Jedan od najnevjerojatnijih elemenata koji mogu formirati ogromnu raznolikost spojeva organske i anorganske prirode je ugljik. Ovaj element je toliko neobičan po svojim svojstvima da mu je čak i Mendeljejev predvidio veliku budućnost, govoreći o značajkama koje još nisu otkrivene.
Kasnije se to praktički i potvrdilo. Postalo je poznato da je to glavni biogeni element našeg planeta, koji je dio apsolutno svih živih bića. Osim toga, može postojati u oblicima koji su radikalno različiti u svim pogledima, ali se u isto vrijeme sastoje samo od atoma ugljika.
Općenito, ova struktura ima mnogo značajki, a mi ćemo se s njima pokušati pozabaviti tijekom članka.
Ugljik: formula i položaj u sustavu elemenata
U periodnom sustavu element ugljik nalazi se u IV (prema novom modelu u 14) skupini, glavnoj podskupini. Njegov atomski broj je 6, a atomska težina 12,011. Oznaka elementa sa znakom C označava njegovo ime na latinskom - carboneum. Postoji nekoliko različitih oblika u kojima postoji ugljik. Stoga je njegova formula drugačija i ovisi o specifičnoj izmjeni.
Međutim, postoji, naravno, posebna oznaka za pisanje jednadžbi reakcija. Općenito, kada se govori o tvari u njenom čistom obliku, usvaja se molekularna formula ugljika C, bez indeksiranja.
Povijest otkrivanja elemenata
Sam po sebi, ovaj element je poznat od antike. Uostalom, jedan od najvažnijih minerala u prirodi je ugljen. Stoga za stare Grke, Rimljane i druge nacionalnosti on nije bio tajna.
Osim ove sorte, korišteni su i dijamanti i grafit. S potonjim je dugo bilo mnogo zbunjujućih situacija, jer su se često, bez analize sastava, takvi spojevi uzimali za grafit, kao što su:
- srebrno olovo;
- željezni karbid;
- molibden sulfid.
Svi su bili obojeni u crno i stoga se smatrali grafitnim. Kasnije je taj nesporazum razjašnjen i ovaj oblik ugljika postao je sam.
Od 1725. godine dijamanti su postali od velike komercijalne važnosti, a 1970. godine savladana je tehnologija umjetnog dobivanja. Od 1779. godine, zahvaljujući radu Karla Scheelea, proučavaju se kemijska svojstva koja ugljik pokazuje. To je bio početak niza važnih otkrića na području ovog elementa i postao je temelj za razjašnjavanje svih njegovih najjedinstvenijih značajki.
Izotopi ugljika i rasprostranjenost u prirodi
Unatoč činjenici da je element koji se razmatra jedan od najvažnijih biogenih, njegov ukupni sadržaj u masi zemljine kore iznosi 0,15%. To je zbog činjenice da je podvrgnut stalnoj cirkulaciji, prirodnom ciklusu u prirodi.
Općenito, postoji nekoliko mineralnih spojeva koji sadrže ugljik. To su takve prirodne pasmine kao što su:
- dolomiti i vapnenci;
- antracit;
- nafta iz škriljaca;
- prirodni gas;
- ugljen;
- ulje;
- mrki ugljen;
- treset;
- bitumen.
Osim toga, ne treba zaboraviti na živa bića, koja su samo skladište ugljikovih spojeva. Uostalom, oni su formirali proteine, masti, ugljikohidrate, nukleinske kiseline, što znači najvitalnije strukturne molekule. Općenito, u pretvorbi suhe tjelesne težine od 70 kg, 15 otpada na čisti element. I tako je sa svakom osobom, da ne spominjemo životinje, biljke i druga stvorenja.
Ako uzmemo u obzir i vodu, odnosno hidrosferu u cjelini i atmosferu, onda postoji smjesa ugljik-kisik izražena formulom CO 2 . Dioksid ili ugljični dioksid jedan je od glavnih plinova koji čine zrak. Upravo u tom obliku maseni udio ugljika iznosi 0,046%. Još više ugljičnog dioksida otopljeno je u vodama oceana.
