石墨是什么???
石墨是碳质元素结晶矿物,它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的距离为3.40人,同一网层中碳原子的间距为1.42A。属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。
石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体.
山东省莱西市为我国石墨重要产地之一,石墨探明储量687.11万吨,现保有储量639.93万吨.
石墨质软,黑灰色;有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。
不能。三氯氢硅一般指三氯硅烷是一种无机化合物,化学式为SiHCl3。为无色液体,溶于苯、乙醚、庚烷等多数有机溶剂,主要用于制造硅酮化合物。
中文名
三氯硅烷
外文名
trichlorosilaneSilicochloroform
化学式
SiHCl3
分子量
135.452
CAS登录号
10025-78-2
基本信息
化学式:SiHCl3
分子量:135.452
CAS号:10025-78-2
EINECS号:233-042-5
理化性质
密度:1.342g/mLat 25°C(lit.)
熔点:-127 °C
沸点:32-34°C
闪点:-28℃(OC)[2]
临界压力(MPa):4.17
引燃温度:185℃
饱和蒸气压:65.8kPa(20℃)
爆炸上限(V/V):90.5%
爆炸下限(V/V):1.2%
外观:无色液体
溶解性:溶于苯、乙醚、庚烷等多数有机溶剂[1]
计算化学数据
疏水参数计算参考值(XlogP):无
氢键供体数量:0
氢键受体数量:0
可旋转化学键数量:0
互变异构体数量:0
拓扑分子极性表面积:0
重原子数量:4
表面电荷:0
复杂度:8
同位素原子数量:0
确定原子立构中心数量:0
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
共价键单元数量:1[1]
毒理学数据
急性毒性
LD50:1030mg/kg(大鼠经口)
LC50:1500mg/m3(小鼠吸入,2h)[1]
用途
主要用于制造硅酮化合物。
应急处理
泄漏应急处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源,防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄漏:用砂土或其他不燃材料吸附或吸收。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容;用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。在专家指导下清除。
防护措施
呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴自给式呼吸器。
眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
身体防护:穿胶布防毒衣。
手防护:戴橡胶手套。
其他:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。
急救措施
皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
安全信息
安全术语
S7/9:Keep container tightly closed and in a well-ventilated place.
保持容器严格密闭,置于通风良好的场所。
S16:Keep away from sources of ignition - No smoking.
远离火源,禁止吸烟。
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
眼睛接触后,立即用大量水冲洗并征求医生意见。
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护。
S43:In case of fire, use ... (if water increases the risk, add - never use water).
着火时使用(指明具体的消防器材种类,如果用水增加危险,注明“禁止用水”。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
发生事故时或感觉不适时,立即求医(可能时出示标签)。
风险术语
R12:Extremely flammable.
极易燃的。
R14:Reacts violently with water.
与水猛烈反应。
R17:Spontaneously flammable in air.
在空气中易自燃。
R20/22:Harmful by inhalation and if swallowed.
吸入和吞食是有害的。
R29:Contact with water liberates toxic gas.
与水接触释放出有毒气体。
R35:Causes severe burns.
引起严重灼伤。
三氯氢硅在常温常压下为具有刺激性恶臭、易流动、易挥发的无色透明液体。分子量:135.43,熔点(101.325kPa):-134℃;沸点(101.325kPa):31.8℃;液体密度(0℃):1350kg/m3;相对密度(气体,空气=1):4.7;蒸气压(-16.4℃):13.3kPa;(14.5℃):53.3kPa;燃点:-27.8℃;自燃点:104.4℃;闪点:-14℃;爆炸极限:6.9~70%;在空气中极易燃烧,在-18℃以下也有着火的危险,遇明火则强烈燃烧,三氯氢硅燃
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烧时发出红色火焰和白色烟;三氯氢硅的蒸气能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性混合气,受热时引起猛烈的爆炸。它的热稳定性比二氯硅烷好,三氯氢硅在900℃时分解产生氯化物有毒烟雾;遇潮气时发烟,与水激烈反应;在碱液中分解放出氢气;三氯氢硅与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。与乙炔、烃等碳氢化合物反应产生有机氯硅烷;在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下,三氯氢硅可被还原为硅烷。容器中的液态三氯氢硅当容器受到强烈撞击时会着火。可溶解于苯、醚等。无水状态下三氯硅烷对铁和不锈钢不腐蚀,但是在有水分存在时腐蚀大部分金属。
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二、三氯氢硅的用途
用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成,是有机硅偶联剂中最基本的单体,同时也是制备多晶硅的主要原料。将三氯硅烷与氯乙烯或氯丙烯进行合成反应,再经精馏提纯,得到乙烯基或丙烯基系列硅烷偶联剂产品。硅烷偶联剂几乎可以与任何一种材料交联,包括热固性材料、热塑性材料、密封剂、橡胶、亲水性聚合物以及无机材料等,在太阳能电池、玻璃纤维、增强树脂、精密陶瓷纤维和光纤保护膜等方面扮演着重要的角色,并在这些行业中发挥着不可或缺的重要作用。
三、三氯氢硅生产工艺
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1、主要化学反应方程式为:
Si + 3HCl = SiHCl3 + H2
Si + 4HCl = SiHCl4 + 2H2
2、生产装置主要由氯化氢干燥、三氯氢硅合成、三氯氢硅提纯和分离工序组成。生产工艺流程简述如下:
用管道送来的氯化氢气体,经冷却除水干燥、加压后依次进入氯化氢缓冲罐、-35℃石墨冷却器,酸雾脱水后,进入硫酸液环泵加压。加压后的氯化氢先经酸雾捕集器、氯化氢缓冲罐、再分别经流量调节阀、流量计、止逆阀进入三氯氢硅合成炉。外购袋装硅粉倒入硅
池,用胶管借水环真空泵的抽力吸至硅粉干燥器,干燥后的硅粉经计量罐计量后由给料阀加入三氯氢硅合成炉,与来自氯化氢缓冲罐氯化氢在合成炉反应生成三氯氢硅和四氯化硅。
氯化氢与硅粉在三氯氢硅合成炉内反应生成三氯氢硅、四氯化硅、氢气。混合气体经沉降器、旋涡分离器、袋式过滤器、一级水冷器、二级水冷器、-35℃冷凝器,大部分三氯硅烷在膜压机前先冷凝下来,进入机前计量罐中,未冷凝的少量三氯硅烷、氯化氢和氢气进入隔膜压缩机加压,再经机后水冷凝器、-35℃盐水冷凝器冷凝,液体经机后产品计量罐计量后进入中间产品贮罐,不凝气送。
石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色、不透明固体,化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。天然石墨来自石墨矿藏,也可以以石油焦、沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成人造石墨。石墨在氧气中燃烧生成二氧化碳,可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。[1]
中文名
石墨
外文名
graphite
别名
石涅、石黑、石螺、石黛、画眉石
化学式
C
分子量
12.01
石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相联,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热。由于层与层间距离大,结合力(范德华力)小,各层可以滑动,所以石墨的密度比金刚石小,质软并有滑腻感。[1]
石墨每一网层间的距离为3.40Å,是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体,同一网层中碳原子的间距为1.42Å,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也稳定。鉴于它的特殊的成键方式,不能单一的认为是单晶体或者是多晶体,现在普遍认为石墨是一种混合晶体。
分子结构
石墨属六方晶系,具完整的层状解理。解理面以分子键为主,对分子吸引力较弱,故其天然可浮性很好。
理化性质
石墨质软,为黑灰色,有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。比表面积范围集中在1-20m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。它能导电、导热。
自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量。
石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、石墨烯等都是碳元素的单质,它们互为同素异形体。
特殊性质
石墨由于其特殊结构,而具有如下特殊性质:
(1)耐高温性
石墨的熔点为3850±50℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
