Карбид алюминия

Карбид алюминия
Общие
Хим. формула	Al4C3
Физические свойства
Состояние	светло жёлто-коричневые кристаллы без запаха
Молярная масса	143,96 г/моль
Плотность	2,36; 2,99 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	2100 °C
• кипения	(разлагается) 2200 °C
Мол. теплоёмк.	116,8 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−209 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	реагирует
Структура
Кристаллическая структура	ромбоэдрическая, hR21
Классификация
Рег. номер CAS	1299-86-1
3D model (JSmol)	Интерактивная схема
PubChem	16685054
CompTox Dashboard EPA	DTXSID10107594
Рег. номер EINECS	215-076-2
SMILES	[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[C-4].[C-4].[C-4]
InChI	InChI=1S/3C.4Al CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N
ChemSpider	21241412
ECHA InfoCard	100.013.706
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Карби́д алюми́ния (алюмокарби́д) — бинарное неорганическое соединение алюминия с углеродом. Химическая формула — ${\mathsf {Al_{4}C_{3}}}$.
Устойчиво до 1400 °C.

Получение и свойства

Карбид алюминия получается прямой реакцией алюминия с углеродом в дуговой печи:

${\mathsf {4Al+3C\longrightarrow Al_{4}C_{3}}}$

Небольшое количество карбида алюминия является нормой в примеси технического карбида кальция. В электролитическом производстве алюминия данное соединение получается как продукт коррозии в графитовых электродах.

Получается при реакции углерода с оксидом алюминия:

${\mathsf {2Al_{2}O_{3}+9C\ \xrightarrow {1800^{\circ }C} \ Al_{4}C_{3}+6CO}}$

Химические свойства

При реакции с водой или разбавленными кислотами карбид алюминия образует метан:

${\mathsf {Al_{4}C_{3}+12H_{2}O\longrightarrow 4Al(OH)_{3}\downarrow +\ 3CH_{4}\uparrow }}$

${\mathsf {6H_{2}SO_{4}+Al_{4}C_{3}\longrightarrow 2Al_{2}(SO_{4})_{3}+3CH_{4}}}$

Реагирует с водородом:

${\mathsf {Al_{4}C_{3}+6H_{2}\ \xrightarrow {2200^{\circ }C} \ 4Al+3CH_{4}}}$

с кислородом:

${\mathsf {Al_{4}C_{3}+6O_{2}\ \xrightarrow {650-700^{\circ }C} \ 2Al_{2}O_{3}+3CO_{2}}}$

Реагирует с концентрированным гидроксидом натрия и водой, образуя комплексную соль — тетрагидроксоалюминат натрия и метан:

${\mathsf {Al_{4}C_{3}+4NaOH+12H_{2}O\longrightarrow 4Na[Al(OH)_{4}]+3CH_{4}\uparrow }}$

Физические свойства

• Показатель преломления (для D-линии натрия): 2,7 (20 °C)
• Стандартная энергия Гиббса образования (298 К, кДж/моль): −196
• Стандартная энтропия образования (298 К, Дж/моль·K): 88,95

Применение

Карбид алюминия иногда используется в пиротехнике, для достижения эффекта искр. Можно использовать в качестве абразива в режущих инструментах. Имеет приблизительно такую же твердость как топаз. Используется в качестве химического реагента для определения содержания трития в воде.

Примечания