Atomska masa ugljika kao elementa je 12,011. Poznato je da se ta vrijednost izračunava kao aritmetički prosjek između atomskih težina svih izotopskih vrsta koje postoje u prirodi, uzimajući u obzir njihovu zastupljenost (u postocima). To vrijedi i za predmetnu tvar. Postoje tri glavna izotopa u kojima se nalazi ugljik. Ovo je:
- 12 C - njegov maseni udio u velikoj većini je 98,93%;
- 13C - 1,07%;
- 14 C - radioaktivan, poluživot 5700 godina, stabilan beta emiter.
U praksi određivanja geokronološke starosti uzoraka široko se koristi radioaktivni izotop 14 C, što je pokazatelj zbog dugog razdoblja raspadanja.
Alotropske modifikacije elementa
Ugljik je element koji postoji kao jednostavna tvar u nekoliko oblika. To jest, sposoban je formirati najveći broj alotropskih modifikacija poznatih danas.
1. Kristalne varijacije - postoje u obliku jakih struktura s pravilnim rešetkama atomskog tipa. Ova skupina uključuje sorte kao što su:
- dijamant;
- fulereni;
- grafiti;
- karabini;
- lonsdaleovci;
- i cijevi.
Svi se razlikuju po rešetkama, u čijim se čvorovima nalazi atom ugljika. Otuda potpuno jedinstvena, a ne slična svojstva, fizička i kemijska.
2. Amorfni oblici – tvore ih atom ugljika, koji je dio nekih prirodnih spojeva. To jest, to nisu čiste sorte, već s nečistoćama drugih elemenata u malim količinama. Ova grupa uključuje:
- Aktivni ugljik;
- kamen i drvo;
- čađa;
- ugljična nanopjena;
- antracit;
- stakleni ugljik;
- tehnička vrsta tvari.
Također su ujedinjeni strukturnim značajkama kristalne rešetke, koje objašnjavaju i manifestiraju svojstva.
3. Spojevi ugljika u obliku klastera. Takva struktura, u kojoj su atomi zatvoreni u posebnu šupljinu konformacije iznutra, ispunjeni vodom ili jezgrama drugih elemenata. primjeri:
- ugljični nanokonusi;
- astralene;
- dikarbona.
Fizička svojstva amorfnog ugljika
Zbog velikog broja alotropskih modifikacija, teško je identificirati bilo koja uobičajena fizička svojstva za ugljik. Lakše je govoriti o određenom obliku. Na primjer, amorfni ugljik ima sljedeće karakteristike.
- U srcu svih oblika su sitnozrnate vrste grafita.
- Visok toplinski kapacitet.
- Dobra vodljiva svojstva.
- Gustoća ugljika je oko 2 g/cm 3 .
- Pri zagrijavanju iznad 1600 0 C dolazi do prijelaza u grafitne oblike.
Sorte čađe i kamena naširoko se koriste u inženjerske svrhe. Oni nisu manifestacija modifikacije ugljika u svom čistom obliku, već ga sadrže u vrlo velikim količinama.
Kristalni ugljik
Postoji nekoliko opcija u kojima je ugljik tvar koja tvori pravilne kristale raznih vrsta, gdje su atomi povezani u seriju. Kao rezultat, formiraju se sljedeće modifikacije.
- - kubni, u kojem su spojena četiri tetraedra. Kao rezultat toga, sve kovalentne kemijske veze svakog atoma su maksimalno zasićene i jake. To objašnjava fizikalna svojstva: gustoća ugljika je 3300 kg/m 3 . Visoka tvrdoća, mali toplinski kapacitet, nedostatak električne vodljivosti - sve je to rezultat strukture kristalne rešetke. Postoje tehnički dobiveni dijamanti. Nastaju tijekom prijelaza grafita u sljedeću modifikaciju pod utjecajem visoke temperature i određenog tlaka. Općenito, visoka je kao i čvrstoća - oko 3500 0 S.
- Grafit. Atomi su raspoređeni slično strukturi prethodne tvari, međutim, samo su tri veze zasićene, a četvrta postaje duža i manje jaka, povezuje "slojeve" šesterokutnih prstenova rešetke. Kao rezultat toga, ispada da je grafit mekana, masna crna tvar na dodir. Ima dobru električnu vodljivost i visoku točku taljenja - 3525 0 C. Sposoban je za sublimaciju - sublimaciju iz čvrstog u plinovito stanje, zaobilazeći tekuće stanje (na temperaturi od 3700 0 C). Gustoća ugljika je 2,26 g/cm3, što je mnogo niže od gustoće dijamanta. To objašnjava njihova različita svojstva. Zbog slojevite strukture kristalne rešetke moguće je koristiti grafit za izradu olovke. Prilikom prenošenja preko papira, ljuskice se ljušte i ostavljaju crni trag na papiru.
- Fullereni. Otvoreni su tek 80-ih godina prošlog stoljeća. To su modifikacije u kojima su ugljici međusobno povezani u posebnu konveksnu zatvorenu strukturu s prazninom u središtu. I oblik kristala - poliedar, ispravna organizacija. Broj atoma je paran. Najpoznatiji oblik fulerena C 60 . Tijekom istraživanja pronađeni su uzorci slične tvari:
- meteoriti;
- donji sedimenti;
- folguriti;
- šungiti;
- vanjski prostor, gdje su bili sadržani u obliku plinova.
Sve vrste kristalnog ugljika od velike su praktične važnosti, jer imaju niz tehnički korisnih svojstava.
Kemijska aktivnost
Molekularni ugljik pokazuje nisku reaktivnost zbog svoje stabilne konfiguracije. Može se natjerati da uđe u reakcije samo dodavanjem dodatne energije atomu i prisiljavanjem elektrona vanjske razine da ispare. U ovom trenutku valencija postaje 4. Prema tome, u spojevima ima oksidacijsko stanje od + 2, + 4, - 4.
Gotovo sve reakcije s jednostavnim tvarima, i metalima i nemetalima, odvijaju se pod utjecajem visokih temperatura. Dotični element može biti i oksidacijski i redukcijski agens. No, potonja svojstva u njemu posebno dolaze do izražaja, te se na tome temelji njegova primjena u metalurškoj i drugim industrijama.
Općenito, sposobnost ulaska u kemijsku interakciju ovisi o tri čimbenika:
- disperzija ugljika;
- alotropska modifikacija;
- temperaturu reakcije.
Dakle, u nekim slučajevima dolazi do interakcije sa sljedećim tvarima:
- nemetali (vodik, kisik);
- metali (aluminij, željezo, kalcij i drugi);
- metalni oksidi i njihove soli.
Ne reagira s kiselinama i lužinama, vrlo rijetko s halogenima. Najvažnije od svojstava ugljika je sposobnost međusobnog stvaranja dugih lanaca. Mogu se zatvoriti u ciklusu, formirati grane. Tako nastaje stvaranje organskih spojeva, kojih se danas broji u milijunima. Osnova ovih spojeva su dva elementa - ugljik, vodik. U sastav mogu biti uključeni i drugi atomi: kisik, dušik, sumpor, halogeni, fosfor, metali i drugi.
Osnovni spojevi i njihove karakteristike
Postoji mnogo različitih spojeva koji sadrže ugljik. Formula najpoznatijeg od njih je CO 2 - ugljični dioksid. No, osim ovog oksida, postoji i CO - monoksid ili ugljični monoksid, kao i suboksid C 3 O 2.
Među solima koje sadrže ovaj element, najčešći su kalcijevi i magnezijevi karbonati. Dakle, kalcijev karbonat ima nekoliko sinonima u nazivu, budući da se u prirodi pojavljuje u obliku:
- kreda;
- mramor;
- vapnenac;
- dolomit.
Važnost karbonata zemnoalkalijskih metala očituje se u činjenici da su aktivni sudionici u procesima nastanka stalaktita i stalagmita, kao i podzemnih voda.
Ugljična kiselina je još jedan spoj koji tvori ugljik. Njegova formula je H2CO3. Međutim, u svom uobičajenom obliku, izrazito je nestabilan i odmah se razgrađuje na ugljični dioksid i vodu u otopini. Stoga su poznate samo njegove soli, a ne ona sama, kao otopina.
Ugljični halogenidi - dobivaju se uglavnom neizravno, budući da se izravna sinteza događa samo pri vrlo visokim temperaturama i s niskim prinosom proizvoda. Jedan od najčešćih - CCL 4 - ugljični tetraklorid. Toksičan spoj koji može uzrokovati trovanje ako se udiše. Dobiven radikalnim fotokemijskim supstitucijskim reakcijama u metanu.
