Карбид алюминия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Карбид алюминия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

 

 

Карбид алюминия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Al₄C₃.

 

Краткая характеристика карбида алюминия

Физические свойства карбида алюминия

Получение карбида алюминия

Химические свойства карбида алюминия

Химические реакции карбида алюминия

Применение и использование карбида алюминия

 

Краткая характеристика карбида алюминия:

Карбид алюминия – неорганическое вещество желтовато-коричневого цвета, соединение алюминия и углерода.

Карбид алюминия представляет собой желтовато-коричневатые кристаллы.

Химическая формула карбида алюминия Al₄C₃.

Карбид алюминия имеет необычную кристаллическую структуру, которая состоит из чередующихся слоев Al₂C и Al₂C₂.

Соединение является очень устойчивым к воздействию внешней среды. Оно имеет высокую температуру плавления – 2100 ^оС.

Не растворяется в воде, а вступает с ней в реакцию, разлагаясь на гидроксид алюминия и метан.

Не растворим в ацетоне.

Растворяется в расплавленном алюминии, снижая склонность алюминия к ползучести.

Карбид алюминия имеет приблизительно такую же твердость как у топаза.

 

Физические свойства карбида алюминия:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	Al4C3
Синонимы и названия иностранном языке	aluminum carbide (англ.)
Тип вещества	неорганическое
Внешний вид	желтовато-коричневые гексагональные кристаллы
Цвет	желтовато-коричневый
Вкус	—*
Запах	без запаха
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)	твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 25 °C), кг/м3	2360
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 25 °C), г/см3	2,36
Температура кипения, °C	—
Температура плавления, °C	2100
Температура разложения, °C	> 2200
Молярная масса, г/моль	143,96

* Примечание:

— нет данных.

 

Получение карбида алюминия:

Карбид алюминия получается в результате следующих химических реакций:

1. 1. взаимодействия алюминия и углерода:

4Al + 3C → Al₄C₃ (t = 1500-1700 ^оС).

Реакция протекает путем сплавления алюминия с углеродом в дуговой печи.

1. 2. взаимодействия оксида алюминия и углерода:

2Al₂O₃ + 9C → Al₄C₃ + 6CO (t = 1800 ^оС).

1. 3. взаимодействия карбида кремния с углеродом:

4Al + 3SiC → Al₄C₃ + 3Si.

Небольшие количества карбида алюминия также образуются в качестве примеси при получении технического карбида кальция. Кроме того, при электролитическом производстве алюминия карбид алюминия образуется как продукт коррозии графитовых электродов.

 

Химические свойства карбида алюминия. Химические реакции карбида алюминия:

Химические свойства карбида алюминия аналогичны свойствам карбидов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция карбида алюминия и водорода:

Al₄C₃ + 6H₂ → 4Al + 3CH₄ (t = 2200 ^оС).

В результате реакции образуются алюминий и метан.

2. реакция карбида алюминия и кислорода:

Al₄C₃ + 6O₂ → 2Al₂O₃ + 3CO₂ (t = 650-700 ^оС).

В результате реакции образуются оксид алюминия и оксид углерода (IV).

3. реакция карбида алюминия и хлора:

Al₄C₃ + 12Cl₂ → 4AlCl₃ + 3CCl₄ (t > 350 ^оС).

В результате реакции образуются хлорид алюминия и хлорид углерода (IV) (тетрахлорметан).

4. реакция карбида алюминия, гидроксида натрия и воды:

Al₄C₃ + 4NaOH + 12H₂O → 4Na[Al(OH)₄] + 3CH₄.

В результате реакции образуются тетрагидроксоалюминат натрия и метан.

5. реакция карбида алюминия и азотной кислоты:

12HNO₃ + Al₄C₃ → 4Al(NO₃)₃ + 3CH₄.

В результате реакции образуются нитрат алюминия и метан.

Аналогичные реакции карбида алюминия происходят и с другими кислотами.

6. реакция разложения карбида алюминия (реакция карбида алюминия и воды):

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄.

В результате реакции разложения карбида алюминия (реакции карбида алюминия и воды) образуются гидроксид алюминия и метан. Данная реакция представляет собой лабораторный способ получения метана.

7. реакция термического разложения карбида алюминия:

Al₄C₃ → 4Al + 3C (t > 2200 ^оС).

В результате реакции термического разложения карбида алюминия образуются алюминий и углерод.

 

Применение и использование карбида алюминия:

Карбид алюминия используется лишь в нескольких отраслях:

– в качестве абразива в режущих инструментах,

– в качестве добавки при производстве алюминия и алюминиевых сплавов (в целях снижения ползучести алюминия).

 

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 

карбид алюминия реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода соль гидролиз цинка
уравнение реакций соединения масса взаимодействие масса карбида алюминия
реакции