Plik węgiel w przyrodzie Można go znaleźć między innymi w diamentach, oleju i grafitach. Ten pierwiastek chemiczny zajmuje szóste miejsce w układzie okresowym i znajduje się w poziomym rzędzie lub okresie 2 i kolumnie 14. Jest niemetaliczny i czterowartościowy; to znaczy, możesz ustanowić 4 wspólne wiązania chemiczne elektronów lub wiązania kowalencyjne.
Węgiel jest pierwiastkiem występującym w największej ilości w skorupie ziemskiej. Ta obfitość, wyjątkowa różnorodność w tworzeniu związków organicznych i wyjątkowa zdolność do tworzenia makrocząsteczek lub polimerów w temperaturach powszechnie występujących na Ziemi sprawia, że jest wspólnym elementem wszystkich znanych form życia..
Węgiel występuje w naturze jako pierwiastek chemiczny bez łączenia się w postaci grafitu i diamentu. Jednak w większości łączy się go, tworząc związki chemiczne węgla, takie jak węglan wapnia (CaCO3) i inne związki w ropie naftowej i gazie ziemnym.
Tworzy również różne minerały, takie jak antracyt, węgiel, węgiel brunatny i torf. Największe znaczenie węgla polega na tym, że stanowi on tzw. „Budulec życia” i jest obecny we wszystkich żywych organizmach..
Indeks artykułów
Oprócz tego, że jest powszechnym składnikiem pierwiastka chemicznego we wszystkich formach życia, węgiel występuje w przyrodzie w trzech formach krystalicznych: diamentu, grafitu i fulerenu..
Istnieje również kilka amorficznych form mineralnych węgla (antracyt, lignit, węgiel kamienny, torf), płynnych (odmiany ropopochodne) i gazowych (gaz ziemny).
W formach krystalicznych atomy węgla łączą się, tworząc uporządkowane wzory z geometrycznym układem przestrzennym.
Jest to miękkie czarne ciało stałe z metalicznym połyskiem lub połyskiem i odporne na ciepło (ogniotrwałe). Jego krystaliczna struktura przedstawia atomy węgla połączone w sześciokątne pierścienie, które z kolei łączą się tworząc arkusze.
Złoża grafitu są rzadkie i znaleziono je w Chinach, Indiach, Brazylii, Korei Północnej i Kanadzie..
Jest to bardzo twarde ciało stałe, przepuszczające światło i dużo gęstsze niż grafit: wartość gęstości diamentu jest prawie dwukrotnie większa niż grafitu.
Atomy węgla w diamencie są połączone w geometrii czworościennej. Podobnie diament powstaje z grafitu poddanego działaniu bardzo wysokich temperatur i ciśnień (3000 °C i 100 000 atm).
Większość diamentów znajduje się w płaszczu na głębokości od 140 do 190 km. Poprzez głębokie erupcje wulkanów magma może przenosić je na odległości bliskie powierzchni.
Istnieją złoża diamentów w Afryce (Namibia, Ghana, Demokratyczna Republika Konga, Sierra Leone i RPA), Ameryce (Brazylia, Kolumbia, Wenezuela, Gujana, Peru), Oceanii (Australia) i Azji (Indie).
Są to molekularne formy węgla, które tworzą skupiska 60 i 70 atomów węgla w prawie kulistych cząsteczkach, podobnie jak piłki do piłki nożnej..
Istnieją również mniejsze fulereny zawierające 20 atomów węgla. Niektóre formy fulerenów obejmują nanorurki węglowe i włókna węglowe..
W formach amorficznych atomy węgla nie łączą się, tworząc uporządkowaną i regularną strukturę krystaliczną. Zamiast tego zawierają nawet zanieczyszczenia z innych pierwiastków.
Jest to najstarszy metamorficzny węgiel mineralny (pochodzący z modyfikacji skał pod wpływem temperatury, ciśnienia lub chemicznego działania płynów), którego powstanie datuje się na okres pierwotny lub paleozoiczny, czyli okres karboński..
Antracyt to bezpostaciowa forma węgla o największej zawartości tego pierwiastka: od 86 do 95%. Jest szaro-czarny z metalicznym połyskiem, ciężki i zwarty..
Antracyt występuje na ogół w strefach deformacji geologicznej i stanowi około 1% światowych zasobów węgla..
Geograficznie występuje w Kanadzie, USA, RPA, Francji, Wielkiej Brytanii, Niemczech, Rosji, Chinach, Australii i Kolumbii.
Jest to węgiel mineralny, skała osadowa pochodzenia organicznego, której powstanie datuje się na okres paleozoiku i mezozoiku. Ma zawartość węgla od 75 do 85%.
Jest koloru czarnego, charakteryzuje się nieprzezroczystością oraz matowym i tłustym wyglądem, ponieważ ma wysoką zawartość substancji bitumicznych. Powstaje w wyniku kompresji węgla brunatnego w epoce paleozoiku, w karbonie i permie.
