Posted By Chimicamo on 14 Mag 2016

Carburi

Sebbene il carbonio sia praticamente inerte a temperatura ambiente, ad alte temperature reagisce con elementi meno elettronegativi per formare i carburi.

I carburi possono essere classificati sulla base delle loro proprietà e si distinguono in carburi covalenti o molecolari, carburi ionici o salini, carburi interstiziali.

Sintesi

Quando il carbonio reagisce con un elemento avente dimensioni ed elettronegatività simili si forma un carburo covalente come ad esempio il carburo di silicio che si ottiene dalla reazione tra biossido di silicio e carbonio a 2300 K:

SiO_2(s) + 3 C_(s) → SiC_(s) + 2 CO_(g)

Il carburo di silicio fu ottenuto nel 1891 dal chimico statunitense Edward Acheson che fondò la Carborundum Company per la sua commercializzazione. Fu inizialmente usato nei parafulmini e successivamente, stante la sua durezza come materiale abrasivo
Attualmente trova largo utilizzo come materiale semiconduttore intrinseco, nella produzione di armi e nei giubbotti antiproiettile. Il carburo di silicio ha proprietà simili a quelle del diamante sia per quanto riguarda la sua inerzia chimica che per la sua durezza e l’elevato punti di fusione.

L’altro tipico carburo covalente è quello di boro che mostra proprietà simili a quello di silicio che viene sintetizzato a partire da B₂O₃ secondo la reazione:

2 B₂O_3(s) + 7 C_(s) → B₄C_(s) + 4 CO_(g)

Per le sue proprietà viene utilizzato nella corazza dei carrarmati oltre che in protezioni balistiche. Il carburo di boro è in grado di assorbire i neutroni e perciò viene utilizzato nelle centrali nucleari ed in particolare nel rivestimento del reattore, nelle barre di controllo e nel contenimento dei pellet di combustibile nucleare. Un altro carburo di boro BC₃ che ha una struttura simile a quella della grafite viene ottenuto dalla reazione tra benzene e tricloruro di boro secondo la reazione:

C₆H₆ +2 BCl₃ → 2 BC₃ + 6 HCl

Carburi ionici

I carburi costituiti da carbonio e un elemento del I Gruppo, del II Gruppo e del III Gruppo della Tavola periodica sono detti carburi ionici come ad esempio il carburo di calcio che viene ottenuto dall’ossido di calcio secondo la reazione:

CaO_(s) + 3 C_(s) → CaC_2(s) +  CO_(g)

Il carburo di calcio trova applicazione nella sintesi dell’acetilene:

CaC₂ + 2 H₂O → HC≡CH + Ca(OH)₂