Карбид алюминия
| Карбид алюминия | |
|---|---|
 | |
| Общие | |
| Хим. формула | Al4C3 |
| Физические свойства | |
| Состояние | светло жёлто-коричневые кристаллы без запаха |
| Молярная масса | 143,96 г/моль |
| Плотность | 2,36; 2,99 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 2100 °C |
| • кипения | (разлагается) 2200 °C |
| Мол. теплоёмк. | 116,8 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия | |
| • образования | −209 кДж/моль |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | реагирует |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | ромбоэдрическая, hR21 |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 1299-86-1 |
| PubChem | 16685054 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
Карби́д алюми́ния (алюмокарби́д) — бинарное неорганическое соединение алюминия с углеродом. Химическая формула — [math]\displaystyle{ \mathsf{Al_4C_3} }[/math].
Устойчиво до 1400 °C.
Получение и свойства
Карбид алюминия получается прямой реакцией алюминия с углеродом в дуговой печи[1]:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{4Al+3C \longrightarrow Al_4C_3} }[/math]
Небольшое количество карбида алюминия является нормой в примеси технического карбида кальция. В электролитическом производстве алюминия данное соединение получается как продукт коррозии в графитовых электродах.
Получается при реакции углерода с оксидом алюминия:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{2Al_2O_3+9C \ \xrightarrow{1800^\circ C} \ Al_4C_3+6CO} }[/math]
Химические свойства
При реакции с водой или разбавленными кислотами карбид алюминия образует метан:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Al_4C_3+12H_2O\longrightarrow 4Al(OH)_3\downarrow + \ 3CH_4\uparrow} }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathsf{6H_2SO_4+Al_4C_3 \longrightarrow 2Al_2(SO_4)_3+3CH_4} }[/math]
Реагирует с водородом:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Al_4C_3+6H_2 \ \xrightarrow{2200^\circ C} \ 4Al+3CH_4} }[/math]
- с кислородом:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Al_4C_3+6O_2 \ \xrightarrow{650-700^\circ C} \ 2Al_2O_3+3CO_2} }[/math]
Реагирует с концентрированным гидроксидом натрия и водой, образуя комплексную соль — тетрагидроксоалюминат натрия и метан:
- [math]\displaystyle{ \mathsf{Al_4C_3+4NaOH+12H_2O \longrightarrow 4Na[Al(OH)_4]+3CH_4\uparrow} }[/math]
Физические свойства
- Показатель преломления (для D-линии натрия): 2,7 (20 °C)
- Стандартная энергия Гиббса образования (298 К, кДж/моль): −196
- Стандартная энтропия образования (298 К, Дж/моль·K): 88,95
Применение
Карбид алюминия иногда используется в пиротехнике, для достижения эффекта искр. Можно использовать в качестве абразива в режущих инструментах[2]. Имеет приблизительно такую же твердость как топаз[3]. Используется в качестве химического реагента для определения содержания трития в воде[источник не указан 4525 дней].
Примечания
- ↑ Earnshaw, A. & Greenwood, N. Chemistry of the Elements, Второе издание. (Butterworth-Heinemann: 1997), стр. 297.
- ↑ U.S. Patent 6 033 789
- ↑ E. Pietsch, ed.: «Gmelins Hanbuch der anorganischen Chemie: Aluminium, Teil A», Verlag Chemie, Berlin, 1934—1935.
