Paano gumanti ang calcium carbide sa tubig upang makagawa ng acetylene gas?

Menu ng nilalaman

● Panimula sa calcium carbide at acetylene gas

● Ang reaksyon ng kemikal sa pagitan ng calcium carbide at tubig

>> Ang pangunahing reaksyon

>> Mekanismo ng reaksyon

● Visual na representasyon ng reaksyon

● Pang -industriya na paggawa ng acetylene gas mula sa calcium carbide at tubig

>> Mga Paraan ng Produksyon

>> Mga detalye ng basa na proseso

>> Kontrol ng reaksyon at kaligtasan

● Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa rate ng reaksyon at ani ng gas

>> Halimbawa ng pang -eksperimentong data

● Ang mga aplikasyon ng acetylene gas na ginawa mula sa calcium carbide

>> Mga gamit sa industriya

>> Iba pang mga gamit

● Mga pagsasaalang -alang sa kaligtasan sa paggawa ng acetylene

● Epekto ng kapaligiran at pagpapanatili ng paggawa ng acetylene

● Mga makabagong ideya at mga uso sa hinaharap sa paggawa ng acetylene

● Pag -aayos ng mga karaniwang isyu sa paggawa ng acetylene

● Buod ng mga pangunahing punto

● Konklusyon

● Madalas na Itinanong (FAQ)

>> 1. Anong pag -iingat sa kaligtasan ang dapat gawin kapag humahawak ng calcium carbide at acetylene gas?

>> 2. Maaari bang magawa ang acetylene gas nang walang calcium carbide?

>> 3. Paano tinitiyak ang kadalisayan ng acetylene gas?

>> 4. Ano ang nangyayari sa calcium hydroxide na ginawa sa reaksyon?

>> 5. Bakit ginustong ang acetylene gas para sa hinang sa iba pang mga gas?

● Mga pagsipi:

Ang calcium carbide (CAC₂) ay isang mahalagang compound ng kemikal na malawakang ginagamit sa iba't ibang mga pang -industriya na aplikasyon, lalo na para sa paggawa ng acetylene gas (C₂H₂). Ang reaksyon sa pagitan ng calcium carbide at tubig ay isang klasikong at pangunahing proseso ng kemikal na gumagawa ng acetylene gas at calcium hydroxide (CA (OH) ₂). Ang artikulong ito ay nagbibigay ng isang komprehensibong paliwanag kung paano Ang calcium carbide ay tumugon sa tubig, ang mga prinsipyo ng kemikal sa likod ng reaksyon, ang mga pamamaraan ng paggawa ng industriya, mga pagsasaalang -alang sa kaligtasan, at mga aplikasyon ng acetylene gas na ginawa sa pamamagitan ng prosesong ito.

Panimula sa calcium carbide at acetylene gas

Ang calcium carbide ay isang solid, crystalline compound na binubuo ng mga calcium at carbon atoms. Ginagawa ito nang masipag sa pamamagitan ng pag -init ng dayap (CAO) at coke (carbon) sa isang electric arc furnace sa sobrang mataas na temperatura (~ 2000 ° C). Ang prosesong ito ay nagbubunga ng calcium carbide, na kung saan ay pagkatapos ay pinalamig at durog sa iba't ibang laki para magamit sa paggawa ng acetylene.

Ang acetylene gas, na may formula ng kemikal na C₂h₂, ay isang walang kulay, lubos na nasusunog na gas na may natatanging amoy na tulad ng bawang. Kilala ito para sa mataas na temperatura ng apoy at malawak na ginagamit sa welding, pagputol, at synthesis ng kemikal.

