Wat is acetyleen?

Acetyleen wordt ook wel ethyn genoemd en is een kleurloos, zeer brandbaar gas met brede explosiegrenzen in mengsels met lucht. Hoewel acetyleen een kleurloos gas is heeft het wel een knoflookachtige geur waardoor het toch door mensen kan worden waargenomen. Acetyleen wordt in de techniek gebruikt voor bijvoorbeeld autogeen lassen.

Ethyn of acetyleen?
Acetyleen wordt ook wel ethyn genoemd en dat kan verwarrend zijn. Beide benamingen lijken niet heel veel op elkaar. De verschillende benamingen hebben hun oorsprong in de geschiedenis. in 1836 had de Britse scheikundige Edmund Davy de gasvormige stof ontdekt en hij gaf het de naam Ethyn. Vanaf deze ontdekking raakte de stof enigszins in de vergetelheid. In 1860 werd de stof echter opnieuw ontdekt door de Franse scheikundige Marcellin Berthelot. Hij gaf de stof de naam acetyleen. Met de benaming ethyn en acetyleen wordt in feite dezelfde stof bedoelt.

Eigenschappen van acetyleen
Acetyleen heeft verschillende eigenschappen. Zo is het gas kleurloos maar niet reukloos. Het gas heeft een soort knoflook achtige geur. Daarnaast is het een reactief gas dat heel brandbaar is en brede explosiegrenzen heeft in luchtmengsels. Dat houdt in dat acetyleen een breed explosiegebied of concentratiegebied heeft. Er worden bij het vaststellen van het explosiegebied van een bepaalde stof twee grenswaarden gehanteerd namelijk de LEL en de UEL. De afkorting L.E.L. staat voor “Lower Explosive Limit” oftewel de onderste explosiegrens.

De afkorting UEL staat voor Upper Explosion Limit oftwel de bovenste explosiegrens. Men heeft het ook wel over een LEL waarde en een UEL waarde. Het gedeelte tussen de LEL waarden en de UEL waarde wordt ook wel het explosiegebied genoemd. Dit explosiegebied is bij acetyleen heel groot want de LEL waarde is 2,5% en de UEL waarde is 82%. Dit houdt in dat een acetyleen concentratie tussen de 2,5% en 82 % in combinatie met lucht een explosief mengsel vormt.

Wat is carbid?

Carbid is een witgeel tot grijsblauw, kristallijn poeder of steenachtig materiaal dat bestaat uit een anorganische verbinding van calcium en koolstof en heeft een molecuulformule van CaC2. Carbid is een product dat wordt vervaardigd door mensen en kan dus niet als gereed product worden gewonnen uit de natuur. Carbid komt dus niet uit een mijn maar wordt gemaakt. Formeel is calciumcarbide het calciumzout van ethyn. Voor carbid worden ook wel andere benamingen gebruikt zoals karbiet of carbuur.

Hoe wordt carbid gemaakt?
Het produceren van carbid gebeurd door steenkool met een hoog gasgehalte gezamenlijk met ongebluste kalk (calciumoxide) te verhitten. Dit gebeurd met een temperatuur tot wel 2000 graden Celsius. De steenkoolcokes worden in een vlamboogoven in verschillende lagen opgestapeld met daartussen de ongebluste kalk. Vervolgens worden deze lagen verhit door gebruik te maken van een elektrische vlamboog die gecreëerd wordt met grafietelektroden. Na het verhitten koelt het mengsel af en is carbid ontstaan. De hiervoor genoemde methode is in 1888 uitgevonden door Thomas Leopold Willson, hij was een Canadese uitvinder.

Ethyn en acetyleen
Door carbid in contact te brengen met een bepaalde hoeveelheid water ontstaat er een reactie waarbij gas vrijkomt. Dit proces wordt ook wel hydrolyse genoemd. Hydrolyse is de splitsing van een chemische verbinding onder opname van water. Tijdens de hydrolyse tussen carbid en water komt het gas ethyn vrij. Dit gas wordt ook wel acetyleen genoemd en is een brandbaar en explosief gas. Ethyn heeft verschillende toepassingen (gehad) in de techniek. Hieronder lees je in een aantal alinea’s een aantal voorbeelden van de toepassing van carbid en het daaruit geproduceerde acetyleen.

