Det kulstof i naturen Det kan findes i diamanter, olie og grafitter blandt mange andre indstillinger. Dette kemiske element indtager den sjette plads i det periodiske system og er placeret i den vandrette række eller periode 2 og kolonne 14. Det er ikke-metallisk og tetravalent; det vil sige, du kan etablere 4 fælles elektroniske kemiske bindinger eller kovalente bindinger.
Kulstof er det mest rigelige element i jordskorpen. Denne overflod, dens unikke mangfoldighed i dannelsen af organiske forbindelser og dens enestående evne til at danne makromolekyler eller polymerer ved temperaturer, der almindeligvis findes på Jorden, gør det til at fungere som et fælles element i alle kendte livsformer..
Kulstof findes i naturen som et kemisk element uden at kombinere i form af grafit og diamant. Imidlertid kombineres det for det meste til dannelse af kemiske kulstofforbindelser, såsom calciumcarbonat (CaCO3) og andre forbindelser i olie og naturgas.
Det danner også forskellige mineraler såsom antracit, kul, brunkul og tørv. Den største betydning af kulstof er, at det udgør den såkaldte "byggesten i livet" og er til stede i alle levende organismer..
Artikelindeks
Ud over at være det almindelige kemiske grundstof i alle livsformer er kulstof i naturen til stede i tre krystallinske former: diamant, grafit og fulleren..
Der er også adskillige amorfe mineralformer af kul (antracit, brunkul, kul, tørv), flydende former (oliesorter) og gasformige (naturgas).
I krystallinske former slutter kulstofatomer sig til at danne ordnede mønstre med geometrisk rumlig placering.
Det er et blødt sort fast stof med en metallisk glans eller glans og varmebestandig (ildfast). Dens krystallinske struktur præsenterer carbonatomer, der er forbundet i sekskantede ringe, der igen sammenføder dannende ark.
Grafitaflejringer er sjældne og er fundet i Kina, Indien, Brasilien, Nordkorea og Canada..
Det er et meget hårdt fast stof, transparent for passage af lys og meget tættere end grafit: værdien af diamantens tæthed er næsten dobbelt så stor som grafit.
Kulstofatomerne i diamanten er forbundet i tetrahedral geometri. Ligeledes dannes diamant af grafit, der udsættes for meget høje temperaturer og tryk (3000 °C og 100.000 atm).
De fleste af diamanterne ligger mellem 140 og 190 km dybt i kappen. Gennem dybe vulkanudbrud kan magma transportere dem til afstande tæt på overfladen.
Der er diamantaflejringer i Afrika (Namibia, Ghana, Den Demokratiske Republik Congo, Sierra Leone og Sydafrika), Amerika (Brasilien, Colombia, Venezuela, Guyana, Peru), Oceanien (Australien) og Asien (Indien).
De er molekylære former for kulstof, der danner klynger med 60 og 70 kulstofatomer i næsten sfæriske molekyler, der ligner fodboldbolde..
Der er også mindre fullerener med 20 kulstofatomer. Nogle former for fullerener inkluderer carbon-nanorør og carbonfibre..
I amorfe former forenes ikke carbonatomer, hvilket udgør en ordnet og regelmæssig krystallinsk struktur. I stedet indeholder de endda urenheder fra andre elementer.
Det er det ældste metamorfe mineralsk kul (som kommer fra ændring af klipper ved påvirkning af temperatur, tryk eller kemisk påvirkning af væsker), da dets dannelse stammer fra den primære eller paleozoiske æra, den kulstofholdige periode.
Antracit er den amorfe form for kulstof med det højeste indhold af dette element: mellem 86 og 95%. Den er grå-sort i farve med en metallisk glans, og den er tung og kompakt..
Antracit findes generelt i geologiske deformationszoner og udgør ca. 1% af verdens kulreserver..
Geografisk findes den i Canada, USA, Sydafrika, Frankrig, Storbritannien, Tyskland, Rusland, Kina, Australien og Colombia.
Det er et mineralsk kul, en sedimentær klippe af organisk oprindelse, hvis dannelse stammer fra de paleozoiske og mesozoiske epoker. Det har et kulstofindhold på mellem 75 og 85%.
Den har sort farve, der er kendetegnet ved at være uigennemsigtig og med en mat og fedtet udseende, da den har et højt indhold af bituminøse stoffer. Det er dannet ved komprimering af brunkul i den paleozoiske æra i karbon- og permperioden.
