碳化钙 | 75-20-7

• 物质功能分类: 无机化工 - 无机盐 - 碳化物及碳酸盐
• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机杂环化合物 - 金属杂环化合物
• 中文名称: 碳化钙
• 中文别名: 电石；石英晶体
• 英文名称: Calcium carbide
• 英文别名: Ca carbide；ethyne; calcium salt (1:1)；acetylene; calcium salt (1:1)；Calciumcarbid
• CAS: 75-20-7；746657-41-0
• 化学式: C₂Ca
• 分子量: 64.1
• InChiKey: ORQNSRQOGMSXIV-UHFFFAOYSA-N

物化性质

• 熔点：
  447°C
• 沸点：
  2300°C
• 密度：
  2.22 g/mL at 25 °C(lit.)
• 溶解度：
  与H2O反应
• 介电常数：
  5.8 - 7.0（0.0℃）
• 暴露限值：
  ACGIH: TWA 2 mg/m3OSHA: TWA 5 mg/m3NIOSH: IDLH 25 mg/m3; TWA 2 mg/m3

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.38
• 重原子数：
  3.0
• 可旋转键数：
  0.0
• 环数：
  1.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  0.0
• 氢给体数：
  0.0
• 氢受体数：
  0.0

安全信息

• TSCA：
  Yes
• 危险等级：
  4.3
• 危险品标志：
  F
• 安全说明：
  S43,S43A,S8
• 危险类别码：
  R15
• WGK Germany：
  1
• 海关编码：
  2901299090
• 危险品运输编号：
  UN 1402 4.3/PG 2
• 危险类别：
  4.3
• 包装等级：
  II
• 危险标志：
  GHS02,GHS05,GHS07
• 危险性描述：
  H260,H315,H318,H335
• 危险性防范说明：
  P223,P231 + P232,P261,P280,P370 + P378,P422

制备方法与用途

碳化钙（电石）是一种重要的化工原料，具有广泛的用途和独特的性质。以下是关于碳化钙的几个关键点：

生产方法

• 电炉还原法：这是当前工业上唯一的方法。
  • 将焦炭与生石灰混合后在高温下进行反应，生成熔融状态的碳化钙（电石）。

物理化学性质

• 颜色和状态：工业品通常是灰色、黄褐色或黑色固体；含碳化钙比例较高的情况下呈紫色。
• 化学性质：能吸收空气中的水分，并释放乙炔气体，遇到火花即可着火甚至爆炸。含有杂质如磷或硫时反应更为剧烈。

用途

1. 生产乙炔气 - 这是最主要的应用之一。
2. PVC树脂合成 - 占工业用电石消费量的60%以上。
3. 其他化学品制造：包括聚乙烯醇、双氰胺等。
4. 金属焊接与切割 - 用于焊接和切割金属材料。

安全注意事项

• 碳化钙遇水会释放易燃且危险的气体，因此需特别小心储存运输。
• 贮存时应确保阴凉通风干燥处，并避免接触氧化剂、强酸等物质。
• 发生火灾不能用水扑救，推荐使用干粉或干砂。

生产成本

• 每吨碳化钙的生产涉及大约550公斤焦炭（固定炭含量84%）、840公斤石灰石以及少量电极糊。每吨需要消耗约3200度电能。

综上所述，碳化钙作为一种重要的化工原料，在多个领域都有广泛的应用，并且其生产和使用过程需要注意严格的安全措施以防止事故的发生。

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  碳化钙 在 重水 作用下， 生成 乙炔-1,2-D2
  参考文献：
  名称：

  双环壬三烯的阴离子自由基

  摘要：

  双环[6.1.0]nona-2,4,6-triene (BCN) 在 DME 中的低温钾金属还原导致形成先前观察到的同环辛四烯阴离子自由基 (HCOT .- ) 的开放形式。仔细检查从这些溶液中记录的 EPR 光谱，以及之前发表的一些，表明存在另一种物种。使用一组与 HCOT 非常相似的亚甲基质子耦合常数（均在 10% 以内），可以最好地解释第二个物种，但内部和外部桥头耦合常数要小得多

  DOI：

  10.1021/ja00038a010

文献信息

• Deuterium isotope effects on nuclear shielding. Directional effects and nonadditivity in acyl derivatives
  作者：Poul Erik. Hansen、Flemming M. Nicolaisen、Kjeld. Schaumburg

  DOI：10.1021/ja00264a011

  日期：1986.2

  Deuterium isotope effects on the /sup 19/F and /sup 13/C nuclear shielding have been investigated in acyl derivatives. A nonadditivity of the /sup 3/..delta..F(D) of acetyl fluoride has been experimentally established and related primarily to nonuniform rotamer distributions of the mono- and dideuterated isotopomers. The /sup 3/..delta..F(D)'s show furthermore a distinct orientational dependence. The

  已经在酰基衍生物中研究了氘同位素对 /sup 19/F 和 /sup 13/C 核屏蔽的影响。乙酰氟的 /sup 3/..delta..F(D) 的不可加性已通过实验确定，主要与单和双氘化同位素的非均匀旋转异构体分布有关。/sup 3/..delta..F(D)'s 还显示出明显的方向依赖性。所讨论的核处于反位的构型的同位素效应是正的，而那些核处于反位的构型的同位素效应是负的。在所有调查案例中，/sup 2/..delta..CO(D)'s 都是负的和相加的。观察到的同位素效应一般根据取代基和振动效应进行讨论。27 篇参考文献、2 幅图、2 表。
• Microwave spectra and structure of dichloroethenes
  作者：Harutoshi Takeo、Masaaki Sugie、Chi Matsumura

