Odpowiemy również na pytanie, czy karbid jest szkodliwy dla zdrowia.
Węglik wapnia (karbid) – informacje i właściwości
Węglik wapnia (inaczej karbid, acetylenek wapnia, ang. calcium carbide) to nieorganiczny związek chemiczny wapnia z grupy węglików jonowych o strukturze acetylenku i wzorze sumarycznym CaC2. Karbid jest ciałem stałym, którego kolor różni się od stopnia zanieczyszczenia (biały lub bezbarwny – czysty karbid, szary – zanieczyszczony techniczny karbid). Na wolnym powietrzu wietrzeje i pokrywa się wodorotlenkiem wapnia i węglanem wapnia (na skutek obecności pary wodnej i dwutlenku węgla).
Techniczny węglik wapnia ma dosyć charakterystyczny zapach (czosnkowy), który wynika z obecności fosforku wapnia (hydrolizuje do fosforiaku). Karbid topi się w temperaturze 2160 °C i silnie reaguje z wodą (dochodzi do jego hydrolizy). Dochodzi wtedy do reakcji egzotermicznej (z wydzieleniem ciepła), podczas której wydziela się acetylen.
Reakcję węgliku wapnia z wodą przedstawia poniższe równanie:
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2↑
| Wzór sumaryczny | CaC2 |
| Masa molowa | 64,10 g/mol |
| Gęstość | 2,22 g/cm |
| Temperatura topnienia | 2160 °C |
| Temperatura wrzenia | 2300 °C |
Otrzymywanie
Techniczny acetylenek wapnia wytwarzany jest z koksu i wapna palonego. Proces produkcji odbywa się w elektrycznych piecach łukowych, które wytwarzają temperaturę rzędu 2200–2300 °C. Produktem ubocznym reakcji jest tlenek węgla. Reakcję pozyskiwania karbidu z koksu i wapna palonego przedstawia poniższe równanie:
3C + CaO → CaC2 + CO↑
Dlaczego do produkcji karbidu wykorzystuje się energożerne i gigantyczne piece łukowe? Wynika to z faktu, że trudno osiągnąć tak wysokie temperatury innymi sposobami. Dlatego też w procesie produkcji karbidu stosuje się piece łukowe z grafitowymi elektrodami. Jako ciekawostkę można dodać, że napięcie zasilające piece łukowe może sięgać nawet 1600 V, a jego elektrody mogą mieć średnicę nawet 70 cm.
Zastosowanie
Na przestrzeni wielu dziesięcioleci, acetylenek wapnia znalazł bardzo szerokie zastosowanie. Stosuje się go m.in.:
- w hutnictwie metali ciężkich jako środek redukujący;
- do produkcji nawozów sztucznych i acetylenu (reakcja z wodą);
- do produkcji amatorskich petard;
- jako środek odstraszający gryzonie (krety, nornice etc.);
- jako źródło światła w przenośnych lampach – tzw. karbidówkach.
Karbid na gryzonie i szkodniki
Karbid granulowany jest popularnym środkiem wykorzystywanym w walce z różnymi szkodnikami – odstrasza m.in. krety, myszy polne, nornice czy karczowniki. Jego zaletą jest to, że nie zabija, a jedynie odstrasza niechcianych intruzów w ogrodzie. Jest łatwy w aplikacji, ponieważ wystarczy rozsypać granulki w miejscu bytowania gryzoni, a za sprawą wilgoci w glebie, z granulatu zaczyna wydobywać się acetylen, który podrażnia węch szkodników i powoduje ich przesiedlenie.
Najczęściej substancją aktywną jest w 100% oczyszczony acetylenek wapnia. Środek ten jest powszechnie znany większości ogrodnikom w Polsce i na całym świecie.
Dlaczego warto stosować bryłki karbidu na szkodniki?
