電石自燃原理
電石遇水會產生乙炔,乙炔在液態和固態下或在氣態和一定壓力下有猛烈爆炸的危險,受熱、震動、電火花等因素都可以引發爆炸,因此不能加壓液化後貯存或運輸。
乙炔,分子式C2H2,俗稱風煤和電石氣,是炔烴化合物系列中體積最小的一員,主要作工業用途,特別是燒焊金屬方面。乙炔在室溫下是一種無色、極易燃的氣體。
電石可看作是乙炔的鈣鹽,因此碳化鈣稱為乙炔鈣或許更為準確,乙炔的酸性比水弱得多,電石與水的反應可看作“強酸制弱酸”,由於乙炔的酸性比水弱很多,因此反應劇烈。實際上電石與足量水的反應已經算是比較平穩了,雖然看起來很劇烈,乙炔的二鈉鹽——乙炔二鈉(Na2C2)遇水會發生爆炸性的反應。
一般情況下,電石與水的反應不生成CaO,因為反應相當於“強酸制弱酸”:
CaC2 + 2H—OH → C2H2↑ + Ca(OH)2
但如果少量水澆到大量電石上,發生上述反應生成乙炔後,如果沒有更多的水,則電石會與Ca(OH)2繼續反應,CaC2奪取Ca(OH)2中的水:
CaC2 + Ca(OH)2 → C2H2↑ + 2CaO
這一反應在電石外形成堅硬的CaO外皮,並強烈放熱,使得電石溫度急劇升高,有直接點燃乙炔的可能,這就是大量電石遇少量水容易自燃的重要原因。因此用電石與水反應制備乙炔,水必須足量,缺水可能反而導致危險,實驗室製備乙炔時,電石切不可多用,幾小塊足矣。
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