Metalni karbidi su ugljikovi spojevi u kojima pokazuje oksidacijsko stanje 4. Moguća su i povezanost s borom i silicijem. Glavno svojstvo karbida nekih metala (aluminij, volfram, titan, niobij, tantal, hafnij) je visoka čvrstoća i izvrsna električna vodljivost. Borov karbid B 4 C jedna je od najtvrđih tvari nakon dijamanta (9,5 prema Mohsu). Ovi spojevi se koriste u strojarstvu, kao i u kemijskoj industriji, kao izvori za proizvodnju ugljikovodika (kalcijev karbid s vodom dovodi do stvaranja acetilena i kalcijevog hidroksida).
Mnoge metalne legure izrađene su od ugljika, čime se značajno povećava njihova kvaliteta i tehničke karakteristike (čelik je legura željeza i ugljika).
Posebnu pozornost zaslužuju brojni organski spojevi ugljika, u kojima je ugljik temeljni element sposoban kombinirati se s istim atomima u duge lance različitih struktura. To uključuje:
- alkani;
- alkeni;
- arene;
- proteini;
- ugljikohidrati;
- nukleinske kiseline;
- alkoholi;
- karboksilne kiseline i mnoge druge klase tvari.
Primjena ugljika
Važnost spojeva ugljika i njegovih alotropnih modifikacija u ljudskom životu vrlo je velika. Možete navesti neke od najglobalnijih industrija kako biste jasno pokazali da je to istina.
- Ovaj element tvori sve vrste organskog goriva iz kojeg osoba dobiva energiju.
- Metalurška industrija koristi ugljik kao najjače redukcijsko sredstvo za dobivanje metala iz njihovih spojeva. Karbonati se također naširoko koriste ovdje.
- Graditeljstvo i kemijska industrija troše ogromnu količinu ugljikovih spojeva za sintezu novih tvari i dobivanje potrebnih proizvoda.
Također možete imenovati takve sektore gospodarstva kao:
- nuklearna industrija;
- posao s nakitom;
- tehnička oprema (maziva, lonci otporni na toplinu, olovke itd.);
- određivanje geološke starosti stijena - radioaktivni tragač 14 C;
- ugljik je izvrstan adsorbens, što ga čini mogućim za proizvodnju filtara.
Ciklus u prirodi
Masa ugljika koja se nalazi u prirodi uključena je u stalni ciklus koji svake sekunde kruži oko svijeta. Dakle, atmosferski izvor ugljika – CO 2 – apsorbiraju biljke i ispuštaju ga sva živa bića u procesu disanja. Jednom u atmosferi, ponovno se apsorbira i tako se ciklus ne zaustavlja. Istodobno, odumiranje organskih ostataka dovodi do oslobađanja ugljika i njegovog nakupljanja u zemlji, odakle ga opet apsorbiraju živi organizmi i ispuštaju u atmosferu u obliku plina.
organski ugljik
(a. organski ugljik; n. organischer Kohlenstoff; f. organski karbonat; i. carbono organico) - koji je dio organskog. tvari atmosfere, hidrosfere i roga. pasmine. Ima biogenu prirodu. Macca Corg u zemljinoj kori doseže 7 * 10 15 tona, uklj. u sedimentnim stijenama - 5 * 10 15 t. i kulometrijski (automatski analizatori) metode. Tijekom katatageneze smanjuje se sadržaj Corg u stijenama (za 30-40% do kraja apokatageneze), a smanjuje se njegov udio u organskoj tvari. povećava se tvar (sa 70% u fazi protokatatageneze na 80% u mezokatagenezi i 90% u apokatagenezi). U grafitu i grafitiziranom organskom. tvari, doseže 99%. Unutar jedne faze katageneze, sadržaj C u sastavu organskih. tvari i vrijednost parametra H/C at služe kao pokazatelji vrste organskih. tvari, u istoj vrsti organskih. tvar - stupanj njezine zrelosti. Količina Corg je važan pokazatelj potencijala izvora nafte i plina u stijenama. Kao dio koncentriranog organskog in-va O. y, sadržan u količini od 85-87% (u uljima), 58-90% (u ugljenu). Broj O. y. u ugljenu je jedan od pokazatelja stupnja njihova metamorfizma. E. C. Larskaya.
Planinska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. Uredio E. A. Kozlovsky. 1984-1991 .
Pogledajte što je "Organski ugljik" u drugim rječnicima:
organski ugljik- Ugljik, koji je dio organskih spojeva Izvor: GOST 23740 79: Tla. Laboratorijske metode za određivanje sadržaja organskih tvari ...
organski ugljik- — EN organski ugljik Ugljik koji dolazi iz životinje ili biljke. (Izvor: PZZ) Teme zaštita okoliša EN organski… … Priručnik tehničkog prevoditelja
otopljeni organski ugljik- 3,4 otopljeni organski ugljik; DOC: Ugljik prisutan u vodi u obliku organskih spojeva koji nakon filtriranja prolazi kroz membranski filter od 0,45 µm. Izvor: GOST R 52991 2008: Voda. Metode za određivanje ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
ukupni organski ugljik- 3,3 ukupni organski ugljik; TOC: Ugljik prisutan u vodi u obliku organskih spojeva u otopljenom i neotopljenom stanju. Izvor: GOST R 52991 2008: Voda. Metode za određivanje sadržaja ukupnih i otopljenih organskih ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
ukupni organski ugljik, TOC- 3.3 ukupni organski ugljik TOC ugljik prisutan u vodi u obliku organskih spojeva u otopljenom i netopivom stanju. Izvor: GOST 31958 2012: Voda. Metode određivanja sadržaja općih i ... ... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije
otopljeni organski ugljik (DOC)- 3.11 otopljeni organski ugljik (DOC) ugljik prisutan u vodi u obliku organskih spojeva koji prolaze kroz membranski filter od 0,45 µm kada se filtrira.
Scott Steggenborg, Državno sveučilište Kansas, SAD
Ugljik je glavni strukturni element svih živih bića. Ugljik je prisutan u atmosferi, biljnim i životinjskim tkivima, neživoj organskoj tvari, fosilnim gorivima, stijenama, a otopljen je u oceanskim vodama. U rastu biljaka, pa i u našim životima, njegova prisutnost nije posljednja. Sve počinje od korijena, a ako raste u tlu s nedostatkom ugljika, onda se situacija mora posebno kontrolirati, inače... Sve utječe na količinu ugljika u tlu, pa i obrada tla.
Organski ugljik tla
Prijelaz molekula ugljika iz jednog oblika u drugi poznat je kao ciklus ugljika (slika 1). Biljke dobivaju ugljik iz atmosfere, koji je uključen u proces fotosinteze. Koristeći energiju sunca i ugljični dioksid (CO2) iz atmosfere, biljke pretvaraju CO2 u organski ugljik, koji potiče rast stabljika, lišća i korijena. Rezultat životnog ciklusa i odumiranja biljaka je nakupljanje i razgradnja biljnog tkiva kako na površini tla tako i ispod njega (korijenje biljaka) te proizvodnja značajne količine organskog ugljika u tlu.
Tla se razlikuju po količini organskog ugljika u tlu u njima, raspon varijacija je od manje od 1% u pjeskovitim tlima do više od 20% u preplavljenim tlima. Prirodna razina organskog ugljika u tlu u tlu Kansasa varira između 1-4%. Danas većina obrađenih površina u Kansasu ima razine organskog ugljika od 0,5-2%.
Slika 1. Suvremeni ciklus ugljika. Sve brojke su izražene u gigatonima i gigatonima godišnje.