Det er den mest rigelige form for kulstof på planeten. Der er store kulindskud i USA, Storbritannien, Tyskland, Rusland og Kina.
Det er et mineralsk fossilt kul dannet i tertiær æra fra tørv ved kompression (højt tryk). Det har et lavere kulstofindhold end kul, mellem 70 og 80%.
Det er et materiale, der ikke er meget kompakt, smuldret (en egenskab, der adskiller det fra andre kulstofmineraler), brun eller sort i farven. Dens struktur svarer til træets, og dets kulstofindhold varierer fra 60 til 75%.
Det er et let brændstof, der kan antændes, med lav brændværdi og med lavere vandindhold end tørv..
Der er vigtige brunkulminer i Tyskland, Rusland, Tjekkiet, Italien (Veneto, Toscana, Umbrien) og Sardinien. I Spanien er brunkulaflejringerne i Asturien, Andorra, Zaragoza og La Coruña.
Det er et materiale af organisk oprindelse, hvis dannelse kommer fra den kvartære æra, meget nyere end tidligere kul.
Den er brunegul i farve og vises i form af en svampagtig masse med lav densitet, hvor du kan se planterester fra det sted, hvor den opstod..
I modsætning til de kul, der er nævnt ovenfor, kommer tørv ikke fra carboniseringsprocesser af træmateriale eller træ, men er dannet af akkumulering af planter - hovedsageligt græs og mos - i sumpede områder gennem en forkullingsproces, der ikke er afsluttet..
Torv har et højt vandindhold; af denne grund kræver det tørring og komprimering inden brug.
Det har et lavt kulstofindhold (kun 55%); derfor har den en lav energiværdi. Når den udsættes for forbrænding, er dens askerest rigelig og udsender meget røg.
Der er vigtige tørvaflejringer i Chile, Argentina (Tierra del Fuego), Spanien (Espinosa de Cerrato, Palencia), Tyskland, Danmark, Holland, Rusland, Frankrig.
Olie (fra latin petrae, hvilket betyder "sten"; Y oleum, som betyder "olie": "stenolie") er en blanding af mange organiske forbindelser - de fleste carbonhydrider - produceret ved den anaerobe bakterielle nedbrydning (i fravær af ilt) af organisk stof.
Det blev dannet i undergrunden i store dybder og under specielle forhold både fysiske (høje tryk og temperaturer) og kemiske (tilstedeværelse af specifikke katalysatorforbindelser) i en proces, der tog millioner af år.
Under denne proces blev C og H frigivet fra det organiske væv og sammenføjet og rekombineres igen for at danne et enormt antal carbonhydrider, der blandes i henhold til deres egenskaber og danner naturgas, olie og bitumen..
Planetens oliefelter er hovedsageligt placeret i Venezuela, Saudi-Arabien, Irak, Iran, Kuwait, De Forenede Arabiske Emirater, Rusland, Libyen, Nigeria og Canada.
Der er naturgasreserver i blandt andet Rusland, Iran, Venezuela, Qatar, De Forenede Stater, Saudi-Arabien og De Forenede Arabiske Emirater.
Blandt egenskaberne ved kulstof kan vi nævne følgende:
C.
6.
Fast, under normale tryk- og temperaturforhold (1 atmosfære og 25 °C).
Grå (grafit) og gennemsigtig (diamant).
12,011 g / mol.
500 °C.
827 °C.
2,62 g / cm3.
Uopløselig i vand, opløselig i CCl-carbontetrachlorid4.
1sto 2sto 2 sto.
4.
4.
Har evnen til at danne kemiske forbindelser i lange kæder.
Kulstofcyklussen er en biogeokemisk cirkulær proces, hvorigennem kulstof kan udveksles mellem den terrestriske biosfære, atmosfære, hydrosfære og litosfære..
Kendskabet til denne cykliske proces med kulstof på Jorden giver os mulighed for at demonstrere menneskelig handling på denne cyklus og dens konsekvenser for globale klimaændringer.
Kulstof kan cirkulere mellem havene og andre vandområder såvel som mellem litosfæren, i jord og undergrund, i atmosfæren og i biosfæren. I atmosfæren og hydrosfæren findes kulstof i gasform som COto (carbondioxid).
Kulstof fra atmosfæren fanges af terrestriske og akvatiske producerende organismer i økosystemer (fotosyntetiske organismer).
Fotosyntese muliggør en kemisk reaktion mellem COto og vand, medieret af solenergi og klorofyl fra planter, til at producere kulhydrater eller sukkerarter. Denne proces omdanner enkle molekyler med et lavt energiindhold på COto, HtoO og ilt Oto, i komplekse højenergimolekylære former, som er sukkerarter.
Heterotrofe organismer - som ikke kan fotosyntetisere og er forbrugere i økosystemer - opnår kulstof og energi ved at fodre producenter og andre forbrugere.
Åndedræt og nedbrydning er biologiske processer, der frigiver kulstof i miljøet i form af COto eller CH4 (methan produceret i anaerob nedbrydning, dvs. i fravær af ilt).
Gennem geologiske processer og som en konsekvens af tidens forløb kan kulstof fra anaerob nedbrydning omdannes til fossile brændstoffer som olie, naturgas og kul. På samme måde er kulstof også en del af andre mineraler og klipper.
Når mennesket bruger afbrænding af fossile brændstoffer til energi, vender kulstof tilbage til atmosfæren i form af enorme mængder CO.to der ikke kan assimileres af den naturlige biogeokemiske kulstofcyklus.
Dette overskydende COto produceret af menneskelig aktivitet påvirker balancen i kulstofcyklussen negativt og er hovedårsagen til global opvarmning.
Anvendelsen af kulstof og dets forbindelser er ekstremt varieret. Den mest fremtrædende med følgende:
Den vigtigste økonomiske anvendelse af kulstof er repræsenteret ved dets anvendelse som et fossilt brændstofkulbrinte, såsom metangas og olie.
Olie destilleres i raffinaderier for at opnå flere derivater, såsom benzin, diesel, petroleum, asfalt, smøremidler, opløsningsmidler og andre, som igen anvendes i den petrokemiske industri, der producerer råmaterialer til plast-, gødnings-, medicin- og malingsindustrien., blandt andet.
Grafit bruges i følgende handlinger:
- Det bruges til fremstilling af blyanter blandet med ler.
- Det er en del af produktionen af ildfaste mursten og digler, der er modstandsdygtig over for varme.
- I forskellige mekaniske anordninger såsom skiver, lejer, stempler og tætninger.
- Det er et fremragende fast smøremiddel.
- På grund af dets elektriske ledningsevne og dets kemiske inaktivitet bruges den til fremstilling af elektroder, kulstoffer til elektriske motorer..
- Det bruges som moderator i kernekraftværker.
Diamant har særlig usædvanlige fysiske egenskaber, såsom den hidtil højeste grad af hårdhed og varmeledningsevne.
Disse egenskaber tillader industrielle anvendelser i værktøjer, der bruges til at lave snit og instrumenter til polering på grund af dets høje slibekraft..
Dens optiske egenskaber - såsom gennemsigtighed og evnen til at nedbryde hvidt lys og bryde lys - giver det mange anvendelser i optiske instrumenter, såsom ved fremstilling af linser og prismer..
Den karakteristiske glans, der stammer fra dens optiske egenskaber, er også højt værdsat i smykkeindustrien..
Antracit er svær at antænde, brænder langsomt og kræver meget ilt. Forbrændingen frembringer lidt lyseblå flamme og udsender meget varme.
For et par år siden blev antracit brugt i termoelektriske anlæg og til opvarmning af boliger. Dets anvendelse har fordele såsom produktion af lidt aske eller støv, lidt røg og en langsom forbrændingsproces..
På grund af de høje økonomiske omkostninger og knapheden er antracit blevet erstattet af naturgas i termoelektriske anlæg og med elektricitet i boliger.
Kul bruges som råmateriale til opnåelse af:
- Koks, brændstof til højovne i stålværker.
- Creosot, opnået ved blanding af tjæredestillater fra kul og anvendt som et beskyttende fugemasse til træ, der udsættes for elementerne.
- Cresol (kemisk methylphenol) ekstraheret fra kul og anvendt som et desinfektionsmiddel og antiseptisk middel,
- Andre derivater såsom gas, tjære eller tonehøjde og forbindelser anvendt til fremstilling af parfume, insekticider, plast, maling, dæk og vejbelægninger, blandt andre.
Lignite repræsenterer et brændstof af medium kvalitet. Jet, en række brunkul, er kendetegnet ved at være meget kompakt på grund af den lange karboniseringsproces og høje tryk og bruges i smykker og ornamentik.
Torv bruges i følgende aktiviteter:
- Til vækst, støtte og transport af plantearter.
- Som organisk kompost.
- Som dyresengetøj i stalde.
- Som et lavkvalitets brændstof.
Endnu ingen kommentarer