(2)导电、导热性
石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
石墨
(3)润滑性
石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
(4)化学稳定性
石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
(5)可塑性
石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
(6)抗热震性
石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
其他
石墨又可分为天然石墨和人造石墨两大类,天然石墨来自石墨矿藏,天然石墨还可分成鳞片石墨、土状石墨及块状石墨。天然开采得到的石墨含杂质较多,因而需要选矿,降低其杂质含量后才能使用,天然石墨的主要用途是生产耐火材料、电刷、柔性石墨制品、润滑剂、锂离子电池负极材料等,生产部分炭素制品有时也加入一定数量的天然石墨。[2]
在炭素工业中生产量最大的是各种人造石墨制品,人造石墨制品一般用易石墨化的石油焦、沥青焦为原料,经过配料、混捏、成型、焙烧、石墨化(高温热处理)和机械加工等一系列工序而制成,生产周期长达数十天。[2]
人造石墨的种类也很多,如单晶石墨、多晶石墨、热解石墨、高定向热解石墨、聚酰亚胺合成的石墨、石墨纤维等,多数人造石墨制品属于多晶石墨一类。人造石墨中的主要产品是电弧炼钢炉及矿热电炉使用的石墨电极,石墨电极是一种耐高温、耐腐蚀的导电材料。人造石墨在其他许多工业部门也有广泛的用途,如机械工业中电机用电刷、精密铸造模具、电火花加工的模具及耐磨部件,化学工业中的电解槽使用的导电体或耐腐蚀器材,高纯度及高强度人造石墨是核工业部门的反应堆结构材料和用作导弹火箭的部件等。[2]
共12张
石墨
石墨还可制取散热材料、密封材料、隔热材料、和防辐射材料等,石墨功能材料广泛应用于冶金、化工、机械设备、新能源汽车、核电、电子信息、航空航天和国防等行业。欧盟委员会发布的《对欧盟生死攸关的原料》报告中,将石墨列入14 种紧缺矿产原料。[3]
矿产分布与分类
矿产分布
世界上已发现的大中型石墨矿床主要分布在中国、印度、巴西、捷克、加拿大、墨西哥等国。根据美国地质勘探局资料,世界石墨储量为7100万吨,中国石墨储量为5500万吨,占世界的77%。巴西石墨矿分布在米纳斯吉拉斯(Minas Gerais)、塞阿腊(Ceara)和巴伊亚(Bahia),最好的石墨分布在米纳斯吉拉斯州派德拉亚朱尔(Pedra Azul),探明矿石储量2.5亿吨。印度石墨矿主要分布在奥瑞萨邦和拉贾斯坦邦,根据《印度矿业年报》,印度石墨储量为1075万吨,资源量为15802.5 万吨。加拿大石墨矿床分布在安大略省、不列颠哥伦比亚省和魁北克省,比塞特克里克(Bissett Creek)石墨矿是北美洲最大的石墨矿床。斯里兰卡脉状石墨矿床世界闻名,是世界上唯一的高度石墨化的脉状石墨矿床,位于斯里兰卡岛的西部和西南部。[3]
中国的石墨矿产有晶质石墨和隐晶质石墨两种类型。根据国土资源部统计资料,截至2009年底,中国晶质石墨矿物储量为3041万吨,基础储量为5432万吨,资源量为13054万吨。近20年,我国晶质石墨储量呈增加态势,但是大鳞片优质石墨储量减少到不足500万吨。晶质石墨分布在黑龙江、山东和内蒙古等20个省(自治区)。[3]
资源分类
石墨矿床以中、小型为主,矿床类型大致分为以下5种:①结晶片岩中的似层状石墨矿床;②变质煤层中的石墨矿床;③霞石正长岩中的石墨矿床;④矽卡岩中的石墨矿床;⑤结晶片岩中的脉状石墨矿床。[4]
天然石墨资源有3类,它们分别是块状石墨、鳞片石墨和土状石墨(隐晶质石墨)。[4]
(1)致密结晶状石墨
致密结晶状石墨又叫块状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直径大于0.1毫米,比表面积范围集中在0.1-1m/g,晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。这种石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60~65%,有时达80~98%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。
块状石墨是最罕见、价值最高的石墨矿,主要在斯里兰卡发现。[4]
(2)鳞片石墨
鳞片石墨是由许多单层的石墨结合而成,在变质岩中以单独的片状存在,储量少、价值高,晶体呈鳞片状,这是在高强度的压力下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。此类石墨矿石的特点是品位不高,一般在2~3%,或10~25%之间。是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越,因此它的工业价值最大。
鳞片石墨主要分布在澳大利亚、巴西、加拿大、中国、德国和马达加斯加。[4]近几年,非洲坦桑尼亚和莫桑比克等地也发现大量的鳞片石墨资源。有学者对莫桑比克Ancuaba及坦桑尼亚Chilalo地区的鳞片石墨矿石进行研究,结果表明Ancuaba、Chilalo地区石墨矿中矿物组成相似,且均为优质大鳞片石墨资源。
这些碳原子彼此连接组成单质时,有着不同的方式,排成正八面体形、网状的就是金刚石,排成了正六边形、层状那就形成石墨了。
金刚石和石墨都是碳单质。
碳的同素异形体有金刚石、石墨和C60(富勒烯),它们的不同性质是由微观结构的不同所决定的。