U Kansasu su stepske trave pridonijele stvaranju debelog plodnog sloja tla. Korijeni ovih i drugih vrsta žitarica su vlaknasti. Mogu prodrijeti u velike dubine, proizvodeći velik dio svoje biomase pod zemljom. Posljedično, visoke razine organskog ugljika u tlima pod prirodnim travnjacima javljaju se na dubinama do nekoliko centimetara. Crna boja povezana s plodnošću tla pokazatelj je sadržaja organskog ugljika. Kako se sadržaj organskog ugljika smanjuje, boja tla postaje svjetlija i odražava njegov mineralni sastav. Dakle, crvena boja tla u jugoistočnom Kansasu i sjeveroistočnoj Oklahomi pokazatelj je veće koncentracije željeza i nižeg sadržaja ugljika u tlu. Tla koja nastaju ispod šuma obično imaju visoke razine organskog ugljika u tlu u gornjem sloju, ali niže razine u dubljim slojevima. Ova razlika je prvenstveno posljedica nakupljanja otpalog lišća, kao i grana grmlja i drveća na površini tla.
atmosferski ugljik
Koristeći podatke iz studije ledene jezgre, kao i podatke prikupljene dugotrajnim praćenjem razine CO2 u atmosferi, znanstvenici su otkrili značajne fluktuacije razine CO2 u atmosferi tijekom 200.000 godina. U posljednjih 1000 godina sadržaj CO2 u atmosferi značajno se povećao (slika 2). Danas (2000.) razina CO2 iznosi približno 369 mg/l, a ta je brojka viša nego bilo kada u prošlom tisućljeću. Što je najvažnije, takve su stope rasta bez presedana toliko velike da im se ekosustav možda neće moći prilagoditi. Ovaj porast CO2 posljedica je povećane upotrebe fosilnih goriva, čišćenja zemljišta i promjena u korištenju zemljišta u cijelom svijetu. Najznačajniji čimbenik koji uzrokuje povećanje sadržaja CO2 u atmosferi je korištenje fosilnih goriva. Trenutnim tempom ovog procesa, u iznosu od 1 bilijun. kg, rezerve fosilnih goriva će biti iscrpljene u sljedećih 300-400 godina. Kako se upotreba fosilnih goriva povećava, ugljik koji je bio izvan cirkulacije milijunima godina ispušta se izravno u atmosferu. S vremenom će se atmosferski ugljik ponovno pretvoriti u organski ugljik ili će završiti u oceanu – i doći će do nove ravnoteže, ali taj proces može potrajati tisućama godina. U bliskoj budućnosti "novi" ugljik će ostati u atmosferi u obliku CO2. Na temelju sadašnjih atmosferskih modela može se zaključiti da će puna upotreba fosilnih goriva dovesti do povećanja koncentracije atmosferskog CO2 do vršne vrijednosti od oko 1200 mg/l. Neki znanstvenici vjeruju da će te koncentracije biti još veće. Ovaj porast razine CO2 naveo je mnoge znanstvenike da nagađaju da će prosječne globalne temperature početi rasti. U popularnom tisku taj se proces naziva globalnim zatopljenjem. Takozvani staklenički plinovi – CO2, metan (CH4) i dušikov oksid (N 2 O), koji se nalaze u atmosferi, pridonose zadržavanju topline koja se u pravilu odbija od zemljine površine. Pri višim koncentracijama tih plinova, toplina se možda neće oslobađati, što rezultira višim globalnim temperaturama. Trenutačno promjene globalnih temperatura nisu značajne i ne postoje određeni trendovi za to, ali promjene u razini sadržaja CO2 u potpunosti su dokumentirane i prepoznate od strane većine znanstvenika.
