碳化钙
碳化钙（英语：Calcium carbide），又称乙炔钙，化学式为CaC2，是电石（又称电土）的主要成分。电石是一种呈绿色或灰黑色的粉末或块状固体，带有大蒜味，工业上常用电石与水混合制取乙炔气体；亦被应用于冶炼工业，作为还原剂和脱硫剂。碳化钙遇水易燃，如向其加入过量的水，会生成氢氧化钙（Ca(OH)2）和乙炔（C2H2）。
| 碳化钙 | |
|---|---|
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| IUPAC名 Calcium acetylide 乙炔钙 | |
| 系统名 Calcium ethynediide | |
| 别名 | 电石 |
| 识别 | |
| CAS号 | 75-20-7 
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| PubChem | 6352 |
| ChemSpider | 6112 |
| SMILES |
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| InChI |
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| InChIKey | UIXRSLJINYRGFQ-UHFFFAOYAI |
| 性质 | |
| 化学式 | CaC2 |
| 摩尔质量 | 64.099 g/mol g·mol⁻¹ |
| 外观 | 白色粉末至灰黑色晶体 |
| 密度 | 2.22 g/cm3 |
| 熔点 | 2160 °C（2433 K） |
| 沸点 | 2300 °C（2573 K） |
| 溶解性（水） | 分解 |
| 结构 | |
| 晶体结构 | 四方 [1] |
| 空间群 | D174h, I4/mmm, tI6 |
| 配位几何 | 6 |
| 热力学 | |
| ΔfHm⦵298K | −63 kJ·mol−1 |
| S⦵298K | 70 J·mol−1·K−1 |
| 危险性 | |
| NFPA 704 |
 3
3
2
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| 闪点 | 305 °C (乙炔) |
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |
- CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
- CaC2 + H2O → CaO+C2H2
制法 编辑
电石可由生石灰（氧化钙）与碳混合后在电炉中加热至约2000 °C反应制得。
- CaO + 3C → CaC2 + CO
对人体健康危害 编辑
碳化钙如直接与眼睛接触，可能会引致流泪、结膜发红等不适情况。亦有可能会导致眼睛表面轻微磨损。如吸入碳化钙可引致剧烈咳嗽及鼻痛，对部分人会造成肺部损害；碳化钙气雾则可引致上呼吸道严重不适。如误服可导致肠胃不适，亦可能会损害肝脏及肾脏等器官。如碳化钙液体接触到湿润的皮肤，会刺激及灼伤皮肤。
生活应用 编辑
（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、丙酮、烯酮、炭黑等；同时乙炔一氧焰广泛用于金属的焊接和切割。
（2）加热粉状电石与氮气时，反应生成氰氨化钙，即石灰氮： CaC2 + 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。
（3）电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。
（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—CHCl]n—的化学反应方法。
（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。
磺火捕鱼 编辑
磺火捕鱼又称“蹦火仔”、“蹦鱼”或“磺仔火捕鱼”，在1930~1940年代的台湾（金山、野柳、石门一带）颇为盛行，主要利用电石（电土、电火石、磺石）加水产生乙炔气体，一点火就会发出强光及响声，再利用鱼强烈之趋光性，吸引在海表层洄游之青鳞鱼（青鳞仔，俗称沙丁鱼的一种）等鱼群聚集，最后将火光渐渐熄灭引鱼群进入网（叉手网或焚寄网）内。每年5月至8月是捕捞的青鳞鱼的季节，这种“喷火船”捕鱼法据说是全世界唯一，在台湾已有70、80年的历史，全盛时期有二十多艘，受到气候、环境变迁（作业辛苦，收入也不固定，一年只能捕四个月，只能捕获表层较低经济价值的青麟鱼及电石成本较高）的影响，造成磺火捕捞法慢慢失传的原因，目前全台仅剩四艘作业渔船（新北市的金山区磺港）。每日天黑至隔日凌晨3～4点，观众或摄影者不需要上船欣赏，从海岸边便能观看渔民引火诱鱼再捕捞过程，尤其是成千上万的鱼群，随着火光及点火“蹦”的一声瞬间疯狂冲出海面，场景更是壮观且具视觉美感。
电石灯 编辑
电石灯，英文称为 Carbide lamps 或 acetylene gas lamps，又称为“电土灯”、“水火灯”、“瓦斯灯”[2]，是一种利用碳化钙与水产生乙炔来燃烧的灯具。在电灯未普及的年代，由于它不容易被强风吹熄所以经常被用在户外场合，如夜间户外照明、携带式铁路号志灯（合図灯）、灯塔、汽车和自行车头灯等。
水果催熟 编辑
电石在接触到水或潮湿的空气时会产生乙炔。电石催熟，操作简单，但其用量无法正确的掌握，因电石在催熟48小时以后仍然无法完全溶解，使用者大都只凭经验使用，且果实在靠近电石的地方容易有灼伤的现象发生，甚至有发生爆炸的危险。
电石催熟的方法为将纸箱内层敷上水泥纸，后将电石以报纸包上置于纸箱之最下层，电石的用量约200公克配20公斤果实，再将硬熟的果实置于箱内后以水泥纸包扎密封，不可漏气。纸箱之上方以棉被或布袋覆盖，视品种之不同，经48～72小时后即可完成催熟的作业，催熟率可达 90%以上。此种方法效果稳定，适用于小量果实之催熟处理。
如数量多时，可以透气之塑胶笼盛装硬熟果，地面垫上水泥柱或木材数支，其尺寸约12×15公分．长度不拘，将电石以报纸包扎置于两支水泥柱之中问，后将盛装的硬熟果笼置于柱上，高度三层笼高(约120公分)，依序排列，四周以棉被或布袋或催熟专用之催熟被覆盖，必须注意覆盖得密不通风，但切忌使用不透气的资材如塑胶布类覆盖，以免妨碍水分之蒸发而影响催熟之效果，如此视品种及成熟度之不同，经48～72小时之催熟后即可达到转色、软熟而具有商品价值。
现在商业上已改为将水果放到冷藏库，控制在17摄氏度的温度，用食用酒精催熟，约7天后即变熟可出货上市，此法较电土来得安全、低成本[3]。因电石催熟法的危险性，印度等国家规定禁止用碳化钙进行催熟，但是仍有人尝试以此种方式进行水果催熟。
玩具炮 编辑
大爆炸加农炮（Big-Bang Cannon）是20世纪初（1912年）美国上市的一种安全玩具大炮，目前仍在生产，它是利用碳化钙与水化学反应出乙炔气体产生犹如真实大炮的声响。
参考 编辑
- ^ Massalimov, I. A.; Kireeva, M. S.; Sangalov, Yu. A. Structure and Properties of Mechanically Activated Barium Peroxide. Inorganic Materials. 2002, 38 (4): 363. doi:10.1023/A:1015105922260.
- ^ 臺灣月刊雙月電子報99年4月號目錄-【懷舊系列】之7-電土燈. [2013-08-01]. （原始内容存档于2013-10-14）.
- ^ 电土催熟香蕉引爆炸 专家：太落伍了
- 《绿十字》第十八卷，第一期，2008年一月二月，第31-32页（化学品安全资料简表），香港职业安全健康局。
外部链接 编辑
- 电石灯示范影片 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 磺火捕鱼影片1 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 磺火捕鱼影片2 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 金山蹦火仔
- Official website of Conestoga Company Big-Bang Cannons 官网 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Short YouTube video of a Big-Bang Cannon being fired 示范影片 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- The Toy Cannon Museum 博物馆 （页面存档备份，存于互联网档案馆）