碳化钙
碳化钙（英語：Calcium carbide），又稱乙炔钙，化学式為CaC2，是电石（又稱電土）的主要成分。电石是一种呈綠色或灰黑色的粉末或块状固体，帶有大蒜味，工业上常用电石与水混合制取乙炔氣體；亦被應用於冶煉工業，作為還原劑和脫硫劑。碳化钙遇水易燃，如向其加入過量的水，會生成氫氧化鈣（Ca(OH)2）和乙炔（C2H2）。
| 碳化钙 | |
|---|---|
| |
| |
| IUPAC名 Calcium acetylide 乙炔钙 | |
| 系统名 Calcium ethynediide | |
| 别名 | 電石 |
| 识别 | |
| CAS号 | 75-20-7 
|
| PubChem | 6352 |
| ChemSpider | 6112 |
| SMILES |
|
| InChI |
|
| 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
|
| 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）与碳混合后在電爐中加熱至約2000 °C反應製得。
- CaO + 3C → CaC2 + CO
對人體健康危害
编辑碳化钙如直接與眼睛接觸，可能會引致流淚、結膜發紅等不適情況。亦有可能會導致眼睛表面輕微磨損。如吸入碳化钙可引致劇烈咳嗽及鼻痛，對部份人會造成肺部損害；碳化钙氣霧則可引致上呼吸道嚴重不適。如誤服可導致腸胃不適，亦可能會損害肝臟及腎臟等器官。如碳化钙液體接觸到濕潤的皮膚，會刺激及灼傷皮膚。
生活應用
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。
磺火捕魚
编辑磺火捕魚又稱「蹦火仔」、「蹦魚」或「磺仔火捕魚」，在1930~1940年代的臺灣（金山、野柳、石門一帶）頗為盛行，主要利用電石（電土、電火石、磺石）加水產生乙炔氣體，一點火就會發出強光及響聲，再利用魚強烈之趨光性，吸引在海表層洄游之青鱗魚（青鱗仔，俗稱沙丁魚的一種）等魚群聚集，最後將火光漸漸熄滅引魚群進入網（叉手網或焚寄網）內。每年5月至8月是捕撈的青鱗魚的季節，這種「噴火船」捕魚法據說是全世界唯一，在臺灣已有70、80年的歷史，全盛時期有二十多艘，受到氣候、環境變遷（作業辛苦，收入也不固定，一年只能捕四個月，只能捕獲表層較低經濟價值的青麟魚及電石成本較高）的影響，造成磺火捕撈法慢慢失傳的原因，目前全臺僅剩四艘作業漁船（新北市的金山區磺港）。每日天黑至隔日凌晨3～4點，觀眾或攝影者不需要上船欣賞，從海岸邊便能觀看漁民引火誘魚再捕撈過程，尤其是成千上萬的魚群，隨著火光及點火「蹦」的一聲瞬間瘋狂衝出海面，場景更是壯觀且具視覺美感。
电石灯
编辑
電石燈，英文稱為 Carbide lamps 或 acetylene gas lamps，又稱為「電土燈」、「水火燈」、「瓦斯燈」[2]，是一種利用碳化鈣與水産生乙炔來燃燒的燈具。在電燈未普及的年代，由於它不容易被強風吹熄所以經常被用在戶外場合，如夜間戶外照明、攜帶式鐵路號誌燈（合図灯）、燈塔、汽車和自行車頭燈等。
水果催熟
编辑電石在接觸到水或潮濕的空氣時會產生乙炔。電石催熟，操作簡單，但其用量無法正確的掌握，因電石在催熟48小時以後仍然無法完全溶解，使用者大都只憑經驗使用，且果實在靠近電石的地方容易有灼傷的現象發生，甚至有發生爆炸的危險。
電石催熟的方法為將紙箱內層敷上水泥紙，後將電石以報紙包上置於紙箱之最下層，電石的用量約200公克配20公斤果實，再將硬熟的果實置於箱內後以水泥紙包紮密封，不可漏氣。紙箱之上方以棉被或布袋覆蓋，視品種之不同，經48～72小時後即可完成催熟的作業，催熟率可達 90%以上。此種方法效果穩定，適用於小量果實之催熟處理。
如數量多時，可以透氣之塑膠籠盛裝硬熟果，地面墊上水泥柱或木材數支，其尺寸約12×15公分．長度不拘，將電石以報紙包紮置於兩支水泥柱之中問，後將盛裝的硬熟果籠置於柱上，高度三層籠高(約120公分)，依序排列，四周以棉被或布袋或催熟專用之催熟被覆蓋，必須注意覆蓋得密不通風，但切忌使用不透氣的資材如塑膠布類覆蓋，以免妨礙水分之蒸發而影響催熟之效果，如此視品種及成熟度之不同，經48～72小時之催熟後即可達到轉色、軟熟而具有商品價值。
现在商業上已改為將水果放到冷藏庫，控制在17攝氏度的溫度，用食用酒精催熟，約7天後即變熟可出貨上市，此法較電土來得安全、低成本[3]。因電石催熟法的危險性，印度等國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。
玩具砲
编辑大爆炸加農砲（Big-Bang Cannon）是20世紀初（1912年）美國上市的一种安全玩具大砲，目前仍在生產，它是利用碳化鈣與水化學反應出乙炔氣體產生猶如真實大砲的聲響。
參考
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）.
- ^ 電土催熟香蕉引爆炸 專家：太落伍了
- 《綠十字》第十八卷，第一期，2008年一月二月，第31-32頁（化學品安全資料簡表），香港職業安全健康局。
外部連結
编辑- 電石燈示範影片 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 磺火捕魚影片1 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 磺火捕魚影片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 官網 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Short YouTube video of a Big-Bang Cannon being fired 示範影片 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- The Toy Cannon Museum 博物館 （页面存档备份，存于互联网档案馆）