Articles

Carbon-Egenskaper og Anvendelser

Skrevet Av AZoMJun 18 2012

Kjemisk Formel

C

Emner Dekket

Bakgrunn
Grunnleggende Informasjon Om Karbon
Forekomst Av Karbon
Karbon Og Nanoteknologi
Isotoper
Produksjon Av Karbon
Helseaspekter Av Karbon
Nøkkelegenskaper Av Karbon
Anvendelser Av Karbon

Bakgrunnh2 siden forhistoriske dager har mennesker vært klar over tilstedeværelsen av karbon. Da hulefolkene gjorde en brann, så de dannelsen av røyk. Den svarte røykfargen er indikativ for karbonpartikler fra uforbrente materialer.

senere ble olje brukt som drivstoff for lamper. Brenningen av olje resulterte i utslipp av karbon, som dannet en sotet dekning på lampens indre. Denne sotete dekker kom til å bli kjent som lampblack. Lampblack ble blandet med balsamgummi eller olivenolje for å lage blekk.

Kull Er den vanligste formen for karbon. Tre ved oppvarming i fravær av luft, spesielt oksygen, resulterer i dannelse av trekull. Den franske Fysikeren René Antoine Ferchault Reaumur innså at karbon kan være et element og publiserte arbeid for dette i 1722. Den offisielle klassifiseringen av karbon skjedde i slutten av det 18.århundre. Det ble opprinnelig kalt Carbone basert på den tidligere latinske termen for kull, charbon. det er nesten ti millioner karbonforbindelser og ‘organisk kjemi’ er en gren av kjemi som omhandler studiet av disse karbonforbindelsene. Følgende er noen vanlige karbonforbindelser:

  • Acetic acid (CH3COOH)
  • Ethyl alcohol (C2H5OH)
  • Acetylene (C2H2)
  • Benzene (C6H6)
  • Methane (CH4)
  • Ethylene (C2H4)
  • Carbon tetrachloride (CCl4)
  • Chloroform (CHCl3)
  • Carbon dioxide (CO2)
  • Carbon monoxide (CO)
  • Carbon disulfide (CS2)

Basic Information of Carbon

Table 1. Basic Properties of Carbon

Atomic number 6
Atomic weight 12.0107 (8) amu
Standard state solid at 298 K
CAS Registry ID 7440-44-0
Group in periodic table 14
Classification Non-metallic
Color graphite is black, diamond is colorless
Period in periodic table 2
Group name 14
Block in periodic table p-block
Melting Point 3823 K (3550°C or 6422°F)
Density 2.2670 g/cm3
Boiling Point 4098 K (3825°C or 6917°F)
Period Number 2
Group Number 14
Oxidation States +4, +2, -4
Ionization Energy 11.260 eV
Number of Stable Isotopes 2

Occurrence of Carbon

Almost 18% of an individual’s body weight is due to carbon. Karbon er det nest vanligste elementet i menneskekroppen, det fjerde vanligste elementet i solsystemet, det sjette vanligste elementet i universet og Det 17.vanligste elementet i Jordskorpen. Karbon forekommer i mineraler som magnesium (mgco3) og kalsiumkarbonat (CaCO3) og forekommer sjelden som grafitt og diamant. Karbon forekommer også i form av karbondioksid (CO2) tilstede i atmosfæren. Selv om karbondioksid bare utgjør en liten del av atmosfæren, er det en svært viktig gass som den brukes til fotosyntese. Noen få varianter av kull er nesten rent karbon. Naturgass, kull og olje har karbon i seg. Naturgass og olje er alle hydrokarboner som er forbindelser laget av hydrogen og karbon.

Karbon Og Nanoteknologi

mens allotroper av karbon som grafitt og diamant har vært kjent i århundrer andre allotroper som karbon nanorør, graphene og buckminsterfullerene har blitt oppdaget mer nylig. Disse har spilt betydelige roller i utviklingen av nanoteknologi.

i grunnleggende termer kan de beskrives som:

  • Graphene – et enkelt ark av karbonatomer anordnet i en sekskant mønster, slik at alle karbonatomer er bundet til 3 andre karbonatomer
  • Carbon Nanorør – et rør laget av en graphene ark (single-vegger karbon nanorør). Variasjoner inkluderer rør lukket i en eller begge ender, og rør laget av rullende grafenark slik at de er flere lag tykke (multi-walled carbon nanorør). Buckminsterfullerene-noen ganger kalt buckyballs, består de normalt av 60 karbonatomer bundet sammen for å danne en sfærisk struktur med 20 sekskantede ansikter og 12 femkantede ansikter.

Isotoper

Karbon-12, karbon-13 og karbon-14 Er de tre isotoper av karbon som forekommer naturlig.

Karbon-14 er radioaktivt og brukes til å måle tykkelsen på gjenstander, f. eks. stålplater. Det er også brukt i» carbon dating » av arkeologiske prøver der forskere bruker halveringstiden av karbon-14 for å bestemme alderen på prøvene.

Produksjon Av Karbon

Grafitt, diamant og andre karbonformer er direkte hentet fra gruver. Syntetiske diamanter kan produseres når rent karbon utsettes for ekstremt høye temperaturer og trykk. I dag er omtrent 1/3rd av alle diamanter syntetisk produsert.

Helseaspekter Av Karbon

Karbon er helt avgjørende for livet, og nesten alle molekyler i en levende organisme inneholder karbon. Karbon har også noen dårlige effekter på levende organismer. Svart lunge, for eksempel er en sykdom utviklet i kullgruvearbeidere. Gruvearbeiderens lunge utvikler en svart farge som oppstår når kullstøv inhaleres av gruvearbeideren. Dette kullstøvet blokkerer de små hullene som oksygen kommer inn i lungene, noe som resulterer i pustevansker, som i verste fall kan føre til død.

Nøkkelegenskaper Av Karbon

  • Karbon brenner i luft for å danne karbonmonoksid og karbondioksid.
  • Karbon reagerer med oksygen, men reagerer ikke eller oppløses i syrer, vann og andre slike materialer.
  • Carbon har evnen til å utvikle lange kjeder, som er nesten uendelige. For eksempel har plastmolekyler en lang kjede av karbonatomer knyttet til hverandre, og noen av dem har også sidekjeder.
  • Karbon finnes i mange allotrope former. Grafitt og diamant er allotroper som har krystallinske strukturer. Allotroper uten krystallinske strukturer er enten uten form eller amorf. Koks, kull, karbon allotroper og lampeblack er ikke-krystallinske allotroper.

Anvendelser Av Karbon

Grafitt Og diamanter er to viktige allotroper av karbon som har brede anvendelser.

Diamanter er dyre og attraktive Og brukes derfor i high end smykker. Industrielle diamanter brukes til å kutte, polere og male glass på grunn av deres ekstreme hardhet.

Grafitt brukes i:

  • Kjernekraftverk for å bremse ned nøytroner i en kjernefysisk reaksjon
  • Grafitt brukes i bly blyanter
  • Grafitt brukes som et smøremiddel for maskiner og mekaniske deler
  • Grafitt ildfaste brukes når ikke-wetting ovn foringer er nødvendig og oksidasjon er ikke et problem f. eks. I aluminium produksjon og i vakuum ovner

Amorft karbon finner også en rekke programmer som i:

  • Gummi dekk
  • Blekk
  • Pigmenter
  • Fonograf poster
  • Komfyr polsk
  • Skrivemaskin bånd.