Ang reaksyon ng kemikal sa pagitan ng calcium carbide at tubig

Ang pangunahing reaksyon

Kapag ang calcium carbide ay nakikipag -ugnay sa tubig, sumasailalim ito ng isang reaksyon ng hydrolysis, na gumagawa ng acetylene gas at calcium hydroxide. Ang equation ng kemikal ay:

CAC ₂(S)+2H ₂O (L) → C ₂H ₂(G)+CA (OH) ₂(AQ)

- Ang calcium carbide (CAC₂) ay gumanti sa

- tubig (h₂o) upang makabuo

- acetylene gas (C₂h₂) at

- calcium hydroxide (Ca (OH) ₂), na kilala rin bilang slaked dayap.

Mekanismo ng reaksyon

Ang calcium carbide ay binubuo ng mga cations ng calcium (Ca⊃2; ⁺) at mga carbide anion (C₂⊃2; ⁻). Kapag ang mga molekula ng tubig ay makipag -ugnay sa calcium carbide, ang carbide anion ay tumugon sa tubig, na bumabagsak sa acetylene gas at hydroxide ion (OH⁻). Ang mga hydroxide ion pagkatapos ay pagsamahin sa mga ion ng calcium upang mabuo ang calcium hydroxide.

Ang reaksyon na ito ay lubos na exothermic, naglalabas ng isang makabuluhang halaga ng init, na dapat kontrolin sa mga setting ng pang -industriya upang maiwasan ang mga panganib.

Visual na representasyon ng reaksyon

Pang -industriya na paggawa ng acetylene gas mula sa calcium carbide at tubig

Mga Paraan ng Produksyon

Mayroong dalawang pangunahing pamamaraan para sa paggawa ng acetylene gas mula sa calcium carbide at tubig:

- Proseso ng basa: Ang karbida ng calcium ay idinagdag sa tubig sa isang kinokontrol na silid ng reaksyon. Ito ang pinaka -karaniwang ginagamit na pamamaraan dahil sa pagiging simple at kakayahang makontrol.

- Dry Proseso: Ang isang limitadong halaga ng tubig ay idinagdag, na madalas na ginagamit sa mga tiyak na industriya tulad ng mga parmasyutiko at pagmamanupaktura ng PVC.

Mga detalye ng basa na proseso

1. Ang pagpapakain ng calcium carbide: Ang mga calcium carbide granules (karaniwang 2mm x 8mm) ay pinapakain sa isang silid ng reaksyon na puno ng tubig.

2. Reaksyon: Ang calcium carbide ay gumanti sa tubig, na bumubuo ng acetylene gas at calcium hydroxide slurry.

3. Koleksyon ng Gas: Ang mga bula ng acetylene gas at nakolekta sa pamamagitan ng mga tubo.

4. Paglamig at paglilinis: Ang gas ay dumadaan sa mga condenser, scrubber, at dryers upang alisin ang mga impurities tulad ng phosphine, arsine, at kahalumigmigan.

5. Imbakan: Ang purified acetylene gas ay naka -compress at nakaimbak sa mga cylinders para sa pang -industriya na paggamit.

Kontrol ng reaksyon at kaligtasan

- Kontrol ng temperatura: Ang exothermic na likas na katangian ng reaksyon ay nangangailangan ng mahusay na mga sistema ng paglamig (paglamig ng tubig o hangin) upang mapanatili ang ligtas na temperatura ng operating.

- Kontrol ng presyon: Ang mga switch ng presyon ay umayos ang rate ng feed ng calcium carbide upang maiwasan ang labis na paggawa ng gas.

- Mga Kaligtasan ng Kaligtasan: Ang mga pag -aresto sa flash at awtomatikong mga balbula ay pumipigil sa mga pagsabog na dulot ng lubos na nasusunog na acetylene gas.

- Kontrol ng kalidad: Ang mga impurities sa calcium carbide (halimbawa, posporus, asupre, iron) ay nabawasan upang matiyak ang kadalisayan ng acetylene at kaligtasan sa proseso.

Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa rate ng reaksyon at ani ng gas

- Surface area ng calcium carbide: Ang mas maliit na laki ng butil ay nagdaragdag ng lugar sa ibabaw, na nagpapabilis ng reaksyon.

- temperatura ng tubig: Ang mas mataas na temperatura ay nagdaragdag ng enerhiya ng kinetic, nagpapabilis ng reaksyon.

- Konsentrasyon ng mga reaksyon: mas mataas na konsentrasyon ng calcium carbide o pagtaas ng rate ng reaksyon ng tubig.

-Water-to-carbide ratio: Ang pinakamainam na dami ng tubig ay nagsisiguro ng maximum na ani ng acetylene nang walang labis na pagbabanto.

Eksperimentong Data Halimbawa

Ang timbang ng CAC₂ (G)	Dami ng tubig (ML)	Dami ng Acetylene Gas (ML)
3	15	540
3	30	620
3	55	730

Ang mga aplikasyon ng acetylene gas na ginawa mula sa calcium carbide

Mga gamit sa industriya

- Welding at Cutting: Ang acetylene ay gumagawa ng pinakamainit na apoy sa mga gas ng gasolina (~ 3500 ° C), mainam para sa welding at pagputol ng oxy.

- Synthesis ng Chemical: Ginamit bilang isang precursor para sa paggawa ng plastik (PVC, polyethylene), synthetic goma, acetic acid, at iba't ibang mga organikong kemikal.

- Pag -iilaw: Makasaysayang ginamit sa mga lampara ng karbida para sa pagmimina at portable na pag -iilaw.

- Paggamot sa init: Nagbibigay ng isang kinokontrol na apoy para sa mga proseso ng paggamot sa init ng metal.

Iba pang mga gamit

- Metal Desulfurization: Ang calcium carbide ay gumanti sa mga impurities ng asupre sa tinunaw na bakal upang mapabuti ang kalidad ng bakal.

- Mga gamit sa laboratoryo: Ang acetylene ay ginagamit sa organikong kimika para sa synthesizing acetylene derivatives.

Mga pagsasaalang -alang sa kaligtasan sa paggawa ng acetylene

- Pamamahala ng init: Ang labis na init mula sa reaksyon ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng kagamitan o pagsabog kung hindi maayos na kontrolado.

- Ang mga impurities: ang mga impurities ng phosphine at arsine ay nakakalason; Ang paglilinis ay kritikal.

- Imbakan: Ang mga cylinder ng acetylene ay dapat na naka-imbak sa mga maayos na lugar, malayo sa mga mapagkukunan ng pag-aapoy, at sa mga kinokontrol na temperatura.

- Paghahawak: Ang paggamit ng mga flash arrestor at mga regulator ng presyon ay sapilitan upang maiwasan ang mga aksidente.

Epekto ng kapaligiran at pagpapanatili ng paggawa ng acetylene

Ang paggawa ng acetylene gas mula sa calcium carbide at tubig ay may mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran na dapat tugunan ng mga industriya. Ang proseso ay bumubuo ng calcium hydroxide bilang isang byproduct, na maaaring pamahalaan at magamit sa iba't ibang mga paraan upang mabawasan ang basura. Ang wastong pagtatapon o pag -recycle ng calcium hydroxide ay mahalaga upang maiwasan ang kontaminasyon sa kapaligiran.

Bukod dito, ang produksiyon na masinsinang enerhiya ng calcium carbide mismo, na nangangailangan ng mataas na temperatura at makabuluhang pagkonsumo ng kuryente, ay nag-aambag sa carbon footprint ng acetylene production. Ang mga pagsulong sa teknolohiya ay naglalayong mapagbuti ang kahusayan ng enerhiya at mabawasan ang mga paglabas sa panahon ng paggawa ng karbida ng calcium.

Ang mga industriya ay lalong nagpatibay ng mga teknolohiyang greener, tulad ng paggamit ng mga nababagong mapagkukunan ng enerhiya upang mabigyan ng kapangyarihan ang mga electric arc furnaces at pag -recycle ng calcium hydroxide byproducts sa agrikultura at konstruksyon, kung saan maaari itong magsilbing isang conditioner ng lupa o additive ng semento.

Mga makabagong ideya at mga uso sa hinaharap sa paggawa ng acetylene

Patuloy na nai -optimize ng pananaliksik ang paggawa ng acetylene gas mula sa calcium carbide at tubig. Kasama sa mga makabagong ideya ang pag -unlad ng mga catalysts upang mapahusay ang mga rate ng reaksyon, pinabuting disenyo ng reaktor para sa mas mahusay na pamamahala ng init, at automation upang madagdagan ang kaligtasan at kahusayan.

Bilang karagdagan, ang mga alternatibong pamamaraan para sa paggawa ng acetylene, tulad ng mula sa natural gas o biomass, ay ginalugad upang magbigay ng mas napapanatiling at mabisang mga pagpipilian. Gayunpaman, ang reaksyon ng calcium carbide-water ay nananatiling isang maaasahan at malawak na ginagamit na pamamaraan dahil sa pagiging simple at pagiging epektibo nito.

Ang mga umuusbong na teknolohiya ay nakatuon sa miniaturized acetylene generator para sa on-site na paggawa, na binabawasan ang mga panganib sa transportasyon at gastos. Ang mga sistema ng automation at digital na pagsubaybay ay makakatulong din na mapanatili ang pinakamainam na mga kondisyon ng reaksyon, pagpapabuti ng ani at kaligtasan.

Pag -aayos ng mga karaniwang isyu sa paggawa ng acetylene

Ang mga operator ay madalas na nahaharap sa mga hamon tulad ng hindi pantay na ani ng gas, mga impurities sa gas, at kaagnasan ng kagamitan. Ang pagtugon sa mga isyung ito ay nagsasangkot ng regular na pagpapanatili, kalidad ng kontrol ng mga hilaw na materyales, at malapit na ang mga kondisyon ng reaksyon.

Halimbawa, ang mga impurities tulad ng phosphine at arsine ay maaaring mabawasan sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na kadalisayan na calcium carbide at epektibong mga gas scrubbing system. Ang kaagnasan na dulot ng calcium hydroxide slurry ay nangangailangan ng mga materyales na lumalaban sa kaagnasan sa silid ng reaksyon.

Ang iba pang mga karaniwang problema ay kasama ang pag -clog ng mga sistema ng feed dahil sa kahalumigmigan o alikabok ng karbida, na maaaring mapawi sa pamamagitan ng tamang pag -iimbak at paghawak ng calcium carbide. Ang pagsubaybay sa temperatura ng reaksyon at presyon ay nakakatulong upang maiwasan ang mga reaksyon ng runaway o hindi kumpletong henerasyon ng gas.

Buod ng mga pangunahing punto

- Ang calcium carbide ay tumugon sa tubig upang makagawa ng acetylene gas at calcium hydroxide.

- Ang reaksyon ay exothermic at nangangailangan ng maingat na temperatura at kontrol ng presyon.

- Ang acetylene gas ay may magkakaibang mga aplikasyon ng pang -industriya, lalo na sa synthesis at kemikal na synthesis.

- Ang mga pagsasaalang -alang sa kapaligiran at kaligtasan ay kritikal sa proseso ng paggawa.

- Ang patuloy na mga pagbabago ay naglalayong mapagbuti ang kahusayan at pagpapanatili.

Konklusyon

Ang reaksyon ng calcium carbide na may tubig upang makabuo ng acetylene gas ay isang prosesong kemikal ng pundasyon na may makabuluhang kahalagahan sa industriya. Ang reaksyon ng exothermic hydrolysis na ito ay nagbubunga ng acetylene gas at calcium hydroxide, na mahalaga para sa welding, pagputol, at industriya ng paggawa ng kemikal.

