 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Цианамид кальция | |
| Другие имена Цианамидная кальциевая соль, Азот извести, UN 1403, Нитролим | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.005.330  |
| Номер ЕС |
|
PubChem CID | |
| Номер RTECS |
|
| UNII | |
| Номер ООН | 1403 |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| CaCN 2 | |
| Молярная масса | 80,102 г / моль |
| Внешность | Белое твердое вещество (часто серое или черное от примесей) |
| Запах | без запаха |
| Плотность | 2,29 г / см 3 |
| 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 безопасности | ICSC 1639 |
| Пиктограммы GHS |   |
| Сигнальное слово GHS | Опасность |
| H302 , H318 , H335 | |
| P231 + 232 , P261 , P280 , P305 + 351 + 338 | |
| NFPA 704 (огненный алмаз) | |
| точка возгорания | Негорючий |
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо) | нет [2] |
REL (рекомендуется) | TWA 0,5 мг / м 3 |
IDLH (Непосредственная опасность) | ND [2] |
| Родственные соединения | |
Родственные соединения | Цианамид Карбид кальция |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Цианамид кальция - это неорганическое соединение с формулой CaCN 2 . Это кальциевая соль цианамида ( CN2-
2) анион. Это химическое вещество используется в качестве удобрения [3] и коммерчески известно как нитролим . Впервые он был синтезирован в 1898 году Адольфом Франком и Никодемом Каро ( процесс Франка – Каро ). [4]
История [ править ]
В своих поисках нового процесса производства цианидов для цианидного выщелачивания золота Франк и Каро обнаружили 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]
- CaCN 2 + 2 NaCl + C → 2 NaCN + CaCl 2
Франк и Каро разработали эту реакцию для крупномасштабного непрерывного производственного процесса. Процесс был особенно сложным из-за требований к оборудованию, связанных с высокими температурами на начальном этапе воспламенителя. 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 преобразования карбида кальция в цианамид кальция в присутствии 10% хлорида кальция при 700 ° C. 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]
- CaCN 2 + 3 H 2 O → 2 NH 3 + CaCO 3
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 с помощью процесса Габерастала серьезным конкурентом очень энергоемкого процесса Фрэнка 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 были его грязно-черный цвет, пыльный вид и раздражающие свойства, а также ингибирование фермента, разлагающего алкоголь, который вызывает временное накопление ацетальдегида в организме, что приводит к головокружению, тошноте и реакции прилива алкоголя. когда алкоголь употребляется примерно во время воздействия на организм.
Производство [ править ]
Цианамид кальция получают из карбида кальция . Порошок карбида нагревают при температуре около 1000 ° C в электрической печи, в которую пропускают азот, в течение нескольких часов. [10] Продукт охлаждают до температуры окружающей среды, и непрореагировавший карбид осторожно вымывается водой.
- CaC 2 + N 2 → CaCN 2 + C (Δ H
о
ф = –69,0 ккал / моль при 25 ° C)
Он кристаллизуется в гексагональной кристаллической системе с пространственной группой R3m и постоянными решетки a = 3,67 Å, c = 14,85 Å. [11] [12]
Использует [ редактировать ]
В основном цианамид кальция используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения. [3] При контакте с водой он разлагает и выделяет аммиак :
- CaCN 2 + 3 H 2 O → 2 NH 3 + CaCO 3
Он был использован для производства цианида натрия путем сплавления с карбонатом натрия :
- CaCN 2 + Na 2 CO 3 + 2 C → 2 NaCN + CaO + 2 CO
Цианид натрия используется в цианидном процессе при добыче золота. Его также можно использовать при получении цианида кальция и меламина .
В результате гидролиза в присутствии диоксида углерода цианамид кальция производит цианамид: [ требуется уточнение ]
- CaCN 2 + H 2 O + CO 2 → CaCO 3 + H 2 NCN
Превращение проводится в суспензиях, поэтому большая часть коммерческого цианамида кальция продается в виде водного раствора.
Тиомочевина может быть получена реакцией сероводорода 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 [ править ]
Вещество может вызвать непереносимость алкоголя до или после употребления алкоголя. [14]
Ссылки [ править ]
- ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов . Макгроу-Хилл, 2002, ISBN 0-07-049439-8
- ^ a b Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0091» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ а б Auchmoody, LR; Вендел, GW (1973). «Влияние цианамида кальция на рост и питание сеянцев тополя желтого, выращенного на плантациях» . Министерство сельского хозяйства США, лесная служба . Проверено 18 июля 2008 .
- ^ «История Degussa: богатый урожай, здоровая окружающая среда: цианамид кальция» . Архивировано из оригинала на 2006-10-19 . Проверено 18 июля 2008 .
- ^ Deutsches Reichspatent DRP 88363, "Verfahren zur Darstellung von Cyanverbindungen aus Carbiden", Erfinder: A. Frank, N. Caro, erteilt am 31. März 1895.
- ^ HH Franck, W. Burg, Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte Physikalische Chemie, 40 (10), 686-692 (октябрь 1934).
- ^ «Коммерциализация карбида кальция и ацетилена - ориентир» . Американское химическое общество . Проверено 31 января 2019 .
- ^ Angewandte Chemie, Группа 29, Ausgabe 16, Seite R97, 25. Februar 1916
- ^ Eschenmooser, Вальтер (июнь 1997). «100 лет прогресса с LONZA» . Chimia . 51 (6): 259-269 . Проверено 8 октября 2020 .
- ^ Томас Гютнер; Бернд Мерченк (2006). «Цианамиды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH . DOI : 10.1002 / 14356007.a08_139.pub2 .
- ^ Ф. Брезина, Дж. Моллин, Р. Пасторек, З. Синделар. Chemicke tabulky anorganickych sloucenin ( Химические таблицы неорганических соединений ). СНТЛ, 1986.
- ^ Ваннерберг, Н.Г. "Кристаллическая структура цианамида кальция" Acta Chemica Scandinavica (1-27,1973-42,1988) (1962) 16, p2263-p2266
- ^ Мерченк, Бернд; Бек, Фердинанд; Бауэр, Вольфганг (2000). «Тиомочевина и производные тиомочевины». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a26_803.pub3 .
- ^ Потенциальные риски для здоровья человека и окружающей среды от использования цианамида кальция в качестве удобрения , Научный комитет по рискам для здоровья и окружающей среды , 1534 КБ, март 2016 г., дата обращения 22 июля 2017 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0091» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- Биологический анализ цианамида кальция на предмет возможной канцерогенности (CAS № 156-62-7)
- . Encyclopdia Britannica . 7 (11-е изд.). 1911. с. 679.