(1)金刚石
金刚石呈正四面体空间网状立体结构,碳原子之间形成共价键。当切割或熔化时,需要克服碳原子之间的共价键,金刚石是自然界已经知道的物质中硬度最大的材料,它的熔点高。上等无瑕的金刚石晶莹剔透,折光性好,光彩夺目,是人们喜爱的饰品,也是尖端科技不可缺少的重要材料。颗粒较小、质量略为低劣的金刚石常用在普通工业方面,如用于制作仪器仪表轴承等精密元件、机械加工、地质钻探等。钻石在磨、锯、钻、抛光等加工工艺中,是切割石料、金属、陶瓷、玻璃等所不可缺少的;用金刚石钻头代替普通硬质合金钻头,可大大提高钻进速度,降低成本;镶嵌钻石的牙钻是牙科医生得心应手的工具;镶嵌钻石的眼科手术刀的刀口锋利光滑,即使用1000倍的显微镜也看不到一点缺陷,是摘除眼睛内白内障普遍使用的利器。金刚石在机械、电子、光学、传热、军事、航天航空、医学和化学领域有着广泛的应用前景。
石墨是片层状结构,层内碳原子排列成平面六边形,每个碳原子以三个共价键与其它碳原子结合,同层中的离域电子可以在整层活动,层间碳原子以分子间作用力(范德华力)相结合。石墨是一种灰黑色、不透明、有金属光泽的晶体。天然石墨耐高温,热膨胀系数小,导热、导电性好,摩擦系数小。石墨被大量用来做电极、坩埚、电刷、润滑剂、铅笔等。具有层状结构的石墨在适当条件下使某些原子或基团插入层内与C原子结合成石墨层间化合物。这些插入化合物的性质基本上不改变石墨原有的层状结构,但片层间的距离增加,称为膨胀石墨,它具有天然石墨不具有的可绕性,回弹性等,可作为一种新型的工程材料,在石油化工、化肥、原子能、电子等领域广泛应用。
(2)C60:1985年,美国德克萨斯洲罗斯大学的科学家们制造出了第三种形式的单质碳C60, C60是由60个碳原子形成的封闭笼状分子,形似足球,C60为黑色粉末,易溶于二硫化碳、苯等溶剂中。人们以建筑大师B·富勒的名字命名了这种形式的单质碳,称为富勒烯(fullarene)。这是因为富勒设计了称为球状穹顶的建筑物,而某些富勒烯的结构正好与其十分相似。C60曾又被称足球烯、巴基球等,它属于球碳族,这一类物质的分子式可以表示为Cn,n为28到540之间的整数值,在这些分子中,碳原子与另外三个碳原子形成两个单键和一个双键,它们实际上是球形共轭烯。
富勒烯分子由于其独特的结构和性质,受到了广泛的重视。人们发现富勒烯分子笼状结构具有向外开放的面,而内部却是空的,这就有可能将其他物质引入到该球体内部,这样可以显著地改变富勒烯分子的物理和化学性质。例如化学家已经尝试着往这些中空的物质中加进各种各样的金属,使之具有超导性,已发现C60和某些碱金属化合得到的超导体其临界温度高于研究时以前研究过的各种超导体,也有设想将某些药物置入C60球体空腔内,成为缓释型的药物,进入人体的各个部位。在单分子纳米电子器件等方面有着广泛的应用前景,富勒烯已经广泛地影响到物理、化学、材料科学、生命及医药科学各领域。
(3)碳纳米管
碳纳米管可分单层及多层的碳纳米管,它是由单层或多层同心轴石墨层卷曲而成的中空碳管,管直径一般为几个纳米到几十个纳米,多层碳纳米管是管壁的石墨层间距为0.34纳米,与平面石墨层的间距一样,不论是单层还是多层碳纳米管,前后末端类似半圆形,结构基本上与碳六十相似,使整个碳管成为一个封闭结构,故纳米碳管也是碳族的成员之一。碳纳米管非常微小,5万个并排起来才有人的一根头发丝宽,是长度和直径之比很高的纤维。
碳纳米管强度高具有韧性、重量轻、比表面积大,性能稳定,随管壁曲卷结构不同而呈现出半导体或良导体的特异导电性,场发射性能优良。自1991年单层碳纳米管的发现和宏观量的合成成功以来,由于具有独特的电子结构和物理化学性质,碳纳米管在各个领域中的应用已引起了各国科学家的普遍关注,已成为富勒烯和纳米科技领域的研究热点。
利用碳纳米管可以制成高强度碳纤维材料和复合材料,如其强度为钢的100倍,重量则只有钢的1/6,被科学家称为未来的“超级纤维”;在航天事业中,利用碳纳米管制造人造卫星的拖绳,不仅可以为卫星供电,还可以耐受很高的温度而不会烧毁;用金属灌满碳纳米管,然后把碳层腐蚀掉,还可以得到导电性能非常好的纳米尺度的导线;利用碳纳米管做为锂离子电池的正极和负极材料可以延长电池寿命,改善电池的充放电性能;利用碳纳米管制成极好的发光、发热、发射电子的准点光源,制成平面显示器等,使壁挂电视成为可能;在电子工业上、用碳纳米管生产的晶体管,体积只有半导体的1/10,用碳基分子电子装置取代电脑芯片,将引发计算机的新的革命;碳纳米管可以在较低的气压下存储大量的氢元素,利用这种方法制成的燃料不但安全性能高,而且是一种清洁能源,在汽车工业将会有广阔的发展前景;碳纳米管还可作为催化剂载体和膜材料。 氧的同素异形体有氧气,臭氧,过臭氧。
(1)氧气
氧气是空气的组分之一。
物理性质:
①色,味,态:无色无味气体(标准状况)。
②熔沸点:熔点-218℃(标准状况)<-218℃淡蓝色雪花状的固体。
沸点-183℃(标准状况)<-183℃蓝紫色液体 >-183℃ 无色无嗅无味。
③密度:大于空气,在标准状况(0℃和大气压强101325帕)下密度为1.429克/升。
④水溶性:不易溶于水。
⑤贮存:天蓝色钢瓶。
化学性质:
一、氧气跟金属反应:
2Mg+O₂==2MgO,剧烈燃烧发出耀眼的强光,放出大量热,生成白色固体。
3Fe+O₂==2Fe₃O₄,红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。
2Cu+O₂==2CuO,加热后亮红色的铜丝表面生成一层黑色物质。
二、氧气跟非金属反应:
C+O₂==CO₂,剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成使石灰水变浑浊的气体。
