This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
കാര്‍ബൈഡുകള്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
കാര്‍ബൈഡുകള്‍
Carbides
കാര്‍ബണ്‍, അതിനെക്കാള്‍ വിദ്യുത്‌ഋണത കുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങളുമായി സംയോജിച്ചുണ്ടാകുന്ന സംയുക്തങ്ങള്‍. കാര്‍ബണ്‍ഹൈഡ്രജന്‍ സംയുക്തങ്ങളും സള്‍ഫര്‍, ഫോസ്‌ഫറസ്‌, നൈട്രജന്‍, ഓക്‌സിജന്‍, ഹാലൊജനുകള്‍ എന്നിവയുടെ കാര്‍ബണ്‍ സംയുക്തങ്ങളും ഇക്കൂട്ടത്തില്‍പ്പെടുന്നില്ല. ബോറോണ്‍, സിലിക്കണ്‍ എന്നിവയെയും ലോഹങ്ങളായി കണക്കാക്കിയാല്‍ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ എന്നത്‌ ലോഹകാര്‍ബണ്‍സംയുക്തങ്ങളാണെന്നു പറയാം. കാര്‍ബൈഡുകള്‍ക്കൊന്നിഌം (അലുമിനിയം കാര്‍ബൈഡ്‌ ഒഴികെ) ബാഷ്‌പീകരണസ്വഭാവം ഇല്ല. വളരെ ഉയര്‍ന്ന ദ്രവണാങ്കം ആണ്‌ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ക്കുള്ളത്‌. അതുകൊണ്ട്‌ ബാഷ്‌പീകരണ താപനില എത്തുന്നതിനുമുമ്പ്‌ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ വിഘടിക്കുന്നു.
പൊടിയാക്കിയ ലോഹവും കാര്‍ബണും കലര്‍ന്ന മിശ്രിതം ഉന്നത താപനിലയില്‍ (2200ºC ഉം അതിനുമുകളിലും) ചൂടാക്കി കാര്‍ബൈഡുകളെ നിര്‍മിക്കാം. ലോഹ ഓക്‌സൈഡുകളും കാര്‍ബണും കലര്‍ന്ന മിശ്രിതമായാലും കാര്‍ബൈഡ്‌ ഉണ്ടാകുന്നു.
CaO + 3 C CaC2 + CO
ഹൈഡ്രാകാര്‍ബണ്‍ ബാഷ്‌പത്തെ ഫിലമെന്റ്‌ രൂപത്തിലുള്ള, വൈദ്യുതികൊണ്ടു തപിപ്പിച്ച, ലോഹത്തില്‍ കൂടി കടത്തിവിട്ടും കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാം. അസറ്റിലിന്‍ വാതകം ലോഹങ്ങളുടെ ദ്രാവക അമോണിയയിലുള്ള ലായനിയിലൂടെ കടത്തിവിടുകയും പിന്നീട്‌ ചൂടാക്കുകയും ചെയ്‌താല്‍ ക്ഷാരലോഹ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ നിര്‍മിക്കാം.
2 Na + 2 C2H2 2 NaHC2 + H2 2 NaHC2 Na2C2 + C2H2
Cu2C2, Ag2C2, AgC2, ZnC2, CdC2, HgC2 തുടങ്ങിയ അസ്ഥിര കാര്‍ബൈഡുകള്‍, ഈ ലോഹങ്ങളുടെ (Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg) ലവണലായനിയിലൂടെ അസറ്റിലീന്‍ പ്രവഹിപ്പിച്ച്‌ തയ്യാറാക്കാം.
2 CuCl + C2H2 Cu2C2 + 2 HCl
ഈ കാര്‍ബൈഡുകളെ പൊതുവേ അസറ്റിലൈഡുകള്‍ എന്നു വിളിക്കുന്നു. ഇവയുടെ നിര്‍മാണപ്രക്രിയയില്‍ അസറ്റിലീന്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു എന്നതും ഈ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ജലവുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ അസറ്റിലീന്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നുവെന്നതും ആണ്‌ ഈ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ക്ക്‌ അസറ്റിലൈഡുകള്‍ എന്നു പേരു ലഭിക്കാനുള്ള കാരണം.
