WikiDer > Цианамид кальция

Calcium cyanamide
Цианамид кальция
Цианамид кальция.png
Имена
Название ИЮПАК
Цианамид кальция
Другие имена
Цианамидная кальциевая соль, Азот извести, UN 1403, Нитролим
Идентификаторы
3D модель (JSmol)
ChemSpider
ECHA InfoCard100.005.330 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 205-861-8
Номер RTECS
  • GS6000000
UNII
Номер ООН1403
Характеристики
CaCN2
Молярная масса80,102 г / моль
ВнешностьБелое твердое вещество (часто серое или черное от примесей)
Запахбез запаха
Плотность2,29 г / см3
Температура плавления 1340 ° С (2440 ° F, 1610 К)[1]
Точка кипения От 1150 до 1200 ° C (от 2100 до 2190 ° F; от 1420 до 1470 K) (сублимированные)
Реагирует
Опасности
Паспорт безопасностиICSC 1639
Пиктограммы GHSGHS05: КоррозийныйGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHSОпасность
H302, H318, H335
P231 + 232, P261, P280, P305 + 351 + 338
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгоранияНе воспламеняется
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
никто[2]
REL (Рекомендуемые)
TWA 0,5 мг / м3
IDLH (Непосредственная опасность)
N.D.[2]
Родственные соединения
Родственные соединения
Цианамид
Карбид кальция
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Цианамид кальция это неорганическое соединение с формулой CaCN2. Это кальций соль цианамид (CN2−
2) анион. Это химическое вещество используется как удобрение[3] и коммерчески известна как нитролим. Впервые он был синтезирован в 1898 г. Адольф Франк и Никодем Каро (Франк-Каро процесс).[4]

История

В поисках нового способа производства цианиды за цианидное выщелачивание золота, Франк и Каро открыли способность карбидов щелочноземельных металлов адсорбировать атмосферный азот при высоких температурах.[5] Фриц Роте, коллега Франка и Каро, в 1898 году преуспел в преодолении проблем с использованием карбида кальция и пояснил, что при температуре около 1100 ° C в реакции образуется не цианид кальция, а цианамид кальция. Фактически, исходный целевой продукт цианид натрия также может быть получен из цианамида кальция путем плавления его с хлоридом натрия в присутствии углерода:[6]

CaCN2 + 2 NaCl + C → 2 NaCN + CaCl2

Франк и Каро разработали эту реакцию для крупномасштабного непрерывного производственного процесса. Этот процесс был особенно сложным из-за требований к оборудованию из-за высоких температур на начальном этапе воспламенения. Этот процесс требует тщательного контроля температуры, так как температура плавления цианамида кальция лишь примерно на 120 ° C ниже, чем температура кипения хлорида натрия.

В 1901 году Фердинанд Эдуард Пользениуш запатентовал процесс, который превращает карбид кальция в цианамид кальция в присутствии 10% хлорид кальция при 700 ° С. Однако преимущество снижения температуры реакции примерно на 400 ° C должно быть сопоставлено с большим количеством необходимого хлорида кальция и прерывистым контролем процесса. Тем не менее оба процесса (процесс Роте-Франка-Каро и процесс Пользениуша-Краусса) сыграли свою роль в первой половине ХХ века. В рекордном 1945 году в общей сложности ок. С использованием обоих процессов во всем мире было произведено 1,5 миллиона тонн.[7] Франк и Каро также отметили образование аммиака из цианамида кальция.[8]

CaCN2 + 3 часа2O → 2 NH3 + CaCO3

Альберт Франк признал фундаментальную важность этой реакции как прорыв в получении аммиака из атмосферного азота и в 1901 году рекомендовал цианамид кальция в качестве азотного удобрения. В период с 1908 по 1919 год пять заводов по производству цианамида кальция общей мощностью 500 000 тонн в год были построены в Германии и один - в Швейцарии.[9] В то время это было самое дешевое азотное удобрение с дополнительной эффективностью против сорняков и вредителей растений и имело большие преимущества перед обычными азотными удобрениями. Однако широкомасштабное внедрение синтеза аммиака через Процесс Габера – Боша стал серьезным конкурентом очень энергоемкому Фрэнку Каро. Поскольку мочевина (полученная с помощью процесса Габера-Боша) была значительно более богата азотом (на 46% по сравнению с примерно 20% содержанием азота), дешевле и действовала быстрее, роль цианамида кальция постепенно снижалась до многофункционального азотного удобрения в нишевых применениях. . Другими причинами потери популярности стали грязно-черный цвет, пыльный вид и раздражающие свойства, а также ингибирование фермента, разлагающего алкоголь, который вызывает временное накопление ацетальдегид в теле, что приводит к головокружению, тошноте и приливы когда алкоголь потребляется примерно во время воздействия на организм.

Производство

Цианамид кальция получают из карбид кальция. Порошок карбида нагревают примерно до 1000 ° C в электропечи, в которую азот проходит за несколько часов.[10] Продукт охлаждают до температуры окружающей среды, и непрореагировавший карбид осторожно вымывается водой.

CaC2 + N2 → CaCN2 + C (ΔЧАСо
ж = –69,0 ккал / моль при 25 ° C)

Он кристаллизуется в гексагональная кристаллическая система с космическая группа R3m и постоянные решетки а = 3,67 Å, c = 14,85 Å.[11][12]

Использует

Трансформация цианамида кальция.svg

В основном цианамид кальция используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения.[3] При контакте с водой разлагается и высвобождает аммиак:

CaCN2 + 3 часа2O → 2 NH3 + CaCO3

Его использовали для производства цианида натрия. сплавление с карбонат натрия:

CaCN2 + Na2CO3 + 2 C → 2 NaCN + CaO + 2 CO

Цианид натрия используется в цианидном процессе при добыче золота. Его также можно использовать при приготовлении цианид кальция и меламин.

Путем гидролиза в присутствии углекислый газ, цианамид кальция производит цианамид:[требуется разъяснение]

CaCN2 + H2O + CO2 → CaCO3 + H2NCN

Превращение проводится в суспензиях, поэтому большая часть коммерческого цианамида кальция продается в виде водного раствора.

Тиомочевина может быть произведено реакцией сероводород с цианамидом кальция в присутствии диоксида углерода.[13]

Цианамид кальция также используется в качестве сплава с подачей проволоки в сталеплавильном производстве, чтобы ввести в сталь азот.

Безопасность

Вещество может вызвать непереносимость алкоголя, до или после употребления алкоголя.[14]

использованная литература

  1. ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов. Макгроу-Хилл, 2002 г., ISBN 0-07-049439-8
  2. ^ а б Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0091". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  3. ^ а б Auchmoody, L.R .; Вендель, Г. (1973). «Влияние цианамида кальция на рост и питание сеянцев тополя желтого, выращенного на плантациях». Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба. Получено 2008-07-18.
  4. ^ «История Degussa: богатый урожай, здоровая окружающая среда». Получено 2008-07-18.
  5. ^ Deutsches Reichspatent DRP 88363, "Verfahren zur Darstellung von Cyanverbindungen aus Carbiden", Erfinder: A. Frank, N. Caro, erteilt am 31. März 1895.
  6. ^ H.H. Franck, W. Burg, Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte Physikalische Chemie, 40(10), 686-692 (октябрь 1934 г.).
  7. ^ «Коммерциализация карбида кальция и ацетилена - ориентир». Американское химическое общество. Получено 2019-01-31.
  8. ^ Angewandte Chemie, Band 29, Ausgabe 16, Seite R97, 25. февраля 1916 г.
  9. ^ Эшенмоозер, Уолтер (июнь 1997 г.). «100 лет прогресса с LONZA». Chimia. 51 (6): 259-269. Получено 8 октября 2020.
  10. ^ Томас Гютнер; Бернд Мерченк (2006). «Цианамиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Вайли-ВЧ. Дои:10.1002 / 14356007.a08_139.pub2.
  11. ^ Ф. Брезина, Дж. Моллин, Р. Пасторек, З. Синделар. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin (Химические таблицы неорганических соединений). СНТЛ, 1986.
  12. ^ Ваннерберг, Н. «Кристаллическая структура цианамида кальция» Acta Chemica Scandinavica (1-27,1973-42,1988) (1962) 16, p2263-p2266
  13. ^ Мерченк, Бернд; Бек, Фердинанд; Бауэр, Вольфганг (2000). «Тиомочевина и производные тиомочевины». Дои:10.1002 / 14356007.a26_803. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  14. ^ Потенциальные риски для здоровья человека и окружающей среды в результате использования цианамида кальция в качестве удобрения, Научный комитет по рискам для здоровья и окружающей среды, PDF, 1534 Кб, март 2016, дата обращения 22 июля 2017.

внешняя ссылка