Carburo e...?

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al-ham-bic

2014-05-29 21:31

Avevo già visto questo materiale come piccole inclusioni, ma mai aderente come una spessa crosta "metallica" su un pezzo di carburo di calcio.

Il CaC2 commerciale, per coloro che non l'avessero mai visto (e credo la stragrande maggioranza dei giovani...), si presenta come dei "sassi" irregolari e spigolosi di colore da grigio chiaro a quasi nero; se la frattura è freschissima il colore è rossastro.

La forma dei frammenti deriva dalla frantumazione di una massa fusa al forno elettrico a oltre 2000°e i pezzi rapidamente imbianchiscono e sfioriscono per reazione con l'umidità atmosferica e vanno conservati in recipienti a tenuta ermetica.

(Tralascio ogni altra informazione su questo antico, interessante e bigamo materiale, che mi piace perchè tiene a braccetto da una parte la chimica inorganica e dall'altra l'organica col triplo legame).

Dicevo dunque che una così significativa crosta eterogenea non l'avevo mai vista su nessuno dei pezzi di CaC2 che ho avuto occasione di incontrare finora.

Per la solita frettolosità (in questo periodo ho poco tempo a disposizione) non sono riuscito a rendere bene in foto il colore, che appare troppo grigio; in realtà è di una decisa lucentezza metallica con tonalità leggermente piritica.

La parte bianca sottostante è il carburo, che si sta lentamente consumando a forza di estrarre lo strano pezzo dal contenitore per maneggiarlo.

La crosta in oggetto, formatasi durante la sintesi a causa di impurezze locali nel materiale di partenza, non reagisce con l'acqua e addirittura con molta difficoltà con HCl bollente; in acqua regia si scioglie solo parzialmente...

Altri dati (ovvero la soluzione del quiz) verranno eventualmente in seguito.

carburo_1.jpg
carburo_1.jpg
carburo_2.jpg
carburo_2.jpg
carburo_3.jpg
carburo_3.jpg

comandantediavolo

2014-05-30 09:29

Hai ragione al, talvolta il carburo commerciale presenta,all'esterno, quelle impurità di lucentezza quasi "metallica" che ne rallenta molto, se non impedisce, l'etino-genesi.

Mi rifornisco di carburo del principale produttore italiano (forse anche l'unico oramai...), non direttamente non avendo io P.IVA, ma per mezzo di fornitori al minuto dai quali acquistiamo in gruppo di 8/10 persone il fusto da 75 Kg. nella pezzatura media 25/50 mm.

In effetti il tempo e l'umidità atmosferica giocano per questo materiale un effetto deleterio, mi capita spesso di arrivare a prendere pezzi di carburo oramai ridotti in polvere nonostante il recipiente a tenuta ermetica.

Non ho minimamente idea della natura della "crosta immutabile" che si forma all'esterno, le impurità più comuni del calcare di partenza sono i fosfati (trasformatisi in fosfuri nella reazione di fusione ad alta temperatura del forno elettrico per l'ambiente riducente) che notoriamente si avvertono nella combustione dell'acetilene oppure semplicemente prendendo in mano i pezzi di carburo ,per l'odore agliaceo che lasciano sulle dita, generato sicuramente dalla micro-produzione di fosfina e difosfano .

Aggiungo una foto del perché acquisti il carburo, non vorrei che qualcuno pensasse male O:-) , infatti l'uso è istituzionale,per modellare il vetro e per le notti senza luna quando si va lungo le strade a fianco dei corsi d'acqua a raccogliere i ranocchi per una frittura ,oppure per illuminare con luce d'altri tempi la sede degli Alpini del mio paese... :-D

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al-ham-bic

2014-05-30 12:28

Ottima aggiunta... che dimostra che il materiale non è stranamente ancora completamente estinto.

(E non lo è di certo in alcune sagre paesane abruzzesi o altro, dove "l'uso" è davvero istituzionale).

Da noi si usava MOLTI anni fa per la ricerca delle chiocciole (che, per carità, NON sono le lumache!!!) nelle notti piovigginose, ma ora è quasi introvabile.

Vediamo se qualche lettore ipotizza la composizione della crosta metallica... poi alla fine qualcuno -magari che inizia con M asd - ce ne spiegherà di sicuro genesi, vita, morte e miracoli...