Na2 C2 + 2 H2O C2H2 + 2 NaOH
കാര്‍ബൈഡുകളെ പൊതുവേ മൂന്നായി തരംതിരിക്കാം:
(i) അയോണിക കാര്‍ബൈഡുകള്‍ (ലവണ കാര്‍ബൈഡുകള്‍);
(ii) ലോഹ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ (അന്തഃസ്ഥാന കാര്‍ബൈഡുകള്‍)
(iii) സഹസംയോജക കാര്‍ബൈഡുകള്‍
അയോണിക കാര്‍ബൈഡുകള്‍. ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയിലെ I, II, III ഗ്രൂപ്പുകളിലെ മൂലകങ്ങളും ലാന്ഥനൈഡ്‌, ആക്‌റ്റിനൈഡ്‌ ശ്രണികളിലുള്ള ഏതാഌം മൂലകങ്ങളും ആണ്‌ ഇത്തരം കാര്‍ബൈഡുകളെ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നത്‌. നിറമില്ലാത്ത, സുതാര്യമായ ക്രിസ്റ്റലുകളാണ്‌ ഈ കാര്‍ബൈഡുകള്‍. ജലവും അമ്ലങ്ങളും ഇവയെ വിഘടിപ്പിക്കുന്നു. തത്‌ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ആനയോണുകള്‍ പെട്ടെന്ന്‌ ജല അപഘടനത്തിനു വിധേയമാകുന്നതുമൂലം ഈ പ്രക്രിയയിലെ പ്രധാന ഉത്‌പന്നം ഹൈഡ്രാകാര്‍ബണുകളായിരിക്കും.
Al4C3 + 12 H2O 4 Al (OH)3 + 3CH4
ക്രിസ്റ്റലുകളില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ആനയോണുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി അയോണിക കാര്‍ബൈഡുകളെ മൂന്നായി തിരിക്കാം;
(i) മീഥനൈഡുകള്‍ (C4 അയോണ്‍): ഇത്തരം കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ജലഅപഘടനത്തില്‍ മീഥേന്‍ (CH4) ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഉദാ. Be2C2 Al4C3.
(ii) അസറ്റിലൈഡുകള്‍ (C22 അയോണ്‍). ജല അപഘടനത്തില്‍ ഇവ അസറ്റിലീന്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നു. പല സംഘടനത്തിലുള്ള അസറ്റിലൈഡുകള്‍ ഉണ്ട്‌.
M2C2 (M = Li.... Cs, Cu.... Au); MC2 (M = Be.... Ba, Zn,Cd); M2C6 (M = Al, Be).
ലാന്ഥനൈഡുകള്‍, തോറിയം എന്നിവയുടെ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ അസറ്റിലീനെ കൂടാതെ എഥിലിന്‍, മീഥേന്‍ എന്നിവയെയും കൂടി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നുണ്ട്‌. തോറിയം കാര്‍ബൈഡില്‍ നിന്ന് ഹൈഡ്രജഌം ഉണ്ടാകുന്നു.
(iii) അലൈലൈഡുകള്‍ (C3-4 അയോണ്‍). ഇത്തരം കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ജല അപഘടനത്തില്‍ അലൈലീന്‍ (പ്രാപൈല്‍) അഥവാ മീഥൈല്‍ അസറ്റിലീന്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഈ പ്രരൂപത്തിലുള്ള കാര്‍ബൈഡാണ്‌ Mg2C3. MgC2 ചൂടാക്കി Mg2C3 ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാം.
ലോഹകാര്‍ബൈഡുകള്‍. ആവര്‍ത്തനപ്പട്ടികയിലെ IV A, V A, VI A എന്നീ ഗ്രൂപ്പുകളിലുള്ള സംക്രമണ ലോഹങ്ങള്‍ ആണ്‌ ഈ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നത്‌. MC (ഉദാ. TiC, ZrC, HfC, VC); M2C (V2C, W2C) എന്നീ സംഘടനങ്ങളിലുള്ള കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ആണ്‌ ഈ വിഭാഗത്തില്‍ പൊതുവേയുള്ളത്‌. കാഠിന്യവും (മോ സ്‌കെയിലില്‍ 710) ഉയര്‍ന്ന ദ്രവണാങ്കങ്ങളും (3000-4800ºC) ഈ കാര്‍ബൈഡുകളുടെ പ്രത്യേകതയാണ്‌. ഈ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ലോഹികവും വിദ്യുത്‌ചാലകങ്ങളും ആണ്‌. ലോഹ ജാലികകളില്‍ കയറിപ്പറ്റുന്ന കാര്‍ബണ്‍ അണുകങ്ങള്‍ ജാലികകളെ കുറേക്കൂടി ഉറപ്പിക്കുന്നു. അങ്ങനെ കാര്‍ബണ്‍ അണുവിനെ അന്തഃസ്ഥിതമാക്കിയിട്ടുള്ളതിനാല്‍ ഈ കാര്‍ബൈഡുകളെ അന്തഃസ്ഥാന കാര്‍ബൈഡുകളെന്നും പറയുന്നു. അമ്ലങ്ങളുമായോ മറ്റു രാസപദാര്‍ഥങ്ങളുമായോ ഇവ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നില്ല. 1.3 ആങ്‌സ്‌ട്രാമില്‍ കൂടുതല്‍ ത്രിജ്യ(radius)യുള്ള ലോഹഅണുക്കള്‍ക്കു മാത്രമേ ഈ കാര്‍ബൈഡുണ്ടാക്കാന്‍ കഴിയൂ. ത്രിജ്യ 1.3 ആങ്‌സ്‌ട്രാമില്‍ കുറവുള്ള Cr, Mn, Fe എന്നിവയ്‌ക്കു ലോഹിക കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ഉണ്ടാക്കാന്‍ കഴിയുന്നില്ല. MC പ്രരൂപത്തിലുള്ളവയ്‌ക്കു ഘനാകാര ഘടനയും M2C പ്രരൂപത്തിലുള്ളവയ്‌ക്ക്‌ ഷഡ്‌ഭുജീയ ഘടനയുമാണുള്ളത്‌. മേല്‍ പരാമര്‍ശിച്ചിട്ടുള്ള സംഘടനങ്ങളില്‍ നിന്നു വ്യത്യസ്‌തമായ ചില കാര്‍ബൈഡുകളും രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്‌. ThC, U2C3, CeC, Np2C3, PuC, Pu2C3 തുടങ്ങിയ കാര്‍ബൈഡുകളെയും ഈ ഗ്രൂപ്പില്‍ പെടുത്താവുന്നവയാണ്‌.