Što se može učiniti da se uspori porast CO2? Ako razmišljamo o tome odakle CO2 dolazi i kamo ide dalje, najočitije rješenje je smanjiti njegovu opskrbu smanjenjem korištenja fosilnih goriva. To će smanjiti ispuštanje CO2 u atmosferu. S vremenom će biti potrebni učinkovitiji i čišći izvori energije, ali trenutna ekonomija fosilnih goriva ograničava prihvaćanje i razvoj alternativnih izvora. U budućnosti, kada budemo razvijali alternativne energetske tehnologije, masovna upotreba ponora ugljika mogla bi pomoći stabilizirati razinu CO2 u atmosferi. Opis svjetskih bazena ugljika (Slika 1) pokazuje da su bazeni ugljika u dubokom oceanu glavni bazen, ali promjene mogu potrajati milijunima godina. Osim toga, naša sposobnost upravljanja ovom rezervom je ograničena. Sljedeća najveća rezerva je organski ugljik u tlu. Količina organskog ugljika u tlu dvostruko je veća od količine ugljika sadržanog u biljnoj biomasi (biljke, drveće, usjevi, trava itd.). Jedan od načina stabilizacije atmosferskog ugljika bio bi uvođenje tehnologija diljem svijeta koje povećavaju ugljik u tlu. Koliko se ugljika može zadržati u tlu Kansasa? Pitanje je jednostavno, ali jednostavnog odgovora na njega nema. Potencijal skladištenja za ovu vrstu tla ovisi o trenutnoj razini ugljika u tlu, koncentraciji CO2 u atmosferi i primijenjenim poljoprivrednim praksama. U mnogim tlima u Kansasu, značajan gubitak gornjeg sloja tla zbog erozije i ekstenzivne obrade rezultirao je više nego udvostručenim razinama ugljika u odnosu na početnu razinu. Pravilnim upravljanjem može se povećati sadržaj organskog ugljika u mnogim tlima. Gubici ugljika u tlu koji su se dogodili u prvoj polovici 20. stoljeća djelomično su nadoknađeni u drugoj polovici poboljšanjem tehnologija očuvanja i intenziviranjem sustava uzgoja (Slika 3.). Pravilna gnojidba i uzgoj poboljšanih hibrida i sorti također su imali ulogu u akumulaciji organskog ugljika u tlu. Veći prinosi i intenzitet uzgoja povećavaju količinu biomase koja ulazi u tlo, osiguravajući više materijala koji se može pretvoriti u ugljik u tlu. Na sl. 3 prikazuje projekcije razine ugljika u tlu prema razini bez obrade za 1990. godinu. Tla koja se ne obrađuju i koja koriste sustave intenzivirane obrade mogu povećati ugljik u tlu za 1% godišnje. Trenutačno se 10% poljoprivrednog zemljišta u Kansasu obrađuje bez obrade (ukupna površina od 8,2 milijuna hektara), a ta bi područja trebala izdvojiti dodatnih 19.000 tona ugljika godišnje. Uz povećanu upotrebu tehnologije no-till i korištenje intenziviranih sustava usjeva, ugljik bi se sekvestrirao u velikim količinama. U svijetu ne postoji potencijal za korištenje tla kao ponora ugljika, ova opcija ostaje kratkoročno rješenje. Tijekom nekog vremena, možda 30-50 godina, doći će do nove razine ravnoteže CO2 u tlu na kojoj će biti teško postići daljnje skladištenje ugljika. Dugoročno rješenje za stabilizaciju razine CO2 u atmosferi moglo bi biti smanjenje naše ovisnosti o fosilnim gorivima za energiju.
Sekvestracija ugljika: 9 najčešće postavljanih pitanja
1. Što se podrazumijeva pod sekvestracijom ugljika?
Sekvestracija ugljika je općenito proces pretvaranja ugljika u zraku (ugljični dioksid ili TO2) u ugljik u tlu. Ugljični dioksid preuzimaju biljke tijekom fotosinteze, a također ga preuzimaju i žive biljke. Kada biljka umre, ugljik u lišću, stabljici i korijenu ulazi u tlo i postaje organska tvar tla.
2. Kako sekvestracija ugljika može pomoći u borbi protiv globalnog zagrijavanja?
Atmosferski ugljični dioksid i drugi staklenički plinovi zadržavaju toplinu koja izlazi s površine zemlje. Ova akumulacija topline može dovesti do globalnog zatopljenja. Sekvestracijom ugljika smanjuje se razina atmosferskog ugljičnog dioksida i povećava razina organske tvari u tlu. Ako se ne dira, organski ugljik u tlu može ostati u tlu dugi niz godina kao stabilna organska tvar. Taj se ugljik kasnije izdvaja ili premješta u skladište kako bi postao dostupan za recikliranje u atmosferu. Ovaj proces smanjuje razinu CO2, kao i mogućnost globalnog zatopljenja.
3. Kakav utjecaj sekvestracija ugljika može imati na stakleničke plinove?
Utvrđeno je da je moguće smanjiti emisije CO2 za 20% ili više putem sekvestracije ugljika u poljoprivrednom tlu.
4. Što poljoprivrednici mogu učiniti kako bi poboljšali sekvestraciju ugljika?
