kol

egenskaper och användningar

på viktbasis är kol 19: e i storleksordningen elementärt överflöd i jordskorpan, och det beräknas vara 3,5 gånger så många kolatomer som kiselatomer i universum. Endast väte, helium, syre, neon och kväve är atomiskt rikligare i kosmos än kol. Kol är den kosmiska produkten av” brinnande ” av helium, där tre heliumkärnor, atomvikt 4, säkrar för att producera en kolkärna, atomvikt 12.,

i jordskorpan är elemental carbon en mindre komponent. Kolföreningar (dvs. karbonater av magnesium och kalcium) bildar emellertid vanliga mineraler (t. ex.,, magnesit, dolomit, marmor eller kalksten). Korall och skal av ostron och musslor är främst kalciumkarbonat. Kol är utbredd som kol och i de organiska föreningar som utgör petroleum, naturgas och all växt-och djurvävnad., En naturlig sekvens av kemiska reaktioner som kallas kolcykeln-involverar omvandling av atmosfärisk koldioxid till kolhydrater genom fotosyntes i växter, konsumtionen av dessa kolhydrater av djur och oxidation av dem genom metabolism för att producera koldioxid och andra produkter och återlämnande av koldioxid till atmosfären—är en av de viktigaste av alla biologiska processer.

kol som ett element upptäcktes av den första personen som hanterar kol från eld., Således var kol tillsammans med svavel, järn, tenn, bly, koppar, kvicksilver, silver och guld en av de små elementen som var kända i den gamla världen. Modern kolkemi härrör från utvecklingen av kol, petroleum och naturgas som bränslen och från utsugning av syntetisk organisk kemi, båda väsentligt utvecklade sedan 1800-talet.

elementärt KOL finns i flera former, som alla har sina egna fysiska egenskaper. Två av dess väldefinierade former, diamant och grafit, är kristallina i struktur, men de skiljer sig åt i fysikaliska egenskaper eftersom atomernas arrangemang i deras strukturer är olika. En tredje form, kallad fulleren, består av en mängd olika molekyler som helt består av kol., Sfäroidala, slutna burar fullerener kallas buckerminsterfullerener eller” buckyballs ” och cylindriska fullerener kallas nanotuber. En fjärde form, kallad Q-kol, är kristallin och magnetisk. Ännu en form, kallad amorft kol, har ingen kristallin struktur. Andra former—som kolsvart, kol, lampblack, kol och koks-kallas ibland amorfa, men röntgenundersökning har visat att dessa ämnen har en låg grad av kristallinitet., Diamant och grafit förekommer naturligt på jorden, och de kan också produceras syntetiskt; de är kemiskt inerta men kombinerar med syre vid höga temperaturer, precis som amorft kol gör. Fulleren upptäcktes serendipitously 1985 som en syntetisk produkt under laboratorieförsök för att simulera kemin i atmosfären av jättestjärnor. Det befanns senare förekomma naturligt i små mängder på jorden och i meteoriter. Q-kol är också syntetiskt, men forskare har spekulerat att det kan bildas inom de heta miljöerna hos vissa planetariska kärnor.,

The word carbon probably derives from the Latin carbo, meaning variously ”coal,” ”charcoal,” ”ember.,”Termen diamant, en korruption av det grekiska ordet adamas,” den oövervinnliga”, beskriver träffande beständigheten hos denna kristalliserade form av kol, precis som grafit, namnet på den andra kristallformen av kol, härledd från det grekiska verbetgrafein, ”att skriva”, återspeglar dess egendom att lämna ett mörkt märke när det gnids på en yta. Före upptäckten 1779 som grafit när den brändes i luft bildar koldioxid, grafit var förvirrad med både metall bly och en ytligt liknande substans, mineral molybdenit.,

Pure diamond är det hårdast naturligt förekommande ämnet som är känt och är en dålig ledare av el. Grafit är å andra sidan ett mjukt halt fast ämne som är en bra ledare av både värme och El. Kol som diamant är den dyraste och lysande av alla naturliga ädelstenar och det svåraste av de naturligt förekommande slipmedel. Grafit används som smörjmedel. I mikrokristallin och nästan amorf form används den som ett svart pigment, som adsorbent, som bränsle, som fyllmedel för gummi och blandas med lera som ”bly” av pennor., Eftersom det leder elektricitet men inte smälter, används grafit också för elektroder i elektriska ugnar och torra celler samt för att göra deglar där metaller smälts. Molekyler av fulleren visar löfte i en rad applikationer, inklusive Höghållfasta material, unika elektroniska och energilagringsanordningar och säker inkapsling av brandfarliga gaser, såsom väte., Q-kol, som skapas genom att snabbt kyla ett prov av elementärt kol vars temperatur har höjts till 4,000 K (3,727 °C ), är svårare än diamant, och det kan användas för att tillverka diamantstrukturer (såsom diamantfilmer och mikronål) inom sin matris. Elementärt kol är giftfritt.

var och en av de” amorfa ” formerna av KOL har sin egen karaktär och har därför sina egna speciella tillämpningar. Alla är produkter av oxidation och andra former av sönderdelning av organiska föreningar. Kol och koks används till exempel i stor utsträckning som bränslen., Kol används som absorberande och filtreringsmedel och som bränsle och användes en gång allmänt som ingrediens i krut. (Kol är elementärt kol blandat med varierande mängder kolföreningar. Koks och kol är nästan rent kol.) Förutom dess användning vid tillverkning av bläck och färger läggs kolsvart till gummit som används i däck för att förbättra dess slitkvaliteter. Bensvart eller djurkol kan adsorbera gaser och färgämnen från många andra material.,

kol, antingen elementärt eller kombinerat, bestäms vanligen kvantitativt genom omvandling till koldioxidgas, som sedan kan absorberas av andra kemikalier för att ge antingen en godtagbar produkt eller en lösning med sura egenskaper som kan titreras.