- jest łatwy w aplikacji;
- dostępny w niskiej cenie;
- nie zabija, a jedynie odstrasza szkodniki;
- reaguje z wilgocią w glebie;
- bezpieczny dla środowiska – karbid po całkowitym rozłożeniu, pozostawia po sobie jedynie wapno.
Ważne! Acetylenek wapnia to substancja drażniąca. Powinna być rozsypywana wyłącznie przez osoby dorosłe, w bezchmurny i słoneczny dzień (opady deszczu spowodują przedwczesną reakcję wydzielania się acetylenu, co może być niebezpieczne dla zdrowia użytkownika). Podczas rozsypywania granulatu, należy zachować środki ochrony osobistej w postaci rękawic.
Czym są lampy karbidowe (karbidówki)?
Lampa karbidowa (tzw. karbidówka) to prymitywny rodzaj oświetlenia, który wykorzystuje w swoim działaniu wyłącznie wodę oraz acetylenek wapnia. Karbidówka składała się z dwóch komór: górnej i dolnej. W komorze górnej znajdowała się woda, a w dolnej węglik wapnia (karbid). Na skutek połączenia tych substancji, dochodziło do reakcji egzotermicznej, w wyniku której powstawało widzialne światło i wytwarzał się szkodliwy gaz – acetylen.
Powoli skapująca woda do dolnej komory podtrzymywała reakcję chemiczną, dzięki czemu karbidówki znalazły zastosowanie m.in. w kopalniach i stanowiły wygodne, przenośne źródło światła. Co ciekawe, karbidówki służyły m.in. walczącym w Powstaniu Warszawskim, którzy przemieszczali się w podziemiach Warszawy.
Strzelanie z karbidu – zabawy z karbidem
Niegdyś karbid wykorzystywany był przez nastoletnich chłopców do wielu zabaw. Strzelanie z karbidu przynosiło masę frajdy, ale też wiązało się z pewnym ryzykiem. Jak strzelać z karbidu? Sposobów jest wiele, najprostszym jest włożenie kilku kostek karbidu do uprzednio przekłutej gwoździem puszki (np. po mleku, kakao czy farbie), naplucie na nie (celem rozpoczęcia reakcji wytwarzania acetylenu) i podpalanie (np. zapałką) w miejscu nakłucia.
Szkodliwość i wpływ na zdrowie
Pył karbidu może działać drażniąco na błony śluzowe i wilgotną skórę. Szczególnie narażone są oczy, które po kontakcie z węglikiem wapnia należy obficie przepłukać wodą, a zaraz potem skonsultować się z lekarzem specjalistą.
FAQ – najczęstsze pytania i odpowiedzi
- Ile kosztuje karbid? Za 500 g granulowanego karbidu trzeba zapłacić ok. 16 zł.
- Ile acetylenu z 1 kg karbidu? Z 1 kg karbidu można uzyskać ok. 300 g acetylenu.
- Czy karbid jest wybuchowy? Karbid w połączeniu z wodą lub wilgotnym powietrzem gwałtownie wydziela wybuchowy gaz – acetylen.
- Jak działa lampa karbidowa? W tzw. karbidówce woda powoli kapała na umieszczony poniżej karbid. Dodatkowo wewnątrz lampy utrzymywane było stałe ciśnienie, które na przemian wstrzymywało lub umożliwiało kapanie wody.
- Jak używać karbidu na krety? Wystarczy wsypać kilka bryłek karbidu do odkrytej dziury kreta, po czym delikatnie całość przykryć ziemią, nie niszcząc przy tym korytarza. Dzięki temu karbid zacznie powoli reagować z wilgocią zawartą w glebie, co skutecznie odstraszy niechciane szkodniki (acetylen zaczyna rozprzestrzeniać się po kanałach wykopanych przez kreta i podrażnia węch szkodników, powodując ich przesiedlenie).
Sprawdź również informacje o innych substancjach:
źródło:
- https://pl.wikipedia.org/wiki/Acetylenek_wapnia
- https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_carbide