Dott.MorenoZolghetti

2014-05-30 14:28

Toh, guarda chi è ritornato dall'Ade. E con tanto di pietra infernale (per M.: infernale per modo di dire, non AgNO3) al seguito. Che cosa interessante il carburo di calcio, ne ho lì 500 g da almeno 10 anni, in una latta bianca e non ci ho mai guardato dentro. Che sia giunto il momento di armarsi di giravite e far leva sul coperchio? Spero di non trovarci le ceneri di M. ... ;-)

Mario

2014-05-30 19:18

La crosta "metallica" è costituita da carburo di silicio SiC, composto che si forma per reazione dei silicati, presenti come impurezza nell'ossido di calcio usato nella sintesi del CaC2, con il coke. Il colore e l'aspetto sono dovuti alla presenza di ferro, altrimenti sarebbe incolore.

saluti

Mario

comandantediavolo

2014-05-30 19:55

Mario ha scritto:

La crosta "metallica" è costituita da carburo di silicio SiC, composto che si forma per reazione dei silicati, presenti come impurezza nell'ossido di calcio usato nella sintesi del CaC2, con il coke. Il colore e l'aspetto sono dovuti alla presenza di ferro, altrimenti sarebbe incolore.

Ecco risolto il dilemma della "crosta immutabile" ...

Comunque al giorno d'oggi la cosa più difficile da reperire per le lampada a carburo non è ,ahime,il carburo,ma bensì gli ugelli eiettori in ottone e ceramica dai quali scaturisce la luminosissima fiammella bianca, oramai reperibili solo su internet da forniti DIY store della Grande Bretagna...  no no

al-ham-bic

2014-05-30 23:04

Mario ha scritto:

La crosta "metallica" è costituita da carburo di silicio SiC...

saluti

Mario

No, non è carburo di silicio.

Sicuramente c'è del SiC (una delle prime cose a cui ho pensato) ma la stragrande maggioranza della "crosta" (diciamo il 90%) non lo è.

Ma c'è un indizio nella risposta di Mario.

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Dott.MorenoZolghetti

2014-05-31 07:16

Beh, che non sia carburo di silicio è evidente dal fatto che si scioglie (anche se parzialmente) in acqua regia. Il carburo di silicio non viene attaccato da alcun acido, neppure da H2F2 a caldo. Il materiale da cui si parte contiene sempre ferro come impurezza e nella massa di fusione, questo si lega con il silicio e forma una lega ferro-silicio, caratteristica per lucentezza. Per evidenziare questo fatto, basta recuperare un po' di materiale "metallico", scioglierlo in regia e cercare nella soluzione il ferro (III). Il residuo di solubilizzazione è costituito da silicio biossido variamente idrato (acido silicico). Se l'attacco non è completo, è possibile avere un residuo più scuro di acido silicico e silicio, cosa che per altro avviene quando si conduce la digestione acida in assenza di ossidanti, in cui prevale il residuo nero di silicio.

Mario

2014-05-31 12:10

Non sono del tutto convinto della cosa, di certo solo un'analisi chimica permetterebbe di stabilire l'esatta composizione. Avete idea di quale potrebbe essere la % di silicio nella lega Fe-Si?

saluti

Mario

comandantediavolo

2014-05-31 12:42

Visto che il forno elettrico lavora in atmosfera libera, si potrebbe ipotizzare,e dico potrebbe,la formazione di nitruro di silicio Si3N4. che potrebbe formarsi nella fase di raffreddamento del carburo liquido quando la temperatura scende sotto i 1800/1700 °C e sempre per la presenza dell'azoto atmosferico.

Ripeto che è solo un'ipotesi.

al-ham-bic

2014-05-31 13:40

E qui termina il quiz (ma si può continuare fin che si vuole in altri discorsi) perchè Moreno ha già detto tutto.

Si tratta, essenzialmente, di una lega ferro-silicio.

Ovvio che non ho fatto una analisi quantitativa, ma qualitativa di massima sì.

L'indizio chiave che avrei messo in seguito è il pezzo di carburo appeso ad una calamita (anche debole) dato che la crosta è quasi tutto ferraccio, anche se l'appellativo nel caso specifico è immeritato.

Sulla qualitativa del ferro non penso valga la pena di aggiungere qualcosa.

Poi avrei detto che il residuo dall'attacco regio si scioglie anch'esso parzialmente in H2F2 a caldo (SiO2), con residuo scuro (Si, SiC...).

Mi resta da controllare, per mia curiosità, la conducibilità.

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Marzio

2014-06-03 19:36

Saldando spesso con acetilene e ossigeno ho ben presente che effetto fa bruciare solo acetilene, fiamma rossiccia e alquanto fuligginosa. Mi sono sempre chiesto come le vecchie lampade a C2H2 producessero luce bianca e pochissimo fumo. Qualcuno ha una foto del particolare dell'ugello?Non ne ho mai avuta una tra le mani purtroppo. Da piccolo provai a costruirne una con un barattolo e un tubicino ma come potrete immaginare finì in modo diverso da come speravo...

al-ham-bic

2014-06-03 20:57

Hallo Marzio, ecco la tua calibro nove, sei servito!

Naturalmente non è una cartuccia ma un ugello per lampade ad acetilene asd

L'immagine non è delle migliori, ma è l'unica che sono riuscito a trovare... e pensare che mille anni fa avevo quasi una collezione di questi ugelli.

Il materiale è ottone e ceramica.

La parte superiore è filettata conica per adattarsi a tutti i diametri del tubo di uscita gas delle lampade.

La parte inferiore in ceramica presenta due forellini molto piccoli con angolatura speciale contrapposta e i diametri sono studiati in modo che le due fiammelle si incrocino e che la velocità di uscita della C2H2 produca una fiamma luminosissima e poco fuligginosa.

Come finì il tuo "esperimento" lo immaginiamo senza la minima difficoltà... Rolleyes

ugello acetilene.JPG
ugello acetilene.JPG

comandantediavolo

2014-06-04 10:02

Marzio,

ho provato a fotografare l'ugello in due prospettive diverse,mi scuso per le foto fatte col telefonino, non certo da esposizione, ma spero si vedano i dettagli in modo soddisfacente...

https://imageshack.com/i/nh93lv7j

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arkypita

2014-06-04 14:16

Marzio ha scritto:

Qualcuno ha una foto del particolare dell'ugello?Non ne ho mai avuta una tra le mani purtroppo.

Essenzialmente si tratta di un cilindretto di metallo riempito di materiale inerte (ceramica?) con un forellino.

Marzio ha scritto:

Da piccolo provai a costruirne una con un barattolo e un tubicino ma come potrete immaginare finì in modo diverso da come speravo...

In passato ho prodotto una lampada a carburo per grossa potenza perché avevo bisogno di illuminare la sera una zona adibita a wild camping

(no elettricità e alte comodità) e il lavoro mi era riuscito bene.

L'avevo fatta con:

- due barattoli cilindrici di plastica, ermetici, da alimenti

- una valvola da gocciolatoio per giardinaggio

- un tubo di alluminio diametro 20mm

- ceramite (polvere di ceramica impastabile)

I due barattoli incollati uno sull'altro sono comunicanti tramite la valvolina che permette il gocciolamento dell'acqua (barattolo superiore) sul carburo (barattolo inferiore). Il tubo di alluminio è innestato (siliconato) sul barattolo inferiore e attraversa il barattolo superiore fino ad uscirne per una 20ina di cm (per dissipare il calore e non fondere la plastica).

La testa del tubo di alluminio è riempita di ceramite e prevede un forellino per l'uscita del gas.

Con un riflettore realizzato con una teglia d'alluminio di quelle usa e getta, posto dietro la fiamma, illuminava abbondantemente un'area 15m x 15m

2014-06-04-16.18.53.jpg
2014-06-04-16.18.53.jpg

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Marzio

2014-06-04 19:57

Grazie Comandantediavolo! Mi hai tolto una curiosità su questa cuoriosa lampada. L'importante credo sia mantenere sempre una certa pressione che impedisca ritorni di fiamma e nel contempo creare una turbolenza che lo misceli con la giusta quantità di aria. Per arkypita invece il mio prototipo era simile, il barattolo era di latta ma essendo molto giovane non avevo curato molto i particolari e soprattutto il tubicino all'estremità superiore era libero! Fortunatamente sono sempre stato discretamente prudente e anche il quel caso non mi azzardai ad accenderla a mano ma usai una lunga canna...e feci molto bene!

comandantediavolo

2014-06-05 16:17

Marzio ha scritto:

Grazie Comandantediavolo! Mi hai tolto una curiosità su questa cuoriosa lampada. L'importante credo sia mantenere sempre una certa pressione che impedisca ritorni di fiamma e nel contempo creare una turbolenza che lo misceli con la giusta quantità di aria.

Ritorni di fiamma non dovrebbe generarne, in quanto l'eiettore da dove esce l'acetilene è molto piccolo (piccoli in questo caso...),poi diminuendo il diametro di uscita,rispetto alla sezione dove il gas si accumula ,si genera un discreto aumento della velocità del flusso gassoso di acetilene per effetto Venturi. E' poi buona norma nell'accensione di tale lampada,far fuoriuscire per qualche secondo l'acetilene che si porta dietro anche l'aria contenuta nella parte superiore dove si mette l'acqua e nella parte inferiore dove si deposita il carburo. Il vero rischio risiede nel tentare di accenderla,ad esempio, senza il tappo dell'acqua qualora la si fosse rabboccata ,in quel caso la parte superiore sarebbe satura di miscela aria/acetilene e udiresti un bel botto.... O:-)

Dott.MorenoZolghetti

2014-07-16 18:37

Grazie per il prezioso contributo, ma non è carburo di silicio. Avevamo già concluso la discussione qualche tempo fa...

quimico

2014-07-16 20:12

A 13 anni è meglio che si dedichi ad altro...