carbon în natură Poate fi găsit în diamante, ulei și grafit, printre multe alte setări. Acest element chimic ocupă locul șase în tabelul periodic și este situat în rândul orizontal sau perioada 2 și coloana 14. Este nemetalic și tetravalent; adică puteți stabili 4 legături chimice electronice comune sau legături covalente.
Carbonul este cel mai abundent element din scoarța terestră. Această abundență, diversitatea sa unică în formarea compușilor organici și capacitatea excepțională de a forma macromolecule sau polimeri la temperaturi frecvent întâlnite pe Pământ, îl fac să servească ca element comun al tuturor formelor de viață cunoscute..
Carbonul există în natură ca element chimic fără a se combina sub formă de grafit și diamant. Cu toate acestea, în cea mai mare parte este combinat pentru a forma compuși chimici din carbon, cum ar fi carbonatul de calciu (CaCO3) și alți compuși din petrol și gaze naturale.
De asemenea, formează diverse minerale, cum ar fi antracit, cărbune, lignit și turbă. Cea mai mare importanță a carbonului este că acesta constituie așa-numitul „element constitutiv al vieții” și este prezent în toate organismele vii..
Indice articol
Pe lângă faptul că este elementul chimic component comun în toate formele de viață, carbonul în natură este prezent în trei forme cristaline: diamant, grafit și fuleren..
Există, de asemenea, mai multe forme minerale amorfe de cărbune (antracit, lignit, cărbune, turbă), forme lichide (soiuri de ulei) și gazoase (gaze naturale).
În formele cristaline, atomii de carbon se unesc pentru a forma modele ordonate cu dispunere spațială geometrică.
Este un solid negru moale, cu un luciu sau luciu metalic și rezistent la căldură (refractar). Structura sa cristalină prezintă atomi de carbon uniți în inele hexagonale care, la rândul lor, se unesc formând foi.
Zăcămintele de grafit sunt rare și au fost găsite în China, India, Brazilia, Coreea de Nord și Canada..
Este un solid foarte dur, transparent la trecerea luminii și mult mai dens decât grafitul: valoarea densității diamantului este aproape de două ori mai mare decât cea a grafitului.
Atomii de carbon din diamant sunt uniți în geometrie tetraedrică. În mod similar, diamantul este format din grafit supus condițiilor de temperaturi și presiuni foarte ridicate (3000 °C și 100.000 atm).
Majoritatea diamantelor sunt situate între 140 și 190 km adâncime în manta. Prin erupții vulcanice profunde, magma le poate transporta la distanțe apropiate de suprafață.
Există depozite de diamante în Africa (Namibia, Ghana, Republica Democrată Congo, Sierra Leone și Africa de Sud), America (Brazilia, Columbia, Venezuela, Guyana, Peru), Oceania (Australia) și Asia (India).
Sunt forme moleculare de carbon care formează grupuri de 60 și 70 de atomi de carbon în molecule aproape sferice, asemănătoare mingilor de fotbal..
Există, de asemenea, fullerene mai mici de 20 de atomi de carbon. Unele forme de fulereni includ nanotuburi de carbon și fibre de carbon..
În formele amorfe, atomii de carbon nu se unesc, constituind o structură cristalină ordonată și regulată. În schimb, ele conțin chiar impurități din alte elemente.
Este cel mai vechi cărbune mineral metamorfic (care provine din modificarea rocilor prin efectele temperaturii, presiunii sau acțiunii chimice a fluidelor), deoarece formarea sa datează din epoca primară sau paleozoică, perioada carboniferă.
Antracitul este forma amorfă de carbon cu cel mai mare conținut al acestui element: între 86 și 95%. Este de culoare gri-negru, cu un luciu metalic, și este greu și compact..
Antracitul se găsește, în general, în zonele de deformare geologică și constituie aproximativ 1% din rezervele mondiale de cărbune..
Din punct de vedere geografic, se găsește în Canada, SUA, Africa de Sud, Franța, Marea Britanie, Germania, Rusia, China, Australia și Columbia.
Este un cărbune mineral, o rocă sedimentară de origine organică, a cărei formare datează din epocile paleozoice și mezozoice. Are un conținut de carbon cuprins între 75 și 85%.
Este de culoare neagră, caracterizată prin faptul că este opacă și are un aspect mat și gras, deoarece are un conținut ridicat de substanțe bituminoase. Se formează prin comprimarea lignitului în epoca paleozoică, în perioadele carbonifere și permiene.
Este cea mai abundentă formă de carbon de pe planetă. Există depozite mari de cărbune în Statele Unite, Marea Britanie, Germania, Rusia și China.
Este un cărbune mineral fosil format în era terțiară din turbă prin comprimare (presiuni ridicate). Are un conținut de carbon mai scăzut decât cărbunele, între 70 și 80%.
Este un material care nu este foarte compact, sfărâmicios (o caracteristică care îl deosebește de alte minerale de carbon), de culoare maro sau negru. Textura sa este similară cu cea a lemnului și conținutul său de carbon variază de la 60 la 75%.
Este un combustibil ușor de aprins, cu putere calorică redusă și cu un conținut mai mic de apă decât turbă..
Există importante mine de lignit în Germania, Rusia, Republica Cehă, Italia (regiunile Veneto, Toscana, Umbria) și Sardinia. În Spania, depozitele de lignit se află în Asturias, Andorra, Zaragoza și La Coruña.
Este un material de origine organică a cărui formare provine din era cuaternară, mult mai recentă decât cărbunii anteriori.
Este de culoare galben maroniu și apare sub forma unei mase spongioase cu densitate redusă, în care puteți vedea rămășițe de plante din locul de unde a provenit..
Spre deosebire de cărbunii menționați mai sus, turbă nu provine din procesele de carbonizare a materialului lemnos sau lemnului, ci s-a format prin acumularea de plante - în principal ierburi și mușchi - în zone mlăștinoase printr-un proces de carbonizare care nu a fost finalizat..
Turba are un conținut ridicat de apă; din acest motiv necesită uscare și compactare înainte de utilizare.
Are un conținut scăzut de carbon (doar 55%); prin urmare, are o valoare energetică scăzută. Când este supus arderii, reziduurile sale de cenușă sunt abundente și emit mult fum.
Există depozite importante de turbă în Chile, Argentina (Tierra del Fuego), Spania (Espinosa de Cerrato, Palencia), Germania, Danemarca, Olanda, Rusia, Franța.
Ulei (din latină petrae, care înseamnă „piatră”; Da oleum, care înseamnă „ulei”: „ulei de rocă”) este un amestec de mulți compuși organici - majoritatea hidrocarburilor- produs de descompunerea bacteriană anaerobă (în absența oxigenului) a materiei organice.
A fost format în subsol, la adâncimi mari și în condiții speciale atât fizice (presiuni și temperaturi ridicate), cât și chimice (prezența compușilor catalitici specifici) într-un proces care a durat milioane de ani.
În timpul acestui proces, C și H au fost eliberate din țesuturile organice și unite împreună, recombinându-se din nou, pentru a forma un număr imens de hidrocarburi care se amestecă în funcție de proprietățile lor, formând gaze naturale, petrol și bitum..
Câmpurile petroliere ale planetei sunt situate în principal în Venezuela, Arabia Saudită, Irak, Iran, Kuweit, Emiratele Arabe Unite, Rusia, Libia, Nigeria și Canada.
Există rezerve de gaze naturale în Rusia, Iran, Venezuela, Qatar, Statele Unite, Arabia Saudită și Emiratele Arabe Unite, printre altele.
Printre proprietățile carbonului putem menționa următoarele:
C.
6.
Solid, în condiții normale de presiune și temperatură (1 atmosferă și 25 ° C) °C).
Gri (grafit) și transparent (diamant).
12,011 g / mol.
500 °C.
827 °C.
2,62 g / cm3.
Insolubil în apă, solubil în tetraclorură de carbon CCl4.
1sDouă 2sDouă 2 PDouă.
4.
4.
Are capacitatea de a forma compuși chimici în lanțuri lungi.
Ciclul carbonului este un proces circular biogeochimic prin care carbonul poate fi schimbat între biosfera terestră, atmosferă, hidrosferă și litosferă..
Cunoașterea acestui proces ciclic de carbon pe Pământ ne permite să demonstrăm acțiunea umană asupra acestui ciclu și consecințele sale asupra schimbărilor climatice globale.
Carbonul poate circula între oceane și alte corpuri de apă, precum și între litosferă, în sol și subsol, în atmosferă și în biosferă. În atmosferă și hidrosferă, carbonul există într-o formă gazoasă sub formă de CODouă (dioxid de carbon).
Carbonul din atmosferă este captat de organismele terestre și acvatice producătoare ale ecosistemelor (organisme fotosintetice).
Fotosinteza permite apariția unei reacții chimice între CODouă și apa, mediată de energia solară și clorofilă de la plante, pentru a produce carbohidrați sau zaharuri. Acest proces transformă molecule simple cu un conținut scăzut de energie de CODouă, HDouăO și oxigenul ODouă, în forme moleculare complexe de mare energie, care sunt zaharurile.