S+O₂==SO₂,发生明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体。
4P+5O₂==2P₂O₅,剧烈燃烧,发出明亮光辉,放出热量,生成白烟。
三、氧气跟一些有机物反应,如甲烷、乙炔、酒精、石蜡、甘醇等能在氧气中燃烧生成水和二氧化碳。
CH₄+2O₂==CO₂+2H₂O
2C₂H₂+5O₂==4CO₂+2H₂O
(2)臭氧
理化性质
【中文名称】臭氧
【英文名称】Ozone
【结构或分子式】
O原子以sp2杂化轨道形成离域π键(三中心四电子体)。分子形状为V形。极性分子
【相对分子量或原子量】48.00
【密度】气体密度( 0℃,g/L)2.144;液体密度(-150℃,g/cm3 )1.473
【熔点(℃)】(固)-251.4
【沸点(℃)】(液)-112.4
【性状】
气态臭氧厚层带蓝色,有刺激性腥臭气味,浓度高时与氯气气味相像;液态臭氧深蓝色,固态臭氧紫黑色。
【用途】
用于水的消毒和空气的臭氧化,在化学工业中用作强氧化剂。
【制备或来源】
主要的制臭氧技术有:电解法、核辐射法、紫外线、等离子体及电晕放电法等几种。应用比较广泛的是臭氧发生器放电氧化空气或纯氧气成臭氧,紫外线杀菌灯分解空气中的氧气形成臭氧。即应用高能量交互式电流作用空气中的氧气使氧气分子电离而成臭氧。高锰酸盐和强酸反应可以生成臭氧(O₃)。
分子式:O₃
特别注意:因为臭氧特殊的π键,故臭氧转化为氧气是一个氧化还原反应。
2O₃=放电=3O₂,转移电子数为4/3mol。
大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知——它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线,使动植物免遭这种射线的危害。为了弥补日渐稀薄的臭氧层乃至臭氧层空洞,人们想尽一切办法,比如推广使用无氟制冷剂,以减少氟利昂等物质对臭氧的破坏。世界上还为此专门设立国际保护臭氧层日。由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好,其实不是这样,如果大气中的臭氧,尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多,对人类来说臭氧浓度过高反而是个祸害。
臭氧是地球大气中一种微量气体,它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后,氧原子又与周围的氧分子结合而形成的,含有3个氧原子。大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层,离地面有10~50千米,这才是需要人类保护的大气臭氧层。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能对阻挡紫外线有一定作用。但是,研究发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了。
这些臭氧是从哪里来冒出来的呢?同铅污染、硫化物等一样,它也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在车水马龙的街上行走,常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾。臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的,而是转化而成的,比如汽车排放的氮氧化物,只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及中国的许多城市中成为普遍现象。根据专家当时所掌握的资料估计,到2005年,近地面大气臭氧层将成为影响中国华北地区空气质量的主要污染物。
研究表明,空气中臭氧浓度在0.012ppm水平时——这也是许多城市中典型的水平,能导致人皮肤刺痒,眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影响,引起咳嗽、气短和胸痛等症状;空气中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就医人数平均上升7%~10%。原因就在于,作为强氧化剂,臭氧几乎能与任何生物组织反应。当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应,导致肺功能减弱和组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更为明显。
从臭氧的性质来看,它既可助人又会害人,它既是上天赐与人类的一把保护伞,有时又像是一剂猛烈的毒药。对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层,人们已达成共识并做了许多工作。但是,对于臭氧层的负面作用,人们虽然已有认识,但除了进行大气监测和空气污染预报外,还没有真正切实可行的方法加以解决。
臭氧消毒原理可以认为是一种氧化反应。
【1】臭氧对细菌灭活的机理:
臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速。与其它杀菌剂不同的是:臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应,穿入菌体内部,作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤和嘧啶。
【2】臭氧对病毒的灭活机理:
臭氧对病毒的作用首先是病毒的衣体壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到损伤,特别是形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到寄存体上。
臭氧杀菌的彻底性是不容怀疑的。
破坏臭氧层,危害我们每一个人。
紫外线从多方面影响着人类健康。人体会发生如晒斑、眼病、免疫系统变化、光变反应和皮肤病(包括皮肤癌)等。皮肤癌是一种顽固的疾病,紫外线的增长会使患这种病的危险性增大。紫外线光子有足够的能量去破裂双键。中短波紫外线会透人皮肤深处,使人的皮肤产生炎症,人体的遗传物质DNA(脱氧核糖核酸)受到损害,使正常生长的细胞蜕变成癌细胞并继续生长成整块的皮肤癌。也有说太阳光渗透进皮肤的表层。紫外线辐射轰击着皮肤细胞核内的DNA基本单位,使许多单位溶化成失去作用的碎片。这些毛病的修复过程可能会出现不正常,从而导致癌变。流行病学已证实厂非黑瘤皮肤癌的发病率与日晒紧密相关。各种类型皮肤的人都有患非黑瘤皮肤癌的可能,但在浅色皮肤人群中发病率较高。动物实验发现,紫外线中,紫外线B波长区是致癌作用最强的波长区域。
(3)四聚氧和八聚氧(又名ε氧/红氧)
四聚氧的分子式是O₄,1924年,吉尔伯特·牛顿·路易斯首先预测了它的存在。1999年,科学家认为固态氧的ε相(压强大于10GPa下存在)中氧的存在形式为O₄。然而2006年时,X射线晶体学表明这种被称作ε氧或红氧的稳定相实际上是O8。 磷的同素异形体有多种,常见的有白磷、红磷。
(1)红磷
理化常数:
国标编号:41001
CAS号:7723-14-0
英文名称:Phosphorus red
别 名:赤磷
分子式:P
外观与性状:紫红色无定形粉末,无臭,具有金属光泽,暗处不发光。
分子量:123.90
蒸汽压:4357kPa(590℃)
熔 点:590℃(4357kPa)
溶解性:不溶于水、二硫化碳,微溶于无水乙醇,溶于碱液。
密 度:相对密度(水=1)2.20;相对密度(空气=1)4.77。
稳定性:稳定
危险标记:8(易燃固体)
主要用途:用于制造火柴、农药,及用于有机合成。
对环境的影响:
该物质对环境有害。
一、健康危害、侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。健康危害:经常吸入此种粉尘,可引起慢性磷中毒。可致皮炎。
二、毒理学资料及环境行为 毒性:属低毒类。危险特性:遇明火、高热、摩擦、撞击有引起燃烧的危险。与氧化剂混合能形成有爆炸性的混合物。燃烧时放出有毒的刺激性烟雾。化学反应活性较高,与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。燃烧(分解)产物:氧化磷、磷烷。
现场应急监测方法:
直接进水样气相色谱法。
实验室监测方法:
气相色谱法(《作业环境空气中有毒物质检测方法》,陈安之主编)。
应急处理处置方法:
一、泄漏应急处理 隔离泄漏污染区,周围设警告标志,切断火源。建议应急处理人员戴好防毒面具,穿相应的工作服。用水润湿,使用无火花工具收集于干燥净洁有盖的容器中,倒至空旷的地方,干燥后即自行燃烧。如果大量泄漏,与有关技术部门联系,确定清除方法。
二、防护措施 呼吸系统防护:佩带防尘口罩。眼睛防护:必要时戴安全防护眼镜。身体防护:穿工作服。手防护:戴防护手套。其它:工作现场严禁吸烟。工作后,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
三、急救措施 皮肤接触:脱去污染的衣着,立即用清水彻底冲洗。就医。眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。食入:误服者给充分漱口、饮水,就医。灭火方法:干粉、砂土。
(2)白磷
白磷是磷的一种同素异形体,分子是由四个磷原子构成的正四面体, 键角60°,有6molP-P键,化学式为P₄。为白色蜡状固体,遇光会逐渐变为淡黄色晶体(所以又称为黄磷),有大蒜的气味,有毒。着火点很低,能自燃,在空气中发光。用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。白磷的危险性 白磷是一种易自燃的物质,其燃点为40 ℃,但因摩擦或缓慢氧化而产生的热量有可能使局部温度达到40 ℃而燃烧。因此,不能说气温在40 ℃以下白磷不会自燃。
白磷是一种有强毒的物质。人的中毒剂量为15mg,致死量为50mg。误服白磷后很快产生严重的胃肠道刺激腐蚀症状。大量摄入可因全身出血、呕血、便血和循环系统衰竭而死。若病人暂时得以存活,亦可由于肝、肾、心血管的功能不全而慢慢死去。皮肤被磷灼伤面积达7%以上时,可引起严重的急性溶血性贫血,以至死于急性肾功能衰竭。常期吸入磷蒸气,可导致气管炎、肺炎及严重的骨骼损害。
白磷的贮存:
由于白磷非常危险,因此不能将白磷露置于空气中。根据白磷不溶于水,且比水的密度大,可以将少量的白磷放入盛有冷水的广口试剂瓶中,并经常注意保持足够的水量。通过水的覆盖,既可以隔绝空气,又能防止白磷蒸气的逸出,同时还能保持白磷处于燃点之下。不常用的白磷可以贮存于封口的试剂瓶中,并埋入沙地里。
白磷的取用:
由于白磷的燃点低,人的手温就容易使它燃烧,所以取用白磷时必须用镊子去取,绝对不能用手指去接触,否则手就会被灼烧,造成疼痛难愈的灼伤。如果遇到大块白磷需要切割成小块时,必须把它放在盛有水的水槽中,用小刀在水面下切割,绝不能暴露在空气中进行,否则切割时摩擦产生的热也容易使白磷燃烧。
白磷的用途:
白磷虽然危险,但也有很多用途。
在工业上用白磷制备高纯度的磷酸。利用白磷易燃产生烟(P₂O₅)和雾(P₂O₅与水蒸气形成H₃PO₄),在军事上常用来制烟幕弹。还可用白磷制造红磷、三硫化四磷、有机磷酸酯、燃烧弹、杀鼠剂等。