Madalas na Itinanong (FAQ)

1. Anong pag -iingat sa kaligtasan ang dapat gawin kapag humahawak ng calcium carbide at acetylene gas?

Ang paghawak ng calcium carbide ay nangangailangan ng dry storage upang maiwasan ang napaaga na reaksyon sa kahalumigmigan. Sa panahon ng paggawa ng acetylene, dapat na kontrolado ang temperatura at presyon, at dapat mai -install ang mga flash arrestor upang maiwasan ang pagsabog. Ang mga cylinder ng gas ng acetylene ay dapat na naka -imbak nang patayo sa mga maaliwalas na lugar na malayo sa mga mapagkukunan ng pag -aapoy.

2. Maaari bang magawa ang acetylene gas nang walang calcium carbide?

Oo, ang acetylene ay maaari ring magawa ng bahagyang pagkasunog ng mitein o sa pamamagitan ng pag -crack ng mga hydrocarbons sa mga proseso ng petrochemical. Gayunpaman, ang reaksyon ng calcium carbide-water ay nananatiling isang simple at epektibong pamamaraan, lalo na kung saan madaling makuha ang calcium carbide.

3. Paano tinitiyak ang kadalisayan ng acetylene gas?

Ang kadalisayan ay sinisiguro sa pamamagitan ng paggamit ng de-kalidad na karbida ng calcium, pagkontrol ng mga parameter ng reaksyon, at pagpasa ng gas sa pamamagitan ng mga scrubber at dryers upang alisin ang mga impurities tulad ng phosphine, arsine, at kahalumigmigan.

4. Ano ang nangyayari sa calcium hydroxide na ginawa sa reaksyon?

Ang calcium hydroxide, na kilala rin bilang slaked dayap, ay maaaring itapon ng ligtas o recycled. Ginagamit ito sa agrikultura upang neutralisahin ang mga acidic na lupa, sa konstruksyon bilang isang bahagi ng semento, at sa paggamot sa tubig.

5. Bakit ginustong ang acetylene gas para sa hinang sa iba pang mga gas?

Ang Acetylene ay gumagawa ng pinakamainit na apoy sa mga karaniwang ginagamit na gas ng gasolina, na umaabot sa temperatura sa paligid ng 3500 ° C kapag pinagsama sa oxygen. Ang mataas na temperatura na ito ay nagbibigay -daan sa mahusay na pagputol at hinang ng mga metal.

Mga pagsipi:

.

[2] https://www.ijsrd.com/articles/ijsrdv8i30699.pdf

[3] https://www.acetyleneplant.net/technology/application-of-acetylene-gas/

[4] https://www.tjtywh.com/how-to-ens-safety-in-acetylene-production-using-calcium-carbide.html

[5] http://enggyd.blogspot.com/2012/03/acetylene-production-process-using.html

[6] https://www.alzchem.com/en/company/news/calcium-carbide-for-acetylene-production/

[7] https://www.doubtnut.com/qna/452591445

[8] https://www.tjtywh.com/a-understanding-the-role-of-calcium-carbide-in-acetylene-production.html

[9] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/

[10] https://www.tjtywh.com/a-the-reaction-of-calcium-carbide-with-water-understanding-the-chemistry-behind-it.html

[11] http://www.crecompany.com/company_news_en/calcium-carbide278.html

[12] https://www.tjtywh.com/a-the-uses-and-production-of-acetylene-calcium-carbide.html

[13] https://www.tjtywh.com/a-understanding-the-reaction-of-calcium-carbide-in-water.html

[14] https://www.kviconline.gov.in/pmegp/pmegpweb/docs/commonprojectprofile/acetylenegas.pdf

[15] https://www.tjtywh.com/a-understanding-the-reaction-of-calcium-carbide-in-water-the-science-behind-the-reaction.html

[16] https://www.youtube.com/watch?v=RCTB0L7Uuli

[17] https://www.tiktok.com/@chemicalkim/video/7010 16965429132 0070

[18] https://www.youtube.com/watch?v=JGB4-RDYPYM

[19] https://rexarc.com/blog/calcium-carbide-for-acetylene-production/

[20] https://www.acetylenegasplant.com/applications.php

[21] https://www.tjtywh.com/how-to-safely-transport-and-store-calcium-carbide.html

[22] https://www

[23] https://chemed.chem.purdue.edu/demos/demosheets/24.9.html

[24] https://www.acs.org/education/whatischemistry/landmark/calciumcarbideacetylene.html

[25] https://air-source.com/blog/8-interesting-uses-for-acetylene/

[26] https://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0312.pdf

.

[28] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-carbide-and-water.html

[29] https://www.shutterstock.com/search/calcium-carbide

[30] https://sciencesource.com/2449645-calcium-carbide-reacts-with-water-3-of-3-stock-image-rights-managed.html

[31] https://ocw.mit.edu/courses/22-033-nuclear-systems-design-project-fall-2011/4a2d1059fade1cce993afc566d35e42d_MIT22_033F11_lec07_note.pdf

[32] https://www.acetylenegasplant.com/photo-gallery.php

[33] https://www.gettyimages.com/photos/calcium-carbide

[34] https://www.shutterstock.com/image-photo/calcium-carbide-cac2-water-reacts-on-2041401479

[35] https://rexarc.com/blog/know-how-acetylene-is-produced-in-acetylene-plant/

[36] https://en.wikipedia.org/wiki/calcium_carbide

[37] https://www.istockphoto.com/photos/metal-gas-cutting-with-acetylene-torch

[38] https://www.istockphoto.com/photos/calcium-carbide

[39] https://stock.adobe.com/search?k=%22calcium+carbide%22

[40] https://www.tjtywh.com/common-faqs- nina

[41] https://camachem.com/es/blog/post/frequently-asked-question-about-calcium-carbide

[42] https://www.labour.gov.hk/eng/public/os/b/welding2.pdf

[43] https://sathee.prutor.ai/article/chemistry/chemistry-calcium-carbide/

[44] https://www.nexair.com/learning-center/industrial-use-of-acetylene/

[45] https://www.eiga.eu/uploads/documents/doc226.pdf

[46] https://wwn

[47] https://www.energy.virginia.gov/mineral-mining/documents/TRAINING/REFRESHER/MaintenanceRepairTopics/AR-oxygen-acetyleneuseandsafety.pdf

[48] ​​https://www.hse.gov.uk/fireandexplosion/acetylene.htm

[49] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0959652621032443

[50] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e31a-b.pdf

[51] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s2369969820300608

[52] https://iigas.com/us-of-acetylene-gas/

[53] https://www.youtube.com/watch?v=aihksobcluu

[54] https://www.studocu.com/en-za/messages/question/8961294/a-conclusion-for-experiment-of-preparation-and-testing-of-acetylene-from-calcium-carbide-and-water

[55] https://cdn.intratec.us/docs/reports/previews/acetylene-e11a-b.pdf

.

[57] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s2468025722001820

[58] https://www.youtube.com/watch?v=ovcyzwvykvo

[59] https://www.tjtywh.com/a-understanding-the-reaction-of-calcium-carbide-in-water.html

[60] https://www.alamy.com/stock-photo/calcium-reaction-water.html

[61] https://www.acetyleneplant.net/technology/process-description-of-acetylene-plant/

[62] https://www.istockphoto.com/photos/acetylene-cylinder

[63] https://www

[64] https://www.bocgases.co.uk/files/facts_about_acetylene.pdf

[65] https://www.flinnsci.ca/api/library/Download/877039d923ef426f961d5438aae85eb6

[66] https://eg.airliquide.com/oxygen-and-acetylene-essentials

[67] https://www.airproducts.com.hk/gases/acetylene

[68] https://testbook.com/question-answer/which-gas-is-evolved-when-water-is-added-to-calciu--612cb8db1c0d7fc68e81669b