Molécula de la Semana

Carburo de calcio: la semilla de la era sintética

Molécula de la Semana

Convertir agua y roca en luz parece imposible excepto si la roca es el compuesto carburo de calcio porque al combinarse con agua produce acetileno, un gas altamente inflamable que al quemarse produce una luz brillante, capaz de iluminar el lugar más obscuro. Como muchos otros compuestos químicos, el carburo de calcio fue descubierto de forma completamente fortuita por el inventor Canadiense Thomas L. Wilson en 1892.

Wilson deseaba obtener calcio para poder combinarlo con alúmina (óxido de aluminio) para obtener aluminio metálico, en ese tiempo considerado un metal precioso. Para obtener el calcio, Wilson decidió combinar cal (óxido de calcio) con alquitrán de hulla (un compuesto rico en carbono) en un horno de arco eléctrico.

El resultado, sin embargo, no fue calcio sino un compuesto que al entrar en contacto con agua producía un gas inflamable. Esos compuestos fueron identificados posteriormente por el Químico Francis Venable como carburo de calcio y acetileno, respectivamente. Sin embargo, en el momento de su descubrimiento, Thomas Wilson no pudo encontrar aplicación alguna para esos nuevos compuestos químicos en parte por la ausencia de industria que los requiriera, pero aun así tomó la afortunada decisión, no sólo de patentar el proceso sino también de desarrollarlo para posibles aplicaciones potenciales futuras.

Se requirieron casi 10 años para encontrar aplicaciones de esos compuestos y la primera aplicación fue iluminación; las llamadas lámparas de carburo. Quizá la más conocida actualmente es la usada por los mineros de hace algunas décadas, lámparas que aún pueden encontrarse en bazares de antigüedades. Esas lámparas tienen dos compartimentos uno inferior que contiene carburo de calcio y uno superior que contiene agua.

El agua se hace gotear lentamente sobre el carburo de calcio y el acetileno producido se conduce hacia el exterior donde se quema y produce luz brillante; 10-12 veces más brillante que la luz producida por gas de carbón. La luz se maximiza con un espejo metálico cóncavo adherido al dispositivo. Otros sistemas de iluminación a base de carburo incluían lámparas para boyas flotantes en el mar, lámparas para faros de navegación marítima y lámparas para bicicletas, y automóviles, entre otras. Súbitamente el carburo de calcio se convirtió en un producto de alta demanda.

El carburo de calcio no únicamente se usaba en la producción de luz, sino también para producir acetileno que al combinarse con oxígeno producía una flama muy caliente adecuada para soldar y para el cortado de metales; la llamada soldadura de oxi-acetileno usada hasta la fecha. El carburo de calcio también se usó por su capacidad para combinarse a altas temperaturas con nitrógeno ambiental para producir el compuesto cianamida de calcio.

En el suelo ese compuesto se transforma en urea y carbonato de amonio por lo que se convirtió en uno de los primeros fertilizantes nitrogenados sintéticos usados en la agricultura. Además, el carburo de calcio se usó, y aún se usa, en el proceso de fabricación de acero, para eliminar impurezas del fierro, lo que mejora la calidad del acero.

En 1898, y después de varias transacciones comerciales que traspasaron la industria de carburo de sus creadores originales, la producción de carburo de calcio era realizada por la Compañía Union Carbide; la primera empresa química de alto volumen, ahora conocida como Dow Chemical Company.

Una de las mayores aplicaciones del carburo de calcio resulto después de que Wilson sintetizara dos moléculas orgánicas a partir de acetileno; cloroformo y aldehídos. A partir de ese momento, el carburo de calcio se usó para producir acetileno que a su vez se usó como el material de inicio para la síntesis de una gran variedad de productos en las industrias de compuestos orgánicos, solventes, plásticos, fibras y caucho sintético, entre otras. Lo que produjo una gran variedad de artículos de uso cotidiano.

Por esas razones, y porque la química es parte de nuestras vidas, la molécula de esta semana es el carburo de calcio; la semilla de la era sintética.

 

Referencias

Discovery of the commercial processes for making calcium carbide and acetylene (1998) American Chemical Society. Calcium Carbide Applications – Carbide Industries LLC. (n.d.). Retrieved September 22, 2017, from http://www.carbidellc.com/solutions.html.

New uses for abandoned molecule calcium carbide. (n.d.). Retrieved September 22, 2017, from https://phys.org/news/2015-08-abandoned-molecule-calcium-carbide.html

Publicaciones relacionadas

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Botón volver arriba