Kalcium-karbid

A kalcium-karbid,  egy vegyület, az acetilénfejlesztés alapanyaga. A gázfejlesztéshez a kalcium-karbidot vízzel reagáltatják.

Tulajdonságai 
 A technikai kalcium-karbid rideg, szürkésfekete színű, fémes fényű, kristályos anyag. Szennyezésként 12-15% CaO -ot (égetett mész), emellett még kis mennyiségben kalcium-foszfidot (), kalcium-szulfidot (CaS), kalcium-nitridet () és kalcium-ciánamidot () is tartalmaz. A karbidra jellemző "fokhagymás" szag főleg foszfinra () vezethető vissza, ami kalcium-foszfidból víz hatására keletkezik. A -ból víz hatására keletkező acetilén szagtalan.
 Jellegzetes tulajdonsága a nagy fokú higroszkóposság azaz nedvszívó-képesség. Víz hatására a kalcium-karbidból acetilén fejlődik. A kalcium-karbid gázfejlesztő képessége nagymértékben függ a szemcsenagyságtól, általában 250 – 300 l acetiléngáz fejlődik 1 kg kalcium-karbidból.
 A kalcium-karbid tűz- és robbanásveszélyes anyag, ezért használatával, tárolásával kapcsolatban a vonatkozó MSZ 1603, MSZ 6291 és MSZ 15663 szabványok, és tűzrendészeti előírások betartása kötelező.

Gyártása 

A kalcium-karbid kalcium-karbonát és szén reakciójából, nagy hőmérsékleten keletkezik.

Iparilag elektromos kemencében, ívfényben, mészkőből és kokszból állítják elő:

Mészkő + koksz → kalcium-karbid + szén-monoxid + szén-dioxid
E folyamat 2200-2300 °C hőmérsékleten zajlik le. Az egy kohóhoz szükséges teljesítmény 100-160 V feszültség mellett kb. 27 MW. Az ilyen hőmérsékleteknél keletkező CaC2 hígfolyós, majd derítik, szűrik és lehűtés végett vastálakba engedik.

Felhasználása 
Acetilén fejlesztés:

karbid + víz  kalcium-hidroxid + acetilén

Veszélyessége 
A CaC2 és a H2O reakciós termékeinek veszélyességével és méregtartalmával kapcsolatban a következőket kell tudni:
 A fő tömegben keletkező acetilén (C2H2) nem mérgező, szagtalan, de oxigénnel történő jó elkeveredés esetében rendkívül robbanékony gáz. A CaC2 és H2O zárt tartályban reakcióba lép, robbanás következhet be, ugyanis a tiszta acetilén nagyobb nyomáson önmagától fölrobban („karbidbomba”), 

 A foszfin () nagyon mérgező és kellemetlen (fokhagymaszerű) szagú gáz. Tekintettel arra, hogy ez a gáz már a legcsekélyebb mennyiségben is jól érezhető, különösebb veszélyt nem jelent. Az acetilén normális égésénél foszfinból foszforsav keletkezik, és így ártalmatlanná válik.
 A kénhidrogén () ugyancsak kellemetlen (záptojás) szagú és mérgező gáz, de igen kis koncentrációja miatt ártalmatlan. A  a kalcium-szulfid (CaS) vízzel történő reakciója útján keletkezik. Ugyanúgy mint a foszfin, égéssel ártalmatlanná válik ().
 Az ammónia () jellemző, szúrós szagú gáz, mely azonban csak nagyobb töménységnél ártalmas és maró hatású. Kis töménysége miatt veszélytelen. Az  a kalcium-nitridből és a ciánamidból képződik.
 Szilárd alkotórész: „oltott mész” (kalcium-hidroxid,  viszonylag erős (maró!) lúg. Friss állapotban, nagyobb mennyiségben és hosszabb időn át nem szabad a bőrrel és különösen nem a szemmel érintkeznie. Egyébként az anyag nem mérgező, mészszegény talajon szívesen használják trágyázásra. Régi  a levegő szén-dioxidjával történő reakciója miatt még veszélytelenebb, mert belőle  (kalcium-karbonát) képződik.

Környezetvédelem 
A karbidlámpa „karbidhamujára” is az vonatkozik, ami a kalcium-hidroxidnál (oltott mész) le lett írva.
 Nagy mennyiségben és frissen kiszórva, maró hatása miatt, a közvetlenül alatta levő barlangtalaj mikrofaunájára káros. Ez a hatás azonban nem különösen hosszan tartó. A karbidhamuban a  melletti foszfin, illetve hidrogén-szulfid és ammónia igen kis koncentrációja, és e gázok illékonysága miatt egészen veszélytelen, de ezek miatt lehet érezni a frissen ürített karbidhamut büdösnek.
 A karbidhamunak többé-kevésbé rejtett elhelyezése barlangokban vagy közvetlenül a barlangok mellett esztétikai és elvi okok miatt elítélendő. Az erdő vagy rét talajában történő elásás ellen az általában kis mennyiség miatt nem lehetne tiltakozni, feltéve, ha az nem mindig ugyanazon a helyen és egy barlangbejárat közvetlen közelében történik.
 Amennyiben a barlangban kell kalcium-karbidot váltani, akkor az elhasznált anyagot egy kis műanyag zacskóba kell tölteni és ki kell vinni a barlangból. A jól működő lámpa 8–10 óráig ég egy töltéssel, ezért ez csak nagyon hosszú túráknál (felmérések, éjszakázások nagy barlangrendszerben) vagy rossz lámpáknál indokolt.

Jegyzetek

Források

További információk 

Szervetlen kalciumvegyületek
Karbidok