Toepassing calciumcarbide in carbidlampen
Calciumcarbide werd tussen 1900 en 1945 onder andere gebruikt voor een carbidlamp. Vroeger werden carbidlampen geplaatst op voertuigen zoals auto’s en vrachtauto’s. Ook werden speciale carbidlampen gemaakt voor fietsen. Een carbidlamp bevat een waterreservoir. Daaruit druppelt water dat op het carbid. Dit gebeurd met een nauwkeurige afstelling. Voor het contact tussen het water en het carbid ontstaat ethyn. Dit is een brandbaar gas. Wanneer het ethyngas met een vlam ontstoken wordt ontstaat er een wit licht. Carbidlampen moeten nauwkeurig worden afgestemd en zijn niet heel erg praktisch. Toen elektrische verlichting in opkomst kwam verdween de carbidlamp uit de voertuigentechniek.

Carbid en autogeen lassen
Carbid werd vroeger ook in smederijen gebruikt om ethyn oftewel acetyleen te maken als brandstof voor lasbranders. Het acethyleengas wordt gebruikt voor het zogenaamde autogeen lassen. Daarbij wordt acetyleen in een gasmengsel gebracht met zuivere zuurstof. Tegenwoordig wordt ethyn of acetyleen echter in gasflessen geleverd waardoor ethyn door de smid of lasser niet meer uit carbid hoeft te worden vervaardigd. Autogeen lassen wordt ook wel zuurstof-acetyleenlassen lassen genoemd en wordt tegenwoordig nog steeds gedaan. Het autogeenlassen wordt bijvoorbeeld nog gedaan in de installatietechniek. Daarbij worden dikwandige leidingen doormiddel van een autogeenbrander aan elkaar gelast door een autogeen lasser of een dikwandige cv-monteur. Het autogeen lassen verdwijnt echter langzaam uit de installatietechniek. Dit komt omdat het autogeenlassen wordt vervangen door het zogenaamde TIG lassen.

Carbidschieten
Bij veel mensen is carbid vooral bekend vanwege het carbidschieten. Hierbij wordt carbid in combinatie met water gebruikt om een explosie te creëren. Carbidschieten wordt in verschillende delen van Nederland nog jaarlijs gedaan, dit gebeurd meestal rond de jaarwisseling. In Nederland is deze traditie onder de naam carbidschieten bekend maar ook in België kent men deze traditie en noemt men het carbuurschieten. In sommige streken van Nederland heeft men het over pullenschieten, losschieten of melkbusschieten. De laatste benaming is best logisch want vaak wordt voor carbidschieten een melkbus gebruikt. Maar naast een melkbus kan men ook gebruik maken van een aangepaste gasfles of een verfbus.

De melkbus, of andere metalen behuizing, wordt voorzien van een bepaalde hoeveelheid carbid dat met water wordt natgemaakt. Vervolgens wordt de bus afgesloten. Dit gebeurde vroeger vaak met een deksel maar tegenwoordig gebruikt men uit veiligheidsoverwegingen steeds vaker een plastic bal. Door de reactie tussen water en carbid ontstaat het eerder genoemde ethyn. Dit brandbare gas wordt door een klein zundgat ontstoken of men gebruikt een bougie. Het ontstoken gas ontploft met een harde doffe dreun. Door de explosie wordt het deksel of de bal weggeschoten. Een knal met een melkbus kan erg luid zijn. Het EO-programma Checkpoint had in seizoen 7 aangetoond dat men met carbidschieten een geluid van 110 dB kan produceren. Daarom is gehoorbescherming bij carbidschieten zeker belangrijk als persoonlijk beschermingsmiddel.