  DOI：10.1016/0022-2860(88)80285-0

  日期：1988.11

  Abstract The complete r s structures for both 1,1- and cis -1,2-dichloroethenes have been derived from isotopic measurements for each isotopic position. The accuracy of the structural parameters obtained is discussed on the basis of isotope effect on bond lengths caused by zero-point vibrations, and it is suggested that more than 0.01 A of additional uncertainty originating from the isotope effect

  摘要 1,1- 和顺式 -1,2- 二氯乙烯的完整 rs 结构源自每个同位素位置的同位素测量。根据零点振动引起的同位素对键长的影响讨论了获得的结构参数的准确性，建议确定的键长必须考虑大于 0.01 A 的由同位素效应引起的附加不确定性通过 Kraitchman 方法。通过使用新确定的结构重新评估四极耦合常数。
• Microwave rotational spectrum and properties of a hydrogen-bonded dimer formed by trimethylamine and acetylene
  作者：A.C. Legon、C.A. Rego

  DOI：10.1016/0022-2860(88)80220-5

  日期：1988.10

  Abstract The rotational spectra of the four isotopic species (CH 3 ) 3 14 N⋯HCCH, (CH 3 ) 3 14 N⋯DCCH, (CH 3 ) 3 14 N⋯HCCD and (CH 3 ) 3 14 N⋯DCCD of a hydrogen-bonded dimer formed between trimethylamine and acetylene have been observed by pulsed-nozzle, Fourier-transform microwave spectroscopy. The ground-state spectroscopic constants determined for these symmetric-top molecules are: Isotopic species

  摘要 四种同位素的旋转光谱 (CH 3 ) 3 14 N⋯HCCH, (CH 3 ) 3 14 N⋯DCCH, (CH 3 ) 3 14 N⋯HCCD 和 (CH 3 ) 3 14 N⋯DCCD通过脉冲喷嘴傅立叶变换微波光谱观察到三甲胺和乙炔之间形成的氢键二聚体。为这些对称顶部分子确定的基态光谱常数为： 同位素 B 0 (MHz) DJ (kHz) D JK (kHz) H JK (Hz) H KJ (Hz) χ( 14 N) (MHz) ( CH 3 ) 3 14 N⋯HCCH 1293.2561(3) 1.425(5) 964.6(1) 156(2) −347(18) −4.918(3) (CH 3 ) 3 14 N⋯DCCH 1269.5182.401(2) ) 958.4(2) 157(2) -257(31) -4.896(14) (CH 3 ) 3 14 N⋯HCCD 1228.0614(4)
• Thermal Rearrangement of 2,5-Bis(dicyanomethylene)bicyclo[4.2.0]oct-7-ene and 2,5-Bis(dicyanomethylene)bicyclo[4.2.0]octa-3,7-diene. Unexpected Formation of 2,6-Bis(dicyanomethylene)bicyclo[3.3.0]octa-1(5)-ene and -octa-3,7-diene, New Electron Acceptors
  作者：Takeshi Kawase、Tomoaki Okada、Tetsuya Enomoto、Takayuki Kikuchi、Yoji Miyake、Masaji Oda

  DOI：10.1246/bcsj.76.1793

  日期：2003.9

  o-dichlorobenzene, 2,5-bis(dicyanomethylene)bicyclo[4.2.0]octa-3,7-diene gave rise to 2,6-bis(dicyanomethylene)bicyclo[3.3.0]octa-3,7-diene by a rearrangement as a sole isolable product in modest yield, and no trace of 5,8-bis(dicyanomethylene)cycloocta-1,3,6-triene, the expected product, was detected. On the other hand, 2,5-bis(dicyanomethylene)bicyclo[4.2.0]octa-7-ene underwent a thermal reaction at lower

  在邻二氯苯中在 200 °C 下加热时，2,5-双（二氰基亚甲基）双环 [4.2.0] octa-3,7-二烯生成 2,6-双（二氰基亚甲基）双环 [3.3.0] octa -3,7-二烯通过重排作为唯一的可分离产物，产率适中，未检测到痕量的 5,8-双（二​​氰基亚甲基）环辛-1,3,6-三烯，即预期的产物。另一方面，2,5-双（二氰基亚甲基）双环[4.2.0]辛-7-烯在较低温度（110°C，在甲苯中）进行热反应，得到5,8-双（二​​氰基亚甲基）-1 ,3-环辛二烯（正常的开环产物）和 2,6-双（二氰基亚甲基）双环[3.3.0]octa-1(5)-ene（重排产物）的比例约为 1:1。重排产物具有平面 1,1,6,6-四氰基己三烯结构（X 射线分析），显示出比四氰基乙烯和 7,7,8 低得多的电子亲和力，8-四氰基-对-醌二甲烷。电子受体还与四硫富瓦烯形成1:1的结晶电荷转移络合物，其电导率接近绝缘
• Structure of the bromovinyl radical: a matrix isolation study
  作者：Anders Engdahl、Bengt Nelander

  DOI：10.1039/p29850001747

  日期：——

  The bromovinyl radical has been prepared by the reaction of bromine atoms with acetylene in an argon matrix at 17 K and its i.r. spectrum has been studied. The spectrum of C2H DBr˙ shows the presence of two isomers, indicating that the radical has an unsymmetric structure.

  通过在17 K的氩气基质中通过溴原子与乙炔的反应制备溴乙烯自由基，并对其ir光谱进行了研究。C 2 H DBr 3的光谱表明存在两个异构体，表明该基团具有不对称结构。