Jest to najpowszechniejsza forma węgla na naszej planecie. Duże złoża węgla występują w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii, Niemczech, Rosji i Chinach.
Jest to kopalny węgiel mineralny powstały w trzeciorzędu z torfu przez kompresję (wysokie ciśnienie). Ma niższą zawartość węgla niż węgiel, między 70 a 80%.
Jest to materiał mało zwarty, kruchy (cecha odróżniająca go od innych minerałów węglowych), koloru brązowego lub czarnego. Jego konsystencja jest podobna do drewna, a zawartość węgla wynosi od 60 do 75%.
Jest paliwem łatwym do zapłonu, o niskiej wartości opałowej i mniejszej zawartości wody niż torf..
Kopalnie węgla brunatnego znajdują się w Niemczech, Rosji, Czechach, Włoszech (region Veneto, Toskania, Umbria) i na Sardynii. W Hiszpanii złoża węgla brunatnego znajdują się w Asturii, Andorze, Saragossie i La Coruña.
Jest to materiał pochodzenia organicznego, którego powstanie pochodzi z epoki czwartorzędu, znacznie nowszej niż poprzednie węgle.
Ma brązowawo-żółty kolor i występuje w postaci gąbczastej masy o małej gęstości, w której można zobaczyć pozostałości roślinne z miejsca ich powstania..
W przeciwieństwie do wyżej wymienionych węgli, torf nie pochodzi z procesów karbonizacji materiału drzewnego lub drewna, ale został utworzony przez akumulację roślin - głównie traw i mchów - na terenach podmokłych w wyniku procesu karbonizacji, który nie został zakończony..
Torf ma wysoką zawartość wody; z tego powodu wymaga wysuszenia i zagęszczenia przed użyciem.
Ma niską zawartość węgla (tylko 55%); dlatego ma niską wartość energetyczną. Podczas spalania pozostałości popiołu są obfite i wydzielają dużo dymu.
Istnieją ważne złoża torfu w Chile, Argentynie (Tierra del Fuego), Hiszpanii (Espinosa de Cerrato, Palencia), Niemczech, Danii, Holandii, Rosji, Francji.
Olej (z łac petrae, co oznacza „kamień”; Y oleum, co oznacza „olej”: „olej skalny”) jest mieszaniną wielu związków organicznych - większości węglowodorów - wytwarzanych w wyniku beztlenowego rozkładu materii organicznej przez bakterie (bez obecności tlenu).
Powstał w podłożu, na dużych głębokościach iw specjalnych warunkach zarówno fizycznych (wysokie ciśnienia i temperatury), jak i chemicznych (obecność określonych związków katalizatora) w procesie trwającym miliony lat..
Podczas tego procesu C i H zostały uwolnione z tkanek organicznych i połączone ze sobą, ponownie łącząc się, tworząc ogromną liczbę węglowodorów, które mieszają się zgodnie ze swoimi właściwościami, tworząc gaz ziemny, ropę naftową i bitum..
Pola naftowe planety znajdują się głównie w Wenezueli, Arabii Saudyjskiej, Iraku, Iranie, Kuwejcie, Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Rosji, Libii, Nigerii i Kanadzie.
Istnieją rezerwy gazu ziemnego m.in. w Rosji, Iranie, Wenezueli, Katarze, Stanach Zjednoczonych, Arabii Saudyjskiej i Zjednoczonych Emiratach Arabskich..
Wśród właściwości węgla możemy wymienić:
do.
6.
Ciało stałe, w normalnych warunkach ciśnienia i temperatury (1 atmosfera i 25 °DO).
Szary (grafit) i przezroczysty (diament).
12,011 g / mol.
500 °do.
827 °do.
2,62 g / cm3.
Nierozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w czterochlorku węgla CCl4.
1sdwa 2sdwa 2 Pdwa.
4.
4.
Posiada zdolność tworzenia związków chemicznych w długie łańcuchy.
Cykl węgla to biogeochemiczny cykliczny proces, w którym węgiel może być wymieniany między ziemską biosferą, atmosferą, hydrosferą i litosferą..
Znajomość tego cyklicznego procesu węgla na Ziemi pozwala nam zademonstrować działanie człowieka w tym cyklu i jego konsekwencje dla globalnych zmian klimatycznych.
Węgiel może krążyć między oceanami i innymi zbiornikami wodnymi, a także między litosferą, w glebie i podglebie, w atmosferze i w biosferze. W atmosferze i hydrosferze węgiel występuje w postaci gazowej jako COdwa (dwutlenek węgla).
Węgiel z atmosfery jest wychwytywany przez lądowe i wodne organizmy ekosystemów produkujące (organizmy fotosyntetyzujące).
Fotosynteza umożliwia reakcję chemiczną między COdwa oraz woda, za pośrednictwem energii słonecznej i chlorofilu z roślin, do produkcji węglowodanów lub cukrów. Ten proces przekształca proste cząsteczki o niskiej zawartości energii COdwa, H.dwaO i tlen Odwa, w złożonych wysokoenergetycznych formach molekularnych, którymi są cukry.
Organizmy heterotroficzne - które nie mogą fotosyntetyzować i są konsumentami w ekosystemach - pozyskują węgiel i energię, żywiąc się producentami i innymi konsumentami.
Oddychanie i rozkład to procesy biologiczne, które uwalniają węgiel do środowiska w postaci COdwa lub CH4 (metan powstający w wyniku rozkładu beztlenowego, czyli przy braku tlenu).
W wyniku procesów geologicznych iw konsekwencji upływu czasu węgiel z rozkładu beztlenowego może zostać przekształcony w paliwa kopalne, takie jak ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel. Podobnie węgiel jest również częścią innych minerałów i skał.
Kiedy człowiek wykorzystuje spalanie paliw kopalnych jako energii, węgiel powraca do atmosfery w postaci ogromnych ilości CO.dwa których nie może przyswoić naturalnemu biogeochemicznemu obiegowi węgla.
Ten nadmiar COdwa wytwarzane w wyniku działalności człowieka negatywnie wpływa na równowagę obiegu węgla i jest główną przyczyną globalnego ocieplenia.
Zastosowania węgla i jego związków są niezwykle zróżnicowane. Najbardziej widoczne z następującymi:
Głównym ekonomicznym wykorzystaniem węgla jest jego wykorzystanie jako węglowodoru z paliw kopalnych, takiego jak metan i ropa naftowa.
Olej jest destylowany w rafineriach w celu uzyskania wielu pochodnych, takich jak benzyna, olej napędowy, nafta, asfalt, smary, rozpuszczalniki i inne, które z kolei są wykorzystywane w przemyśle petrochemicznym, który wytwarza surowce dla przemysłu tworzyw sztucznych, nawozów, leków i farb., m.in.
Grafit jest używany w następujących działaniach:
- Jest używany do produkcji ołówków, zmieszany z glinką.
- Wchodzi w skład produkcji cegieł i tygli ogniotrwałych odpornych na ciepło.
- W różnych urządzeniach mechanicznych, takich jak podkładki, łożyska, tłoki i uszczelki.
- Jest to doskonały smar stały.
- Ze względu na swoją przewodność elektryczną i obojętność chemiczną jest używany do produkcji elektrod, węgli do silników elektrycznych..
- Jest używany jako moderator w elektrowniach jądrowych.
Diament posiada szczególnie wyjątkowe właściwości fizyczne, takie jak najwyższy znany do tej pory stopień twardości i przewodności cieplnej.
Cechy te pozwalają na przemysłowe zastosowanie w narzędziach używanych do wykonywania cięć i narzędziach do polerowania ze względu na wysoką ścieralność..
Jego właściwości optyczne - takie jak przezroczystość i zdolność do rozbicia światła białego i załamania światła - dają mu wiele zastosowań w instrumentach optycznych, np. W produkcji soczewek i pryzmatów..
Charakterystyczny połysk wynikający z właściwości optycznych jest również wysoko ceniony w branży jubilerskiej..
Antracyt jest trudny do zapalenia, wolno się pali i wymaga dużej ilości tlenu. Jego spalanie wytwarza mały bladoniebieski płomień i wydziela dużo ciepła.
Jeszcze kilka lat temu antracyt był używany w elektrowniach termoelektrycznych i do ogrzewania mieszkań. Jego zastosowanie ma zalety, takie jak wytwarzanie niewielkiej ilości popiołu lub pyłu, mało dymu i powolny proces spalania..
Ze względu na wysoki koszt ekonomiczny i jego niedobór antracyt został zastąpiony gazem ziemnym w elektrowniach termoelektrycznych i elektrycznością w domach..
Węgiel służy jako surowiec do uzyskania:
- Koks, paliwo do wielkich pieców w hutach.
- Kreozot, otrzymywany przez zmieszanie destylatów smoły z węgla i stosowany jako uszczelniacz ochronny do drewna narażonego na działanie elementów.
- Krezol (chemicznie metylofenol) ekstrahowany z węgla i stosowany jako środek dezynfekujący i antyseptyczny,
- Inne pochodne, takie jak gaz, smoła lub smoła, oraz związki używane do produkcji perfum, środków owadobójczych, tworzyw sztucznych, farb, opon i nawierzchni drogowych, między innymi.
Węgiel brunatny to paliwo średniej jakości. Jet, odmiana węgla brunatnego, charakteryzuje się bardzo zwartą budową dzięki długiemu procesowi karbonizacji i wysokiemu ciśnieniu i jest stosowana w jubilerstwie i zdobnictwie.
Torf jest używany do następujących czynności;
- Do wzrostu, podtrzymywania i transportu gatunków roślin.
- Jako organiczny kompost.
- Jak legowisko dla zwierząt w stajniach.
- Jako paliwo niskiej jakości.
Jeszcze bez komentarzy