白磷又叫黄磷,为白色至黄色蜡性固体,熔点44.1°C,沸点280°C,密度1.82克/厘米&sup3。白磷活性很高,必须储存在水里,人吸入0.1克白磷就会中毒死亡。白磷在没有空气的条件下,加热到250°C或在光照下就会转变成红磷。红磷无毒,加热到400°C以上才着火。
在高压下,白磷可转变为黑磷,它具有层状网络结构,能导电,是磷的同素异形体中最稳定的。如果氧气不足,在潮湿情况下,白磷氧化很慢,并伴随有磷光现象。白磷可溶于热的浓碱溶液,生成磷化氢和次磷酸二氢盐;干燥的氯气与过量的磷反应生成三氯化磷,过量的氯气与磷反应生成五氯化磷。磷在充足的空气中燃烧可生成五氧化二磷,如果空气不足则生成三氧化二磷。
接触白磷的物品的处理 由于白磷的毒性大且易自燃,接触过白磷的实验用品必须进行适当的处理。所用的刀子和镊子要在通风厨中用酒精灯灼烧。擦过上述工具或用于吸干白磷的纸片不能丢在废纸篓里。也要在通风厨中烧掉。实验中用过的水槽要冲洗数遍。人接触白磷后的急救方法人的手接触到白磷后,要立即用水冲洗,然后用2%的CuSO₄溶液(或2%的AgNO₃溶液)轻抹,再用3%~5%的NaHCO₃溶液湿敷。禁止用油脂性的烧伤药膏。如果误服白磷而中毒时,要尽快用CuSO₄溶液洗胃,发生的反应为:2P+5CuSO₄+8H₂O=5Cu+2H₃PO₄+5H₂SO₄ 11P+15CuSO₄+24H₂O=5Cu₃P↓+6H₃PO₄+15H₂SO₄ 通过上述反应将剧毒的白磷转化为无毒的H₃PO₄或不溶于酸的Cu₃P沉淀。
CAS号(CAS Registry Number或称CAS Number, CAS Rn, CAS #),又称CAS登录号,是某种物质(化合物、高分子材料、生物序列(Biological sequences)、混合物或合金)的唯一的数字识别号码。
美国化学会的下设组织化学文摘服务社(Chemical Abstracts Service, CAS)负责为每一种出现在文献中的物质分配一个CAS号,其目的是为了避免化学物质有多种名称的麻烦,使数据库的检索更为方便。如今几乎所有的化学数据库都允许用CAS号检索。
到2012年1月20日,CAS已经登记了64,944,800余种物质最新数据,并且还以每天4,000余种的速度增加。
CAS登录号是美国化学文摘服务社(Chemical Abstracts Service ,CAS)为化学物质制订的登记号,该号是检索有多个名称的化学物质信息的重要工具。是某种物质(化合物、高分子材料、生物序列[Biological sequences])、混合物或合金的唯一的数字识别号码。
格式
一个CAS编号以连字符“-”分为三部分,第一部分有2到7位数字,第二部分有2位数字,第三部分有1位数字作为校验码。CAS编号以升序排列且没有任何内在含义。
校验码的计算方法如下:CAS顺序号(第一、二部分数字)的最后一位乘以1,最后第二位乘以2,依此类推,然后再把所有的乘积相加,再把和除以10,其余数就是第三部分的校验码。
举例来说,水(H2O)的CAS编号前两部分是7732-18,则其校验码= ( 8×1 + 1×2 + 2×3 + 3×4 + 7×5 + 7×6 ) mod 10 = 105 mod 10 = 5(mod是求余运算符)
以上内容参考 百度百科-CAS登录号
CAS码来源于美国化学会的下设组织:化学文摘社(简称CAS)。该社负责为每一种出现在文献中的物质分配一个CAS编号,这是为了避免化学物质有多种名称的麻烦,使数据库的检索更为方便。其缩写CAS在化学上便成为化合物唯一识别码的代称,相当于每一种化合物都拥有了自己的身份证。
通常按其主要危险特性分为8类
1、爆炸品
本类化学品指在外界作用下(如受热、受压、撞击等),能发生剧烈的化学反应,瞬时产生大量的气体和热量,使周围压力急骤上升,发生爆炸,对周围环境造成破坏的物品,也包括无整体爆炸危险,但具有燃烧、抛射及较小爆炸危险的物品。
2、压缩气体和液化气体
本类化学品系指压缩、液化或加压溶解的气体,并应符合下述两种情况之一者:
(1)、临界温度低于50℃,或在50℃时,其蒸气压力大于294kPa的压缩或液化气体;
(2)、温度在21.1℃时,气体的绝对压力大于275kPa,或在54.4℃时,气体的绝对压力大于715kPa的压缩气体;或在37.8℃时,雷德蒸气压力大于275kPa的液化气体或加压溶解的气体。
3、易燃液体
易燃液体是指闪点不高于63℃的液体。
4、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品
易燃固体系指燃点低,对热、撞击、摩擦敏感,易被外部火源点燃,燃烧迅速,并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体,但不包括已列入爆炸品的物品。
自燃物品系指自燃点低,在空气中易发生氧化反应,放出热量,而自行燃烧的物品。
遇湿易燃物品系指遇水或受潮时,发生剧烈化学反应,放出大量的易燃气体和热量的物品。有的不需明火,即能燃烧或爆炸。
5、氧化剂和有机过氧化物
氧化剂系指处于高氧化态,具有强氧化性,易分解并放出氧和热量的物质。包括含有过氧基的无机物,其本身不一定可燃,但能导致可燃物的燃烧,与松软的粉末状可燃物能组成爆炸性混合物,对热、震动或摩擦较敏感。
有机过氧化物系指分子组成中含有过氧基的有机物,其本身易燃易爆,极易分解,对热、震动或摩擦极为敏感。
6、有毒品
本类化学品系指进入肌体后,累积达一定的量,能与体液和器官组织发生生物化学作用或生物物理学作用,扰乱或破坏肌体的正常生理功能,引起某些器官和系统暂时性或持久性的病理改变,甚至危及生命的物品。
7、放射性物品
