Kemisk formel

C

ämnen som omfattas

Bakgrund
grundläggande information om kol
förekomst av kol
kol och nanoteknik
isotoper
produktion av kol
hälsoaspekter av kol
viktiga egenskaper hos kol
tillämpningar av kol

Bakgrundh2 sedan förhistoriska dagar har människor varit medvetna om närvaron av kol. När grottfolket gjorde en eld såg de bildandet av rök. Den svarta rökfärgen är indikationer på kolpartiklar från oförbrända material.

senare användes olja som bränsle för lampor. Förbränningen av olja resulterade i utsläpp av kol, vilket bildade en sotig täckning på lampans inre. Denna sotiga täckning blev känd som lampblack. Lampblack blandades med balsamgummi eller olivolja för att göra bläck.

kol är den vanligaste formen av kol. Trä vid uppvärmning i frånvaro av luft, i synnerhet syre, resulterar i bildandet av kol. Den franske fysikern ren Saucii Antoine Ferchault Reaumur, insåg att KOL kan vara ett element och publicerade arbete för detta ändamål 1722. Den officiella klassificeringen av kol hände under slutet av 18th century. Det fick ursprungligen namnet Carbone baserat på den tidigare latinska termen för kol, charbon.

det finns nästan tio miljoner kolföreningar och ’organisk kemi’ är en gren av kemi som behandlar studien av dessa kolföreningar. Följande är några vanliga kolföreningar:

• 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

Occurrence of Carbon

Almost 18% of an individual’s body weight is due to carbon. Kol är det näst vanligaste elementet i människokroppen, det fjärde vanligaste elementet i solsystemet, det sjätte vanligaste elementet i universum och det 17: e vanligaste elementet i jordskorpan. Kol förekommer i mineraler som magnesium (MgCO3) och kalciumkarbonat (CaCO3) och förekommer sällan som grafit och diamant. Kol förekommer också i form av koldioxid (CO2) närvarande i atmosfären. Även om koldioxid endast utgör en liten del av atmosfären är det en mycket viktig gas eftersom den används för fotosyntes. Några sorter av kol är nästan rent kol. Naturgas, kol och olja har KOL i dem. Naturgas och olja är alla kolväten som är föreningar gjorda av väte och kol.

kol och nanoteknik

medan allotroper av kol som grafit och diamant har varit kända i århundraden har andra allotroper såsom kolnanorör, grafen och buckminsterfullerene upptäckts nyligen. Dessa har spelat viktiga roller i utvecklingen av nanoteknikområdet.

i grundläggande termer kan de beskrivas som:

• grafen-ett enda ark kolatomer arrangerade i ett hexagonmönster, så att alla kolatomer är bundna till 3 andra kolatomer
• kolnanorör– ett rör tillverkat av ett grafenark (enkelväggiga kolnanorör). Variationer inkluderar rör stängda vid en eller båda ändarna och rör gjorda av rullande grafenark så att de är flera lager tjocka (flerväggiga kolnanorör).
• Buckminsterfullerene-ibland kallas buckyballs, de består normalt av 60 kolatomer bundna ihop för att bilda en sfärisk struktur med 20 sexkantiga ytor och 12 femkantiga ytor.

isotoper

kol-12, kol-13 och kol-14 är de tre isotoperna av kol som förekommer naturligt.

kol-14 är radioaktivt och används för att mäta tjockleken på föremål, t.ex. stålplåtar. Det används också i” kol dejting ” av arkeologiska prover där forskare använder halveringstiden för kol-14 för att bestämma åldern på proverna.

produktion av kol

grafit, diamant och andra kolformer erhålls direkt från gruvor. Syntetiska diamanter kan produceras när rent kol utsätts för extremt höga temperaturer och tryck. Idag produceras cirka 1/3 av alla diamanter syntetiskt.

hälsoaspekter av kol

kol är absolut nödvändigt för livet och nästan varje molekyl i en levande organism innehåller kol. Kol har också några skadliga effekter på levande organismer. Svart lunga är till exempel en sjukdom som utvecklats hos kolgruvarbetare. Gruvarbetarens lunga utvecklar en svart färg som orsakas när kolstoft inhaleras av gruvarbetaren. Detta kolstoft blockerar de små hålen genom vilka syre kommer in i lungorna vilket resulterar i andningssvårigheter, som i värsta fall kan leda till döden.

viktiga egenskaper hos kol

• kol brinner i luft för att bilda kolmonoxid och koldioxid.
• kol reagerar med syre men reagerar inte eller löses upp i syror, vatten och andra sådana material.
• kol har förmågan att utveckla långa kedjor, som är praktiskt taget oändliga. Till exempel har plastmolekyler en lång kedja av kolatomer kopplade till varandra och några av dem har också sidokedjor.
• KOL finns i många allotropa former. Grafit och diamant är allotroper som har kristallina strukturer. Allotroper utan kristallina strukturer är antingen utan form eller amorf.
• koks, kol, kolallotroper och lampblack är icke-kristallina allotroper.

tillämpningar av kol

grafit och diamanter är två viktiga allotroper av kol som har breda tillämpningar.

diamanter är dyra och attraktiva och därmed används i high end smycken. Industriella diamanter används för att skära, polera och slipa glas på grund av deras extrema hårdhet.

grafit används i:

• kärnkraftverk för att hjälpa till att sakta ner neutronerna i en kärnreaktion
• grafit som används i blypennor
• grafit används som smörjmedel för maskiner och mekaniska delar
• grafit eldfasta material används när icke-vätande ugnsfoder krävs och oxidation är inte ett problem, t. ex. i aluminiumproduktion och i Vakuumugnar

amorft kol finner också en mängd olika tillämpningar såsom i:

• gummidäck
• bläck
• pigment
• fonograf poster
• spis polish
• skrivmaskin band.