Karbid to stały w temperaturze 25 oC, tzw. techniczny węglik wapnia – produkt reakcji:
CaO + 3C ⇄ CaC2 + CO ΔHo = 464 kJ
Zadowalającą wydajność syntezy węglika wapnia tzw. metodą elektrotermiczną uzyskuje się w zakresie temperatur 2000 oC ÷ 2200 oC, przy czym w opisanych warunkach powstaje ciekły stop, którego składnikami są tlenek (CaO) oraz karbid (CaC2). Poza wymienioną fazą ciekłą, w stanie równowagi współistnieje z nią również faza stała (węgiel) oraz gazowa – tlenek węgla(II). Proces prowadzi się pod ciśnieniem normalnym, stąd ciśnienie tlenku (CO) jest stałe, a równowagowy skład fazy ciekłej zależny jest od temperatury.
Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.
Do eksperymentalnego pieca karbidowego wprowadzono 672 g mieszaniny wapna palonego z koksem. W mieszaninie tej węgiel stanowił 90% masy koksu i pozostawał w stosunku stechiometrycznym względem tlenku wapnia. Zainicjowano reakcję chemiczną, a po jej zakończeniu układ ochłodzono do temperatury 25 oC. Stwierdzono, że w warunkach przeprowadzonego eksperymentu wydajność tworzenia węglika wapnia była równa 80%.
Oblicz, jaki procent wagowy w uzyskanej mieszaninie poreakcyjnej substancji stałych w temperaturze 25 oC stanowiły zanieczyszczenia pochodzące z koksu, jeśli wiadomo, że nie brały one udziału w reakcji chemicznej. Wynik obliczeń podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.
© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone