سياناميد الكالسيوم Calcium Cyanamide CaCN2

سياناميد الكالسيوم Calcium Cyanamide:

هو مركب صلب عديم اللون و لكن الشكل التجاري منه ممكن أن يوجد بلورن رصاصي مسود . صيغته الكيميائية CaCN₂ ، وزنه الجزيئي 80.10 ، كثافته 2.29 جرام/سم³ ، درجة انصهاره تقريبا 1340 درجة سيليزية  فهو ملح الكالسيوم لأنيون السياناميد (⁻CN₂²).

تستخدم مادة سياناميد الكالسيوم كسماد و تُعرف تجاريا باسم نيتروليم. تم تصنيع سياناميد الكالسيوم لأول مرة في عام 1898 من قبل أدولف فرانك ونيكودو كارو .

وفي بحثهم عن عملية جديدة لإنتاج السيانيد اكتشف فرانك وكارو قدرة كربيدات الأرض القلوية على امتصاص النيتروجين الجوي في درجات حرارة عالية. و قد نجح فريتز روث ، زميل فرانك و كارو ، في عام 1898 في التغلب على مشاكل استخدام كربيد الكالسيوم وأوضح أنه عند حوالي 1100 درجة مئوية فإنه يتكون سياناميد الكالسيوم في التفاعل بدلا من كربيد الكالسيوم. في الواقع ، يمكن أيضًا الحصول على سيانيد الصوديوم من سياناميد الكالسيوم عن طريق ذوبانه مع كلوريد الصوديوم في وجود الكربون:

CaCN₂ + 2NaCl + C → 2NaCN + CaCl₂

طور فرانك وكارو هذا التفاعل من أجل عملية إنتاج واسعة النطاق ومستمرة و كانت العملية صعبة بشكل خاص بسبب متطلبات المعدات التي تتطلبها درجات الحرارة العالية ، و في عام 1901 ، حصل فيرديناند إدوارد بولزينيوس على براءة اختراع لعملية تحول كربيد الكالسيوم إلى سياناميد الكالسيوم في وجود 10٪ كلوريد الكالسيوم عند 700 درجة مئوية ، ومع ذلك ، لعبت كلتا العمليتين (عملية روث فرانك كارو وعملية بولزينيوس كراوس) دورًا في النصف الأول من القرن العشرين لإنتاج سياناميد الكالسيوم.

كما لاحظ فرانك وكارو أيضًا تكوين الأمونيا من سياناميد الكالسيوم.

CaCN₂ + 3H₂O → 2NH₃ + CaCO₃

وقد اعترف ألبرت فرانك بالأهمية الأساسية لهذا التفاعل باعتباره طفرة في توفير الأمونيا من النيتروجين في الغلاف الجوي وفي عام 1901 تم توصية سياناميد الكالسيوم كأسمدة نيتروجينية وبين عامي 1908 و 1919 أقيمت في ألمانيا خمس مصانع سياناميد الكالسيوم بطاقة إجمالية قدرها 500000 طن سنويًا.

كان في ذلك الوقت أرخص الأسمدة النيتروجينية مع فعالية إضافية ضد الأعشاب الضارة والآفات النباتية وكان مزايا كبيرة على الأسمدة النيتروجينية التقليدية. ومع ذلك ، أصبح التنفيذ الواسع لتصنيع الأمونيا عبر عملية هابر بوش منافسًا جادًا لفرانك كارو التي تتطلب طاقة عالية .

و نظرًا لكون اليوريا (التي تم تشكيلها عبر عملية هابر-بوش) غنية اكثر بالنيتروجين النيتروجين كما أنها أرخص وأسرع في التصنيع، تم تقليل دور سياناميد الكالسيوم تدريجياً إلى سماد نيتروجيني متعدد الوظائف في التطبيقات المتخصصة .

من الأسباب الأخرى لفقدان شعبية سياناميد الكالسيوم هو لونه الأسود الكئيب ومظهره الترابي وخصائصه المزعجة ، بالإضافة إلى كونه يثبت إنزيم مهيج للكحول مما يؤدي إلى تراكم مؤقت للأسيتالديهيد في الجسم مما يؤدي إلى الدوار والغثيان.

 

تحضير سياناميد الكالسيوم

يمكن تحضير سياناميد الكالسيوم من كربيد الكالسيوم و هنا يتم تسخين مسحوق الكربيد عند حوالي 1100 درجة مئوية في فرن كهربائي يتم فيه تمرير النيتروجين لعدة ساعات. ومن ثم يتم تبريد المنتج إلى درجات حرارة محيطة ويتم رش أي كربيد غير متفاعل بحذر بالماء.

CaC₂ + N₂ → CaCN₂ + C

 

استخدانات سياناميد الكالسيوم

و كما ذكر سابقا فإن الاستخدام الرئيسي لسياناميد الكالسيوم هو في الزراعة كسماد.فعندما يتفاعل سياناميد الكالسيوم ع الماء ، فإنه يتحلل ويحرر الأمونيا:

CaCN₂ + 3H₂O → 2NH₃ + CaCO₃

كما يتم استخدامه لإنتاج سيانيد الصوديوم عن طريق الاندماج مع كربونات الصوديوم:

CaCN₂ + Na₂CO₃ + 2C → 2NaCN + CaO + 2CO

سيانيد الصوديوم يستخدم في عملية السيانيد في تعدين الذهب، كما يمكن استخدامه أيضًا في تحضير سيانيد الكالسيوم والميلامين. و من خلال التحلل المائي في وجود ثاني أكسيد الكربون ، ينتج سياناميد الكالسيوم سياناميد، كما يستخدم سياناميد الكالسيوم أيضًا كسبائك مغلفة بالأسلاك في صناعة الصلب ، من أجل إدخال النيتروجين في الفولاذ.

 

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

 

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :