Verdieping

Kwantumchemie knalt met carbid

1 december, 2020

Kwantumchemie knalt met carbid

Wnt-website
Carbid kan een nuttige grondstof worden voor organische verbindingen. Mits je het fatsoenlijk aan het reageren krijgt.

Traditioneel is het nut van CaC2, ook bekend als calciumcarbide of calciumacetylide, nogal beperkt. De kristallen lossen vrijwel nergens in op, en zijn dus onbruikbaar als bron van acetylide-ionen. Wil je ergens driedubbele bindingen in verwerken, bijvoorbeeld voor azide-alkyn-klikchemie, dan moet je die ergens anders vandaan halen. De meeste carbidtoepassingen, inclusief de knaleffecten, berusten op de vorming van gasvormig acetyleen (HC≡CH) wanneer carbid nat wordt.

Valentin Ananikov en collega’s van de universiteit van Sint-Petersburg willen hier verandering in brengen. Dat elektrochemische carbidproductie zonder fossiele grond- of brandstoffen kan, is hun belangrijkste argument: koolstof kan komen uit pyrolyse van organisch afval, en elektriciteit uit een ‛groene’ bron.

In het tijdschrift Chemical Science presenteerden ze zojuist een kwantumchemische aanpak om vloeistoffen te ontdekken waarin CaC2 wél wil reageren. Voor hun berekeningen gingen ze uit van dimethylsulfoxide (DMSO), een populair medium voor acetyleenchemie. Carbid lost daar ook niet in op. Maar met wat water erbij blijk je in DMSO geen HC≡CH te krijgen maar HC≡C– of HC≡C-Ca-OH, elk omringd door vier DMSO-moleculen. En dat blijkt vooral te liggen aan het gemak waarmee de deelnemers protonen afstaan. H2O is in dit systeem een veel sterker zuur dan C≡C2- maar een minder sterk zuur dan HC≡C–, dat qua pKa weer zo’n beetje overeenkomt met DMSO.

Deze redenering zou ook moeten opgaan voor andere oplosmiddelen die vergelijkbaar zijn met DMSO voor wat betreft hun omgang met protonen en met water.

Voorlopig is het een puur theoretisch verhaal; experimenten komen in de publicatie niet voor. Maar het zou zomaar de aanzet kunnen zijn voor een nieuwe generatie chemische fabrieken. Ooit.

Polynski, M.V. et al. (2020) Chemical Science
 
Arjen Dijkgraaf
Arjen Dijkgraaf 1 december 2020

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.