Organismele heterotrofe - care nu pot fotosinteza și sunt consumatoare în ecosisteme - obțin carbon și energie hrănindu-se cu producătorii și alți consumatori.
Respirația și descompunerea sunt procese biologice care eliberează carbon în mediu sub formă de CODouă sau CH4 (metan produs în descompunere anaerobă; adică în absența oxigenului).
Prin procese geologice și ca o consecință a trecerii timpului, carbonul din descompunerea anaerobă poate fi transformat în combustibili fosili precum petrolul, gazele naturale și cărbunele. De asemenea, carbonul face parte și din alte minerale și roci.
Când omul folosește arderea combustibililor fosili pentru energie, carbonul revine în atmosferă sub formă de cantități uriașe de CO.Două care nu poate fi asimilat de ciclul natural biogeochimic al carbonului.
Acest exces de CODouă produsă de activitatea umană are un impact negativ asupra echilibrului ciclului carbonului și este principala cauză a încălzirii globale.
Utilizările carbonului și ale compușilor săi sunt extrem de variate. Cele mai proeminente cu următoarele:
Principala utilizare economică a carbonului este reprezentată de utilizarea acestuia ca hidrocarbură combustibil fosil, cum ar fi gazul metan și petrolul.
Petrolul este distilat în rafinării pentru a obține mai mulți derivați, cum ar fi benzina, motorina, kerosenul, asfaltul, lubrifianții, solvenții și altele, care la rândul lor sunt utilizate în industria petrochimică care produce materii prime pentru industria materialelor plastice, îngrășăminte, medicamente și vopsele printre altele.
Grafitul este utilizat în următoarele acțiuni:
- Se folosește la fabricarea creioanelor, amestecate cu argile.
- Face parte din producția de cărămizi și creuzete refractare, rezistente la căldură.
- În diferite dispozitive mecanice, cum ar fi șaibe, rulmenți, pistoane și etanșări.
- Este un lubrifiant solid excelent.
- Datorită conductivității sale electrice și a inertității sale chimice, este utilizat la fabricarea electrozilor, a carbonilor pentru motoarele electrice..
- Este folosit ca moderator în centralele nucleare.
Diamantul are proprietăți fizice deosebit de excepționale, cum ar fi cel mai înalt grad de duritate și conductivitate termică cunoscute până în prezent.
Aceste caracteristici permit aplicații industriale în sculele utilizate pentru a realiza tăieturi și instrumente pentru lustruire datorită abrazivității sale ridicate..
Proprietățile sale optice - cum ar fi transparența și capacitatea de a sparge lumina albă și de a refracta lumina - îi oferă multe aplicații în instrumente optice, cum ar fi fabricarea lentilelor și prismelor..
Luciul caracteristic derivat din proprietățile sale optice este, de asemenea, foarte apreciat în industria bijuteriilor..
Antracitul este greu de aprins, arde lent și necesită mult oxigen. Arderea sa produce puțină flacără albastră pal și emite multă căldură.
În urmă cu câțiva ani, antracitul era folosit în instalațiile termoelectrice și pentru încălzirea casnică. Utilizarea acestuia are avantaje precum producția de cenușă sau praf, puțină fum și un proces lent de ardere..
Datorită costului său economic ridicat și a deficitului său, antracitul a fost înlocuit cu gaz natural în centralele termoelectrice și cu electricitate în case.
Cărbunele este folosit ca materie primă pentru a obține:
- Coca-Cola, combustibil pentru furnalele din fabricile de oțel.
- Creozot, obținut prin amestecarea distilatelor de gudron din cărbune și utilizat ca etanșant de protecție pentru lemnul expus elementelor.
- Cresol (metilfenol chimic) extras din cărbune și utilizat ca dezinfectant și antiseptic,
- Alți derivați, cum ar fi gazul, gudronul sau gudronul, și compușii folosiți la fabricarea parfumurilor, insecticidelor, materialelor plastice, vopselelor, anvelopelor și pavajelor de drum, printre altele.
Lignitul reprezintă un combustibil de calitate medie. Jetul, o varietate de lignit, se caracterizează prin faptul că este foarte compact datorită procesului îndelungat de carbonizare și presiunilor ridicate și este utilizat în bijuterii și ornamente.
Turba este utilizată în următoarele activități;
- Pentru creșterea, susținerea și transportul speciilor de plante.
- Ca compost organic.
- Ca așternutul animalelor în grajduri.
- Ca combustibil de calitate scăzută.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.