电石 碳化钙化学试剂
碳化钙 (英語:Calcium carbide ),又稱乙炔钙 ,化学式 為CaC2 ,是电石 (又稱電土 )的主要成分。电石是一种呈綠色或灰黑色的粉末 或块状固体 ,帶有大蒜味,工业上常用电石与水 混合制取乙炔 氣體;亦被應用於冶煉工業,作為還原劑和脫硫劑。碳化钙遇水易燃 ,如向其加入過量的水 ,會生成氫氧化鈣 (Ca(OH)2 )和乙炔 (C2 H2 )。
CaC2 + 2H2 O → Ca(OH)2 + C2 H2
CaC2 + H2 O → CaO + C2 H2
制法
电石可由生石灰 (氧化钙)与碳 混合后在電爐中加熱至約2000 °C反應製得。
CaO + 3C → CaC2 + CO
對人體健康危害
碳化钙如直接與眼睛接觸,可能會引致流淚、結膜發紅等不適情況。亦有可能會導致眼睛表面輕微磨損。如吸入碳化钙可引致劇烈咳嗽及鼻痛,對部份人會造成肺部損害;碳化钙氣霧則可引致上呼吸道嚴重不適。如誤服可導致腸胃不適,亦可能會損害肝臟及腎臟等器官。如碳化钙液體接觸到濕潤的皮膚,會刺激及灼傷皮膚。
生活應用
(1)电石与水反应生成的乙炔可以合成许多有机化合物例如:合成橡胶 、人造树脂 、丙酮 、烯酮 、炭黑 等;同时乙炔一氧焰广泛用于金属的焊接和切割。
(2)加热粉状电石与氮气时,反应生成氰氨化钙 ,即石灰氮:
CaC2 + N2 → CaCN2 + C , ΔH = -296kJ/mol
石灰氮是制备氨基氰 的重要原料。加热石灰氮 与食盐反应生成的熔体用于采金及有色金属工业。
(3)电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。
(4)生产聚氯乙烯 (PVC),电石法生产聚氯乙烯利用电石(碳化钙CaC2 ),遇水生成乙炔(C2 H2 ),将乙炔与氯化氢 (HCl)合成制出氯乙烯 单体(CH2 =CHCl),再通过聚合反应使氯乙烯生成聚氯乙烯—[CH2 —CHCl]n—的化学反应方法。
(5)旧时矿工下矿,将电石放入铁罐之中利用生成的乙炔(C2 H2 )制作成电石灯。
磺火捕魚
磺火捕魚又稱「蹦火仔 」、「蹦魚」或「磺仔火捕魚」,在1930~1940年代的臺灣(金山 、野柳 、石門 一帶)頗為盛行,主要利用電石(電土、電火石、磺石)加水產生乙炔氣體,一點火就會發出強光及響聲,再利用魚強烈之趨光性,吸引在海表層 洄游之青鱗魚 (青鱗仔,俗稱沙丁魚 的一種)等魚群聚集,最後將火光漸漸熄滅引魚群進入網(叉手網 或焚寄網 )內。每年5月至8月是捕撈的青鱗魚的季節,這種「噴火船」捕魚法據說是全世界唯一,在臺灣已有70、80年的歷史,全盛時期有二十多艘,受到氣候、環境變遷(作業辛苦,收入也不固定,一年只能捕四個月,只能捕獲表層較低經濟價值的青麟魚及電石成本較高)的影響,造成磺火捕撈法慢慢失傳的原因,目前全臺僅剩四艘作業漁船(新北市 的金山區 磺港 )。每日天黑至隔日凌晨3~4點,觀眾或攝影者不需要上船欣賞,從海岸邊便能觀看漁民引火誘魚再捕撈過程,尤其是成千上萬的魚群,隨著火光及點火「蹦」的一聲瞬間瘋狂衝出海面,場景更是壯觀且具視覺美感。
电石灯
点亮电石灯
電石燈 ,英文稱為 Carbide lamps 或 acetylene gas lamps,又稱為「電土燈」、「水火燈」、「瓦斯燈」[ 2] ,是一種利用碳化鈣與水産生乙炔來燃燒的燈具。在電燈未普及的年代,由於它不容易被強風吹熄所以經常被用在戶外場合,如夜間戶外照明、攜帶式鐵路號誌燈(合図灯 )、燈塔 、汽車和自行車頭燈 等。
水果催熟
電石在接觸到水或潮濕的空氣時會產生乙炔 。電石催熟 ,操作簡單,但其用量無法正確的掌握,因電石在催熟48小時以後仍然無法完全溶解,使用者大都只憑經驗使用,且果實在靠近電石的地方容易有灼傷的現象發生,甚至有發生爆炸 的危險。
電石催熟的方法為將紙箱內層敷上水泥紙,後將電石以報紙包上置於紙箱之最下層,電石的用量約200公克配20公斤果實,再將硬熟的果實置於箱內後以水泥紙包紮密封,不可漏氣。紙箱之上方以棉被或布袋覆蓋,視品種之不同,經48~72小時後即可完成催熟的作業,催熟率可達 90%以上。此種方法效果穩定,適用於小量果實之催熟處理。
如數量多時,可以透氣之塑膠籠盛裝硬熟果,地面墊上水泥柱或木材數支,其尺寸約12×15公分.長度不拘,將電石以報紙包紮置於兩支水泥柱之中問,後將盛裝的硬熟果籠置於柱上,高度三層籠高(約120公分),依序排列,四周以棉被或布袋或催熟專用之催熟被覆蓋,必須注意覆蓋得密不通風,但切忌使用不透氣的資材如塑膠布類覆蓋,以免妨礙水分之蒸發而影響催熟之效果,如此視品種及成熟度之不同,經48~72小時之催熟後即可達到轉色、軟熟而具有商品價值。
现在商業上已改為將水果放到冷藏庫,控制在17攝氏度的溫度,用食用酒精催熟,約7天後即變熟可出貨上市,此法較電土來得安全、低成本[ 3] 。因電石催熟法的危險性,印度等國家规定禁止用碳化钙进行催熟,但是仍有人尝试以此种方式进行水果催熟。
玩具砲
大爆炸加農砲 (Big-Bang Cannon)是20世紀初(1912年)美國 上市的一种安全玩具 大砲,目前仍在生產,它是利用碳化鈣與水 化學反應 出乙炔 氣體產生猶如真實大砲的聲響。
參考
《綠十字》第十八卷,第一期,2008年一月二月,第31-32頁(化學品安全資料簡表),香港職業安全健康局 。
外部連結