1. 개요
탄화 칼슘은 화학식으로 CaC2으로 탄소와 칼슘이 결합한 물질.2. 제법
칼슘 카바이드 또는 흔히 줄여서 카바이드라고 불린다. 생석회( 산화 칼슘, CaO)와 탄소 성분을 혼합하여 높은 온도에서 가열하면 만들어진다.[1] 통상 산업적으로는 탄산칼슘(CaCO3)이 주성분인 원료 석회석을 석탄이나 코크스와 섞어서 높은 온도[2]로 가열하여 만드는데 이 때 석회석이 열분해되어 생석회가 만들어지고 그 생석회가 탄소 덩어리인 코크스와 반응하여 탄화 칼슘이 만들어지는 것이다. 마치 분필이나 석회덩어리 같은 형상.3. 용도
비교적 싸고 구하고 다루기 쉬운 화학물질로 일상적 용도로는 물과 반응시켜 아세틸렌 가스(C2H2) 를 얻는데 주로 사용한다.[3] 아세틸렌 가스는 산소와 섞어서 연소시키면 매우 많은 열을 내어 3000°C 이상의 고온을 쉽게 낼 수 있어 철제 제품의 용접 또는 절단에 쓰인다. 아세틸렌 용접은 지금은 더 간편한 전기용접에 밀리기는 하지만 전기가 없는 곳까지 이동해서 용접이나 절단하는 것이 가능하므로 여전히 널리 쓰이고 있다. 또, 아세틸렌 조명은 돌덩어리 같은 카바이드 덩어리를 깡통같은 카바이드 램프에 담고 물을 부으면 카바이드와 반응하여 아세틸렌 가스가 나오고 여기에 불을 붙이면 고온을 내며 타면서 밝은 불빛을 내기에 간이 조명으로 쓸 수 있다. 아세틸렌 조명은 독특한 아세틸렌 냄새도 나고 다 쓰고 나면 질척한 소석회( 수산화 칼슘 Ca(OH)2) 찌꺼기 및 석회수가 남게 되지만 싸고 간편해 예전에 전기가 없는 야외주점 포장마차 등에서 간이 조명용으로 널리 쓰였다. 자세한 내용은 아세틸렌 문서 참조.또 홍시나 바나나 등을 숙성시키는데도 주로 에틸렌(C2H4) 가스가 쓰이지만 간편하게 카바이드로 발생시킨 아세틸렌이 쓰이기도 한다. 한때 1970대에 막걸리를 빨리 숙성시키기 위해 공업용 카바이드를 쓴 카바이드 화학 막걸리가 적발되어 막걸리에 대한 평판을 떨어뜨렸지만 지금은 그런 경우를 통한 저질 막걸리는 없다. 그러나 카바이드 막걸리는 애초에 없었다고 하는 주장이 있다.
탄화 칼슘이 습기와 만나면 가연성의 아세틸렌 가스도 발생하는 데다가 상당한 반응열까지 발생하게 되어 매우 뜨거워진다. 또, 아세틸렌 가스는 광범위한 조건에서 발화하기 쉽고 폭발성이 매우 강해서 대량의 탄화 칼슘의 보관은 화재와 습기에 주의해야 한다. 또, 물과 닿으면 더욱 격렬하게 반응하기에 불이 나도 물을 뿌려서는 안되고 화학적 소화제나 건조한 모래를 뿌려야 한다. 대형 폭발 사고인 톈진 항구 폭발 사고의 원인도 탄화 칼슘의 1차 폭발 원인으로 지목되고 있다. 소방관들도 탄화 칼슘이 화재 원인인 줄도 모르고 화재를 진화하기 위해 물을 뿌리는 바람에 더욱 화재를 키워서 질산 암모늄 등 2차 폭발의 원인이 되기도 했다고 한다.
위와 같이 탄화칼슘이 물과 강하게 반응하는 성질을 이용한 카바이드 폭음기라는 물건도 있다. 주로 농가에서 사용하는데, 참새나 멧돼지, 고라니 등을 쫓기 위한 목적으로 쓰인다. 하지만 군 사격장 소음과 맞먹는 심한 소음을 내기 때문에 소음민원으로 주민들간 갈등이 빚어지기도 한다.
[1]
CaO + 3C → CaC2 + CO
[2]
최소 2000°C 이상이며, 주로는 2200°C 쯤에서 만든다. 그래서 상업적으로 생산하게 된건 1890년대에 전기 아크 용광로가 만들어진 뒤에야 가능해졌다.
[3]
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2