电石与电石气的发现过程
时间:2023-06-14 07:10 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 碳化钙
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所谓电石,化学名叫做二碳化钙,当它与水作用时,可以产生可燃气体乙炔,其反应的化学方程式为:CaC2十2H2O=Ca(OH)2十C2H2↑, 乙炔气能燃烧,且生成明亮火焰,所以可用它照明。
你可知道电石和电石气是怎样被发现的吗?
早在1836年,英国化学教授戴维·爱维蒙维(Dvy Edmwnd)在加热木炭和碳酸钾制取金属钾的过程中,将残渣(碳化钾)投进水中,意外的发现了一种气体,且这种气体引起了爆炸。后经分析确定,这种气体是一种简单的碳氢化物,它将其组成定为C2H2(当时碳原子量为6),称它为一种新的氢的二碳化合物。
1859~1862年,德国化学家贝特罗用氢气通过碳电极等方法,也值得了乙炔,并测定它的化学组成为C4H2,命名为Acetyiene。
直到1867年,德国画家埃迈尔(Erienmeyer Richard)重新测定乙炔的组成时,才修正了上述错误,准确的确定乙炔的分子式为C2H2,碳碳原子之间以叁键结合,其结构式为HC≡CH。
那时,虽然化学家们在实验室能够制取乙炔,但对它的工业制造和它有什么重要用途还不清楚。
1892年,生活在美国北卡罗莱纳州斯普莱的加拿大人、炼铝厂厂主威尔森(Wiiison Thomas L Eopoid)在研究廉价制钙时,将生石灰和煤焦油混合后,放进电炉中进行反应,想用煤焦油中的碳还原生石灰中的钙,以制得廉价的金属钙。
实验结果出乎意料,没有带得到金属钙,却得到了一种暗黑色又硬又脆的固体。起初,威尔森认为这种物质可能含有金属钙,于是把该固体投入水中。他想,如果含钙的话,钙可与水反应放出氢气。果然,水中冒出了大量气泡。威尔森误认为试验成功,高兴地用义点燃气泡,气泡也真燃烧起来,然而好景不长,燃着的气泡很快冒起黑烟,给高兴的威尔森浇了一瓢冷水。威尔森掌握一些化学知识,深知生成的气体绝非氢气,因氢气燃烧呈淡蓝色火焰,由此他分析推断,在电炉中生成的固体物质,绝对不含金属钙。
威尔森感到很懊丧,对自己的实验失败有点不服气。我们知道:“在科学研究中,没有失败的实验,即使达不到预期的结果,也不必灰心,也许还会有意外的收获。”威尔森抱着不服输的想法,收集了几块残存的暗色固体,送到北卡罗莱纳州大学,请维布拉(Venabie Francisp)教授分析化验,分析结果确定,该黑色物质是碳化钙,产生的气体是乙炔。
威尔森喜出望外,没想到认为是失败的实验,却产生了新的成果。为此,于1892年8月9日,他将这一新成果申请了专利。
“失败是成功之母”这句话,在威尔森的实验中,又一次得到了验证。
企业家和化学家不同,在发现了一种新物质后,总是想方设法使其变成产品投放市场。为此,威尔森于1898年专门成立了联合碳化物公司,从事乙炔发生器的生产,乙炔很快变成了矿用灯、街灯等的照明燃料。
人类认识了电石,除惊叹它不平凡的诞生史外,更重视它无限广阔的用途。经过众多化学家深入研究发现,乙炔不仅可用做乙炔焰切割、焊接金属,更重要的是它是“有机合成化工之母”,由它可以合成乙醛、乙醇、乙酸、塑料、合成纤维、合成橡胶等各种各样的有机化合物。
电石的工业化生产,在我国起步晚但发展快。1949年,我国电石年产量仅有0.3万吨,而到1983年就达到了180.7万吨,跃居世界各国产量的首位。据《中国化工报》报道,我国生产的电石约有40%用于生产聚氯乙烯,29%用于氧炔焰,其余用于生产石灰氮肥、醋酸乙烯、乙炔碳黑等。由此可见,电石的用途是多么广泛!
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