സഹസംയോജക കാര്‍ബൈഡുകള്‍. ഈ വിഭാഗത്തില്‍പ്പെടുന്ന പ്രധാന കാര്‍ബൈഡുകള്‍ സിലിക്കണ്‍, ബോറോണ്‍ എന്നിവയുടേതാണ്‌. സിലിക്കണ്‍ കാര്‍ബൈഡ്‌ (കാര്‍ബൊറണ്ടം) നല്ല കാഠിന്യവും ഉയര്‍ന്ന രാസസ്ഥിരതയും ഉള്ള ഒരു പദാര്‍ഥമാണ്‌. ഉരുക്കാഌം വിഷമമാണ്‌. SiO2 വിനെ വൈദ്യുതചൂളയില്‍ നിരോക്‌സീകരിച്ച്‌ ഇതു നിര്‍മിക്കാം. SiC മൂന്നു ഘടനകളില്‍ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. വജ്രം, സിങ്ക്‌ സള്‍ഫൈഡ്‌, വര്‍ട്‌സൈറ്റ്‌ എന്നിവയുടെ ഘടനകള്‍ക്ക്‌ സദൃശമാണ്‌ ഇവ. ബോറോണ്‍ കാര്‍ബൈഡും (B4C) കാഠിന്യമുള്ള ഒരു കാര്‍ബൈഡാണ്‌. ഇതും ഓക്‌സൈഡില്‍ (B2O3) നിന്നു നിര്‍മിക്കാം. ഘടനയിലും വിദ്യുത്‌ചാലകതയിലും (ഇതിനു വളരെ ഉയര്‍ന്ന വിദ്യുത്‌ചാലകതയുണ്ട്‌) ബോറോണ്‍ കാര്‍ബൈഡ്‌, സിലിക്കണ്‍ കാര്‍ബൈഡില്‍നിന്നു വ്യത്യസ്‌തമാണ്‌. റേഡിയോ ആക്‌ടീവ്‌ വികിരണങ്ങളെ ചെറുക്കുന്ന കവചനിര്‍മാണത്തില്‍ ബോറോണ്‍ കാര്‍ബൈഡ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ക്രാമിയം, മാങ്‌ഗനീസ്‌, ഇരുമ്പ്‌, കൊബാള്‍ട്ട്‌, നിക്കല്‍ ഇവയുടെ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ലോഹ കാര്‍ബൈഡുകളുടെയും സഹസംയോജക കാര്‍ബൈഡുകളുടെയും ഇടയിലാണെന്നു പറയാം. എന്നാല്‍ ഗുണധര്‍മങ്ങളില്‍ ഇവയ്‌ക്ക്‌ ലോഹ കാര്‍ബൈഡുകളോടാണ്‌ കൂടുതല്‍ അടുപ്പം. Cr23C6, Cr7C3, Mn23C6, Mn7C3,Fe3C, Ni3C തുടങ്ങിയ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ജലവും അമ്ലവുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ച്‌ ലഘുഹൈഡ്രാകാര്‍ബണുകളോ ഹൈഡ്രാകാര്‍ബണ്‍ മിശ്രിതമോ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഉരുക്കില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന Fe3C എന്ന കാര്‍ബൈഡ്‌ ഉരുക്കിന്റെ ഗുണങ്ങളെ കാര്യമായി സ്വാധീനിക്കുന്നു.
വിദ്യുത്‌രോധികള്‍, ഡ്രില്ലിങ്‌ യന്ത്രങ്ങള്‍, കാഠിന്യം ആവശ്യമായ ഉപകരണങ്ങള്‍, ഹൈഡ്രാകാര്‍ബണുകള്‍ എന്നിവയുടെ നിര്‍മാണത്തിന്‌ കാര്‍ബൈഡുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചു വരുന്നു.
(ചുനക്കര ഗോപാലകൃഷ്‌ണന്‍)
