Carburo
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Carburo. Compuesto binario del carbono con un elemento menos electronegativo que él. Se excluyen los compuestos de carbono-hidrógeno. Los carburos son compuestos de metal-carbono, si el boro y el silicio se incluyen entre los metales normales. Esencialmente no se conocen compuestos volátiles (excepto A1C o su dímero) ya que se descomponen a temperaturas altas.
La mayor parte de los carburos pueden prepararse calentando una mezcla del metal en polvo y carbono, casi siempre a temperaturas altas, pero no siempre tan altas como su punto de fusión. Por lo general se obtiene el mismo resultado al calentar una mezcla del óxido del metal con carbono (CaO + 3C → CaC2 + CO). Algunos se pueden preparar pasando un hidrocarburo en estado vapor sobre el metal caliente, en forma de un filamento calentado eléctricamente.
General
La síntesis de los carburos se realiza generalmente a partir de carbono elemental con el elemento, su óxido o su carbonato a elevadas temperaturas en una reacción en sólido. Así el carburo de calcio es el carburo más conocido se puede obtener a partir de carbonato de calcio que es inestable a altas temperaturas y se transforma en cal viva perdiendo una molécula de dióxido de carbono u óxido de calcio y coque a temperaturas de entre 2000 y 2500 ºC. CaCO3 → CaO + CO2 CaO + 3 C → CaC2 + CO
Carburos iónicos
Los carburos iónicos tienen un carácter fuerte de sal y se forman sobre todo a partir de los elementos de los grupos I y II de la tabla periódica. Todos estos elementos son muy electropositivos y el carbono tiene por lo tanto una carga negativa. Ejemplos típicos son el carburo de litio (Li4C), el carburo de berilio (Be2C), el carburo de magnesio (Mg2C3), el carburo de calcio (CaC2), el carburo de aluminio (Al4C3) y el carburo de hierro (Fe3 C) conocido como cementita.
Estos según la especie aniónica presente en el sólido, pueden ser diferenciados en metanidos (derivados del metano con formalmente el ion C4– como el Li4C o el Al4C3), los acetiluros (derivados del acetileno como el CaC2) y los alenuros con el ion C34– = 2–C=C=C2–. En contacto con agua estos carburos dan el óxido o el hidróxido del elemento y el hidrocarburo (metano, acetileno o propadieno) correspondiente. Así en el laboratorio son fuentes fáciles de manejar para estos gases que de otra manera necesitarían una bombona a presión.
Carburos covalentes
Los carburos covalentes se forman entre el carbono y elementos con aproximadamente la misma electronegatividad. Los ejemplos más importantes de este grupo son el carburo de silicio o carborundo (SiC) con estructura de diamante y una dureza en la escala de Mohs de entre 9 y 9,5 y el carburo de boro (B4C4). Estas sustancias suelen ser muy duras debidas a los enlaces covalentes formados en las tres dimensiones. Se utilizan por ejemplo como materiales abrasivos o como recubrimientos en piezas que tienen que resistir abrasiones mecánicas. El carburo de silicio se utiliza también como soporte para catalizadores debido a su alta resistencia y buena conductividad térmica.
Carburos metálicos
Estos carburos se forman con metales de transición como el wolframio o el titanio. A menudo no tienen una estequiometría definida. Esto se debe a que el carbono ocupa posiciones libres tetraédricas en la estructura del metal. Las sustancias formadas se caracterizan por su elevada resistencia mecánica y térmica (puntos de fusión típicamente del orden de unos 3000 a 4000 ºC) y se utilizan en la elaboración de utensilios de cerámica y de maquinaria.
Fuentes
- Química, Tomo I, Editorial Pueblo y Educación.
- Aplicaciones. Consultado: 26 de diciembre de 2019.
