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Los carburos son compuestos de metales y no metales con carbono. Típicamente, en tales compuestos, el carbono tiene una electronegatividad mayor que el segundo elemento, lo que nos permite excluir los óxidos, halógenos y otros compuestos de carbono del grupo.
Estas son sustancias sólidas refractarias, no volátiles e insolubles. Básicamente tienen varias propiedades: algunos, como el carburo de oro, pueden explotar cuando intentan verterlo, y algunos de los compuestos, como el boro, el circonio, el titanio, el silicio y el tungsteno, tienen una dureza superior al diamante y no son susceptibles a los ácidos y solventes.
Antecedentes historicos
El primer compuesto de carbono inusual, similar al carburo, fue obtenido a principios del siglo XIX por el inglés Davy. Fue carburo de potasio. Además, en 1863, se encontró carburo de cobre inestable, después de 15 años, carburo de hierro.
Oficialmente, las conexiones "aparecieron" solo a fines del siglo XIX : el francés Henri Moisson tenía una mano en ellas. Recibió los compuestos con la ayuda de un arco de voltios en un horno eléctrico, que él mismo inventó. Para este propósito, se usó carbón vegetal en estado caliente, metales puros y sus óxidos.
Sin embargo, varios años antes de Moisson, el mineral cohenite, una mezcla de carburos de cobalto, hierro y carburos de níquel, se encontró en los meteoritos. En cierto sentido, este hallazgo ayudó a responder la pregunta "¿Qué son los carburos?".
Propiedades de conexión
Al igual que otros elementos, los carburos poseen un cierto conjunto de propiedades que los convierten en un material popular en los mercados de construcción e ingeniería.
Alta dureza : en contraste con el metal puro, los compuestos son los más duros, lo que les permite ser usados en varias áreas;- Alto punto de fusión : son significativamente más altos que el punto de fusión de metales similares;
- Resistencia a la corrosión . Algunas opciones son bastante resistentes a los ácidos y factores externos.
- Buena conductividad térmica y resistencia al calor, permitiendo que la mezcla se use a temperaturas altas y bajas;
- El aumento de la resistencia al desgaste no permite que las partes del material se deterioren antes de tiempo.
Dependiendo del metal, los elementos no metálicos tienen una variedad de propiedades que varían dependiendo de los datos iniciales.
Tipos de carburos
Todas las sustancias se pueden dividir en tres grupos:
- Forma covalente de bromo y silicio; son químicamente inertes, los átomos de carbono están en el estado de hibridación sp, sp2, sp3. Se forma por sustitución parcial en el diamante de los átomos de carbono por los átomos de bromo y silicio. Tienen un fuerte enlace interatómico, alto punto de fusión, resistencia al calor, inercia química, son semiconductores. El carburo de bromo es bastante duro, e incluso puede rayar el diamante. El carburo de silicio es más frágil, pero químicamente resistente, se oxida cuando se expone al oxígeno solo a temperaturas superiores a 1000 grados Celsius, se disuelve en agua regia y ácido nítrico concentrado y ácido fluorhídrico.
Como sal o iónicos son compuestos formados por metales de los grupos I y II, así como aluminio, REE y actínidos. Se obtienen directamente de los elementos o reduciendo los óxidos de carbono, generalmente se descomponen con agua y ácidos, mientras que se produce la liberación de hidrocarburos y queda el hidróxido metálico. Tienen un alto punto de fusión.- Metal-como o ion-covalente-metal son compuestos que están formados por metales de transición de los grupos IV - VII, así como níquel, hierro y cobalto; Tienen actividad química intermedia. En tales compuestos, los átomos de carbono pequeños se encuentran en los vacíos entre los átomos de metal. De ahí el nombre de carburos de implantación. Tienen alta resistencia y punto de fusión.
A su vez, los compuestos iónicos se dividen en:
- Las metanidas suelen ser transparentes, no tienen color, en ácidos diluidos y el agua se descompone y forma metano. Estos incluyen carburo de magnesio, aluminio y berilio.
- Acetilenidos : se hidrolizan activamente y forman acetileno o etina. El carburo de calcio es el más conocido.
Aplicación
Los elementos se utilizan para dar al hierro fundido y varios tipos de dureza del acero, aumentar su resistencia al desgaste. Los carburos de tungsteno y titanio, como las variantes más duras y más refractarias, se utilizan para la fabricación de herramientas de corte, así como para producir materiales superduros. Debido a las buenas propiedades químicas y físicas, las sustancias se utilizan como componentes de materiales refractarios, barras de resistencia de calentadores eléctricos y como material abrasivo.
El carburo de calcio también se llama carburo para soldadura. Es una sustancia ideal para la soldadura: cuando está en contacto con el agua, emite acetileno, un gas volátil, que es la base de la soldadura con oxígeno, la metalización, el corte y la soldadura.
En otras palabras, durante el procesamiento del metal, el compuesto reacciona y comienza a liberar una gran cantidad de calor y acetileno, lo que apoya la combustión. La temperatura al mismo tiempo puede alcanzar los 3150 grados centígrados. Cuando trabaje con una sustancia, es necesario cumplir estrictamente las reglas de seguridad: para almacenar adecuadamente la mezcla, recuerde que es fácil de encender, trate de no entrar en contacto con la polya venenosa.
Conclusión
Dependiendo del metal, los compuestos tienen una impresionante gama de propiedades que se utilizan en varios tipos de producción, principalmente en ingeniería mecánica, metalmecánica e industrias similares.