本类化学品系指放射性比活度大于7.4×10∧4Bq/kg的物品。
8、腐蚀品
本类化学品系指能灼伤人体组织并对金属等物品造成损坏的固体或液体。与皮肤接触在4h内出现可见坏死现象,或温度在55℃时,对20号钢的表面均匀年腐蚀率超过6.25mm/年的固体或液体。
http://chemdbs.com/?cas=1
http://webbook.nist.gov/chemistry/cas-ser.html
2358-84-1
英文名称: Diethylene Glycol Dimethacrylate(stabilized with MEHQ)
41637-38-1
英文名称: BISPHENOL A ETHOXYLATE(2 EO/PHENOL) METHACRYLATE,AVERAGE MN CA,540
29598-76-3
抗氧化剂PTLTP Seenox 412s
中文名称抱歉没有查到。
CAS号的查找可以从以下几个途径:(ZT,不是我自己写的)
1、google里输入检索词+CAS
2、chemfinder里查找
3、chemweb里查找
4、meck index里找
5、贝恩斯坦数据库
6、chemidplus http://chem.sis.nlm.nih.gov/chemidplus/
7、Scifinder
8、CA on CD
9、印刷版CA
我一般采用1+3+6+7(8)方法,其中对于常见的文献比较多的物质,用google是上选,想看其结构式的话就用chemIDplus。不太好找的就上CA了,其中以 Scifinder最有效,检索词宽泛,全库搜索,支持图形结构检索,只是能有福气用上的也不多;CA on CD 需要一个盘一个盘的换,用word检索,但比较麻烦,要从题录检索入口的众多CAS号中一个一个的去找,而且要根据系统名推测是否是自己要查的化合物,没有良好的有机物命名基础的人员很难找到自己的东西。印刷版的CA对于没有机版的用户来讲还是唯一的选择,可以根据化学物质,分子式等进行检索。需要一本一看,有合辑的看合辑就可以了。
比如:氰氨化钙,它的CAS NO.号是:156-62-7
CAS号(Chemical Abstracts Service)是美国化学文摘登记号,该号是用来判定检索有多个名称的化学物质信息的重要工具。
What is CAS?
A. CAS (Chemical Abstracts Service) is a division of the American Chemical Society. We are located in Columbus, Ohio. CAS is the producer of the largest and most comprehensive databases of chemical information. Our principal databases are Chemical Abstracts (CA) which contains over 23 million document records from the chemical journal and patent literature, and Registry which contains over 24 million substance and 50 million sequence records
CAS also operates the STN International online service with partner organizations in Europe and Asia. STN provides access to nearly 200 databases covering topics such as science, technology, patents, and business information.
聚氨酯―聚酯粉末涂料是两种已经商业化的聚酯粉末涂料之一(另外一种是聚酯―异氰脲酸三缩水甘油酯(tgic)粉末涂料)。聚氨酯固化的聚酯粉末涂料是聚氨酯―聚酯粉末涂料的主要型号,已经使用数年。这种粉末涂料的户外性能在化学上能与应用于飞机、公共汽车、货车等场合的聚氨酯涂料相媲美。另外,聚氨酯―聚酯粉末涂层坚韧、外观良好,并具有优异的耐气候性。
cas:
51852-81-4
分子式:
(c10h8n2o2·c6h14o3)x
中文名称:
2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇与双(异氰酸根合甲基)苯的聚合物
聚氨酯
英文名称:
1,3-propanediol,
2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-,
polymer
with
bis(isocyanatomethyl)benzene
3-propanediol,
2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-
polymer
with
bis(isocyanatomethyl)
3-propanediol,
2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-
polymerwith
bis(isocyanatomethyl)benzene
1,3-propanediol,2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-,polymer
with
bis(isocyanatomethyl)benzene
pu(polyurethane)
poly
urethane