Carburo de calcio: Propiedades y Usos
¿Qué es el carburo de calcio?
El carburo de calcio se considera como un material químico sólido e inodoro que tiene como fórmula química CaC2. Sin embargo, hay que tener en cuenta que existen varios tipos de carburo de calcio con diferentes tipos de colores que dependen de las impurezas presentes en el material químico.
Las impurezas más comunes son el magnesio, calcio y otros óxidos. El carburo de calcio es el nombre químico más común de este material, sin embargo, también se le conoce como acetiluro de calcio, diacetato de fenil gliceril éter y diacetato de glicerol fenil éter.
El carburo de calcio como compuesto químico puro aparece a manera de un sólido cristalino incoloro y en condiciones ambientales tiene apariencia muy similar a una roca.
Propiedades y características del carburo de calcio
| CaC2 | Carburo de calcio |
| Peso Molecular / Masa Molar | 64,099 g / mol |
| Densidad | 2,22 g / cm 3 |
| Punto de fusión | 2160 °C |
| Punto de ebullición | 2300 °C |
El carburo de calcio no es una sustancia química volátil y tampoco es soluble en ningún solvente químico conocido. Cuando se expone al agua reacciona produciendo acetileno gaseoso e hidróxido de calcio.
La densidad de la sustancia química es 2,2 gr/cm3, mientras que su punto de fusión es bastante alto, siendo 2160°C, además, su punto de ebullición es de 2300°C igualmente alto.
Ten en cuenta que cuando reacciona con el agua, el acetileno producido es inflamable, por lo tanto, la sustancia química se considera con un peligro de clase 4.3
El carburo de calcio tiene una reacción fuerte incluso con pequeñas cantidades de agua, tal que es capaz de liberar gran cantidad de calor. Sin embargo, si la cantidad de agua no es suficiente, el carburo de calcio eventualmente se quema.
Finalmente, el carburo de calcio es capaz de reducir a todos los óxidos metálicos a metales puros o incluso los transforma en carburos.
Carburo de calcio y su reacción con agua
Como se mencionó anteriormente, cuando el carburo de calcio se expone al agua, reacciona produciendo o liberando acetileno.Cuando el carburo de calcio reacciona con el agua, se libera acetileno:
2H₂O + CaC₂ → C₂H₂ ↑ + Ca (OH)₂
El acetileno es una sustancia química industrial inflable y de olor desagradable, esto es debido a las impurezas que contiene que son (NH₃, H₂S, PH₃ y otras).
Producción del carburo de calcio
El carburo de calcio de grado técnico y comercial para venta se produce mediante la reacción química entre la cal viva con materia carbonosa en un horno a una temperatura de 1800 y 2100 ° C.
CaO+3C + CaC2+CO
Para el proceso, se utilizan 950 kg de cal y 550 kg de coque (hulla) o antracita (material carbonoso) para producir una tonelada de carburo de calcio de «300 litros», que consta de aproximadamente un 80% de CaC2 y un 13% de CaO sin reaccionar.
El proceso químico se hace empleando un horno electrotérmico corto. La energía eléctrica se suministra a través de electrodos, lo que hace que la cal y el carbono reaccionen, formando carburo de calcio fundido, que luego actúa como medio de reacción.
Las temperaturas requeridas para que ocurra la reacción se generan mediante la combustión parcial de la materia carbonosa en oxígeno o aire enriquecido con oxígeno. La materia carbonosa residual luego reacciona con la cal para producir carburo de calcio.
La mayor parte de la cal viva utilizada está en el rango de tamaño de 6 a 50 mm para proporcionar el vacío necesario para que escapen los gases producidos en la reacción. Sin embargo, los hornos electrotérmicos modernos tienen electrodos huecos a través de los cuales se puede soplar material fino (menos de 6 mm).
Esto permite introducir fracciones finas de coque y cal viva menos costosas (incluida la cal reciclada). De esta manera se puede agregar hasta un 25% de la carga al horno.
Usos del carburo de calcio
- Una de las aplicaciones más importantes es en la producción hidróxido de calcio y acetileno.
- Igualmente es bastante usado para la producción de cloruro de polivinilo como acetileno. En este proceso el derivado del carburo de calcio es usado como materia prima en la fabricación industrial de PVC.
- También es usado para fabricar industrialmente cianamida cálcica.
- Es usado en un proceso que se conoce como desulfuración, donde lo que se hace es eliminar el azufre del hierro, se puede decir que es su aplicación metalúrgica más importante.
- Un uso antiguo era usarse como lámparas de carburo de calcio. El mismo principio se aplicó en faros de automóviles y hoy en día existen lámparas a base de carburo de calcio para la exploración de cuevas.
- Es una sustancia química desoxidante, es decir que en procesos de fabricación del acero ayuda a eliminar el oxígeno del ambiente.
- EL carburo de calcio ha servido como materia prima en el desarrollo de caucho sintético.
- Sirve como materia prima y como sustancia química aditiva o secundaria en la fabricación de cloruro de vinilo, acetileno negro, acrilonitrilo, ácido acético, acetona, etileno, estireno y resinas sintéticas.
- También tiene usos en la agricultura, para potenciar la cosecha de algodón.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
Puedo mezclar con cemento
No se recomienda mezclar carburo de calcio con cemento. El carburo de calcio es un compuesto químico que reacciona con el agua para producir acetileno, un gas inflamable. Por otro lado, el cemento es un material utilizado en la construcción que se mezcla con agua para formar una pasta que fragua y se endurece.
La mezcla de carburo de calcio con cemento y agua podría generar una reacción indeseable y potencialmente peligrosa, ya que el carburo de calcio liberaría acetileno en presencia de agua. Esta reacción puede generar calor, presión y liberación de gas inflamable, lo que podría causar accidentes y poner en riesgo la seguridad.
Es importante seguir las pautas y recomendaciones de seguridad al manipular productos químicos y materiales de construcción. Si necesitas información específica sobre una mezcla o aplicación en particular, te sugiero consultar a expertos en el tema o buscar información confiable de fuentes especializadas en ingeniería o construcción.