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Carburi

Che cosa sono i carburi?

I carburi sono composti del carbonio con elementi chimici a minor elettronegatività; sono esclusi però i composti carbonio-idrogeno.

Sono composti non volatili (eccetto AlC o il suo dimero) in quanto la decomposizione precede la volatilizzazione.

Preparazione dei carburi

La maggior parte dei carburi vengono preparati riscaldando una miscela dell'ossido del metallo con carbone, come ad esempio:

CaO + 3 C → CaC2 + CO

I carburi possono essere preparati anche riscaldando una miscela di metallo polverizzato e di carbone, generalmente a temperature elevate.

I carburi dei metalli alcalini (Li2C2, Na2C2, K2C2, Rb2C2 e Cs2C2) si preparano infine facendo passare l'acetilene in una soluzione dei metalli in ammoniaca liquida e poi riscaldando:

2 Na + 2 C2H2 → 2 NaHC2 + H2

2 NaHC2 → Na2C2 + C2H2

Classificazione dei carburi

I carburi possono essere classificati in:

  • carburi ionici;
  • carburi metallici;
  • carburi covalenti.

Carburi ionici

Gli elementi più elettropositivi (membri dei gruppi I, II e III e, in qualche misura, della serie dei lantanidi e attinidi del sistema periodico) formano carburi ionici con cristalli trasparenti.

A questa classe appartengono ad esempio: Na2C2, K2C2, BeC2, MgC2, CaC2, SrC2, BaC2, Al2C4 e Ce2C4.

Tali carburi possono essere pensati come sali dell'acetilene (e quindi acetiluri) in quanto reagendo con l'acqua formano questo gas:

Na2C2 + 2 H2O → C2H2 + 2 NaOH

Tali acetiluri contengono lo ione C22-.

Altri carburi ionici, come ad esempio Al4C3 e Be2C, reagendo con acqua formano prevalentemente metano:

Al4C3 + 12 H2O → 4 Al(OH)3 + 3 CH4

Tali carburi possono essere pensati come sali del metano e contengono lo ione C4-.

Carburi covalenti

I carburi covalenti, che sono altamente refrattari, vengono formati con Si e B. Essi sono: SiC o carborundo (con la struttura del diamante) e B4C (interessante per la conduttività elettrica abbastanza elevata).

Carburi metallici

Il gruppo dei carburi metallici (TiC, ZrC, HgC, V2C, VC, Cb2C, CbC, W2C e WC e altri) è caratterizzato da temperatura di fusione estremamente alta, dalla elevata durezza, dall'aspetto metallico e dalla conduttività elettrica.

Si possono ottenere blocchi di refrattari sinterizzando ad alta temperatura la polvere metallica col carbone.

Questi carburi non sono reattivi né con l'acqua né in genere con acidi o altri composti chimici.

Gli atomi di carbonio, relativamente piccoli, si sistemano negli interstizi tra gli atomi metallici e i corrispondenti carburi sono per questo chiamati anche carburi interstiziali.

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