kulstof

egenskaber og anvendelser

på vægtbasis er kulstof 19.rækkefølge af elementær overflod i jordskorpen, og der estimeres at være 3.5 gange så mange carbonatomer som siliciumatomer i universet. Kun hydrogen, helium, ilt, neon og nitrogen er atomisk mere rigelige i kosmos end kulstof. Carbon er det kosmiske produkt af” brænding ” af helium, hvor tre heliumkerner, atomvægt 4, sikring til fremstilling af en carbonkerne, atomvægt 12.,

I jordskorpen af Jorden, elementært kulstof, der er en mindre del. Imidlertid danner carbonforbindelser (dvs. carbonater af magnesium og calcium) almindelige mineraler (f. eks.,, magnesit, dolomit, marmor eller kalksten). Koraller og muslingeskaller er primært calciumcarbonat. Kulstof er bredt fordelt som kul og i de organiske forbindelser, der udgør olie, naturgas og alt plante-og dyrevæv., En naturlig rækkefølge af de kemiske reaktioner, der kaldes carbon cycle—involverer konvertering af atmosfærisk kuldioxid til kulhydrater ved fotosyntese i planter, forbruget af disse kulhydrater dyr og oxidation af dem gennem stofskifte til at producere kuldioxid og andre produkter, og afkastet af kuldioxid til atmosfæren—er en af de mest vigtige af alle biologiske processer.Carbon som element blev opdaget af den første person til at håndtere trækul fra ild., Sammen med svovl, jern, tin, bly, kobber, kviksølv, sølv og guld var kulstof således en af de små grupper af elementer, der var velkendte i den antikke verden. Moderne carbon kemi stammer fra udviklingen af kul, olie og naturgas som brændsel og fra opklaringen af syntetisk organisk kemi, både i væsentlig grad er blevet udbygget siden 1800-tallet.

elementært kulstof findes i flere former, som hver har sine egne fysiske egenskaber. To af dens veldefinerede former, diamant og grafit, er krystallinske i struktur, men de adskiller sig i fysiske egenskaber, fordi atomernes arrangementer i deres strukturer er forskellige. En tredje form, kaldet fulleren, består af en række molekyler, der udelukkende består af kulstof., Sfæroidale, lukkede bur fullerener kaldes buckerminsterfullerener, eller “buckyballs”, og cylindriske fullerener kaldes nanorør. En fjerde form, kaldet carbon-carbon, er krystallinsk og magnetisk. Endnu en anden form, kaldet amorft kulstof, har ingen krystallinsk struktur. Andre former—såsom carbon black, trækul, lampblack, kul, og koks—kaldes undertiden amorfe, men røntgenundersøgelse har afsløret, at disse stoffer har en lav grad af krystallinitet., Diamant og grafit forekommer naturligt på jorden, og de kan også fremstilles syntetisk; de er kemisk inerte, men kombinerer med ilt ved høje temperaturer, ligesom amorft kulstof gør. Fullerene blev serendipitously opdaget i 1985 som et syntetisk produkt i løbet af laboratorieforsøg for at simulere kemi i atmosfæren af gigantiske stjerner. Det blev senere fundet at forekomme naturligt i små mængder på jorden og i meteoritter. Carbon-carbon er også syntetisk, men forskere har spekuleret i, at det kunne dannes inden for de varme miljøer i nogle planetariske kerner.,

The word carbon probably derives from the Latin carbo, meaning variously “coal,” “charcoal,” “ember.,”Udtrykket diamant, en forvanskning af det græske ord adamas, “de uovervindelige”,” rammende beskriver varigheden af denne krystalliseret form af kulstof, ligesom grafit, navnet for den anden krystal form for kulstof, der stammer fra det græske verbum graphein, “at skrive”, reflekterer sin egenskab efterlader en mørk mark, når der gnubbes på en overflade. Før opdagelsen i 1779, at grafit, når det brændes i luftformer kuldio .id, blev grafit forvekslet med både metallet og et overfladisk lignende stof, mineralet molybdenit.,

ren diamant er det hårdest naturligt forekommende stof kendt og er en dårlig leder af elektricitet. Grafit er på den anden side et blødt glat fast stof, der er en god leder af både varme og elektricitet. Carbon som diamant er den dyreste og strålende af alle de naturlige ædelstene og den sværeste af de naturligt forekommende slibemidler. Grafit bruges som smøremiddel. I mikrokrystallinsk og næsten amorf form anvendes den som et sort pigment, som et adsorbent, som brændstof, som fyldstof til gummi og blandet med ler som “blyant” af blyanter., Da det leder elektricitet, men ikke smelter, bruges grafit også til elektroder i elektriske ovne og tørre celler samt til fremstilling af digler, hvor metaller smeltes. Molekyler af fullerene viser løfte i en række applikationer, herunder materialer med høj trækstyrke, unikke elektroniske og energilagringsenheder og sikker indkapsling af brændbare gasser, såsom brint., Q-carbon, som er oprettet ved hurtigt at køle et udsnit af elementært kulstof, hvis temperaturen har været rejst til 4.000 K (3,727 °C ), er hårdere end diamant, og det kan bruges til fremstilling af diamant strukturer (såsom diamant film og microneedles) inden for dens matrix. Elementært kulstof er ugiftigt.

hver af de “amorfe” former for kulstof har sin egen specifikke karakter, og derfor har hver sin egen særlige applikationer. Alle er produkter af O .idation og andre former for nedbrydning af organiske forbindelser. Kul og koks anvendes f.eks. i udstrakt grad som brændsel., Trækul bruges som absorberende og filtrerende middel og som brændstof og blev engang udbredt som ingrediens i kruttet. (Kul er elementært kulstof blandet med varierende mængder carbonforbindelser. Koks og trækul er næsten rent kulstof.) Ud over dets anvendelser til fremstilling af blæk og maling tilføjes carbon black til gummiet, der bruges i dæk for at forbedre dets slidegenskaber. Knoglesort eller trækul kan adsorbere gasser og farvestoffer fra mange andre materialer.,

Kulstof, enten ren eller sammensat, er normalt bestemmes kvantitativt ved omdannelse til kuldioxid gas, som derefter kan optages af andre kemikalier for at give enten en weighable produkt eller en løsning med sure egenskaber, der kan titreres.