ΑΠΛΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΛΑΜΠΑΣ ΚΑΡΒΙΔΙΟΥ/ Δημήτρης Κόρακας / (Simple constraction of a Calcium Carbide Lamp)

Το καρβίδιο του ασβεστίου, επίσης γνωστό ως ανθρακασβέστιο, είναι μια ένωση με χημικό τύπο CaC2. Παρασκευάζεται από ασβεστόλιθο (ανθρακικό ασβέστιο, CaCO3), σύμφωνα με τις ακόλουθες αντιδράσεις, σε υψηλές θερμοκρασίες:

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

CaO(s) + 3C(s) → CaC2(s) + CO(g)

Το καθαρό ανθρακασβέστιο είναι άχρωμο, ωστόσο τα τεμάχια που παρασκευάζονται με την παραπάνω μέθοδο είναι γκρι ή καφέ και αποτελούνται από 80-85% CaC2 και το υπόλοιπο είναι CaO (οξείδιο του ασβεστίου), Ca3P2 (φωσφίδιο ασβεστίου), CaS (θειούχο ασβέστιο), Ca3N2 (νιτρίδιο ασβεστίου), SiC (καρβίδιο του πυριτίου) κ.ά..

Οι εφαρμογές του ανθρακασβεστίου περιλαμβάνουν την παραγωγή αερίου ακετυλενίου σε λαμπτήρες καρβιδίου, παρασκευή χημικών ουσιών για λιπάσματα και χρήση στη χαλυβουργία. Το αέριο ακετυλένιο (HC≡CH) παράγεται με υδρόλυση του ανθρακασβεστίου (CaC2). Παλαιότερα η μέθοδος αυτή είχε βιομηχανικά ενδιαφέρον, σήμερα έχει μόνο εργαστηριακή εφαρμογή:

CaC2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(s) + HC≡CH(g)

Η τέλεια καύση του HC≡CH δημιουργεί γαλάζια φλόγα υψηλής θερμοκρασίας (3000 ºC), η οποία ονομάζεται οξυακετυλενική φλόγα και χρησιμοποιείται για την συγκόλληση και κόψιμο των μετάλλων:

HC≡CH(g) + 5/2O2(g) → 2CO2(g) + H2O(g)

Το ανθρακασβέστιο χρησιμοποιήθηκε σε λαμπτήρες καρβιδίου. Το νερό που στάζει στη συσκευή αντιδρά με το καρβίδιο και σχηματίζει αέριο ακετυλένιο, το οποίο καίγεται και παράγει φως. Ενώ αυτοί οι λαμπτήρες έδωσαν πιο σταθερό και φωτεινό φως από τα κεριά, ήταν επικίνδυνοι στα ανθρακωρυχεία, όπου υπήρχε σοβαρός κίνδυνος από το εύφλεκτο αέριο μεθάνιο που ελευθερώνονταν μέσα στις στοές από τα ορυκτά. Οι λαμπτήρες καρβιδίου εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ορυχεία σχιστόλιθου, χαλκού και κασσίτερου, όπως για παράδειγμα στα μεταλλεία αργύρου κοντά στο Ποτόσι της Βολιβίας, όπου το μεθάνιο δεν αποτελεί σοβαρό κίνδυνο. Επίσης, εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται από ορισμένους σπηλαιολόγους, αν και αντικαθίστανται όλο και περισσότερο από φώτα LED. Τέλος, οι λαμπτήρες αυτοί χρησιμοποιήθηκαν εκτενώς ως προβολείς σε πρώιμα αυτοκίνητα (19ου αιώνα), μοτοσικλέτες και ποδήλατα, αλλά έχουν αντικατασταθεί εξ ολοκλήρου από ηλεκτρικούς λαμπτήρες.

ΠΡΟΣΟΧΗ: Το αιθίνιο δεν είναι ιδιαίτερα τοξικό, αλλά όταν παράγεται από το ανθρακασβέστιο μπορεί να περιέχει προσμείξεις, όπως ίχνη φωσφίνης (PH3) και αρσίνης (AsH3), οι οποίες δίνουν στο εκλυόμενο αέριο οσμή που μοιάζει με αυτήν του σκόρδου και είναι τοξικές. Γι αυτό το πείραμα είναι καλό να γίνεται σε απαγωγό εστία ή στην ύπαιθρο.