Postoji nekoliko načina da se to postigne:
- no-till ili minimalna obrada tla;
- intenzivno povećanje plodoreda i isključenje ljetne ugare;
— tampon zone;
— mjere za zaštitu prirode koje će pomoći u smanjenju erozije;
- korištenje usjeva koji daju mnogo ostataka (kukuruz, sirak, kao i pšenica);
— korištenje pokrovnih usjeva;
- odabir vrsta i hibrida koji pohranjuju više ugljika.
5. Što poljoprivrednici mogu učiniti kako bi poboljšali sekvestraciju ugljika?
Poljoprivrednici mogu povećati sekvestraciju ugljika:
- poboljšanje kvalitete krme;
- održavanje dovoljne količine žetvenih ostataka;
— smanjenje prekomjerne ispaše.
6. Hoće li poljoprivredni radnici biti nagrađeni za sekvestraciju ugljika?
Možda postoji komercijalni sustav za davanje kredita poljoprivrednicima koji povećavaju sekvestraciju ugljika. Također je moguće da će vlada primijeniti neke poticaje na proizvođače kako bi potaknula sekvestraciju ugljika. Ali čak i da nije bilo plaćanja, poljoprivrednici bi vidjeli pozitivan učinak od uvođenja metoda za povećanje organske tvari u tlu:
– poboljšanje strukture i kvalitete tla;
- povećanje plodnosti tla povećanjem organske tvari;
— smanjenje erozije zbog poboljšane strukture tla;
— poboljšanje kvalitete vode zbog smanjene erozije.
7. Što je organska tvar tla, odakle dolazi i kamo odlazi?
Organska tvar tla sastoji se od raspadnutih biljaka i životinjskog otpada. Oni omogućuju spajanje mineralnih čestica tla u grudice, koje se nazivaju agregati tla. Povećanje razine organske tvari u tlu dovodi do stabilnijih agregata tla, otpornije na eroziju vjetrom, bolje infiltracije i aeracije, manje zbijenosti i veće plodnosti. Organska tvar pomaže da se hranjive tvari iz tla drže zajedno tako da se ne ispiru ili izlužuju. Ako se ne dira, organska tvar tla može se pretvoriti u humus, vrlo stabilan oblik organske tvari. Međutim, ako se tlo obrađuje, organska tvar tla će se oksidirati i ugljik će se otopiti u atmosferi kao CO2. Ako je tlo erodirano, organska tvar tla će biti isprana vodom.
8. Što utječe na razinu organske tvari u tlu?
Prirodne razine organske tvari u tlu za bilo koje mjesto u većini su slučajeva određene zemljopisnom širinom, kao i godišnjom količinom oborina. Prirodne razine organske tvari u tlu će se povećavati kako se krećete od ekvatora prema sjeveru prema jugu. Na Velikim ravnicama razina organske tvari raste od zapada prema istoku, uzimajući u obzir količinu oborina. Upravljanje može promijeniti razine organske tvari u tlu. Općenito, s povećanjem intenziteta usjeva povećava se razina organske tvari u tlu. Povećanjem učestalosti mehaničke obrade tla smanjuje se razina organske tvari u tlu. Uzgajivačima iz Kansasa, korištenje tehnologije no-till i eliminacija pare nudili su najveći potencijal za postizanje ovog cilja.
9. Što Kansas čini kako bi povećao sekvestraciju ugljika?
Znanstvenici iz države Kansas rade na razvoju boljih praksi upravljanja koje će povećati sekvestraciju ugljika. Istraživanja se provode kako bi se testirali rezultati mehaničke obrade tla, raznih plodoreda, prakse očuvanja tla i prakse upravljanja ugljikom u tlu.
Fizička svojstva: ugljik tvori mnoge alotropske modifikacije: dijamant jedna od najtvrđih tvari grafit, ugljen, čađa.
Ugljikov atom ima 6 elektrona: 1s 2 2s 2 2p 2 . Posljednja dva elektrona nalaze se u zasebnim p-orbitalama i nisu upareni. U principu bi ovaj par mogao zauzeti jednu orbitalu, ali u tom slučaju međuelektronsko odbijanje jako raste. Zbog toga jedan od njih uzima 2p x, a drugi ili 2p y , ili 2p z-orbitale.
Razlika između energija s- i p-podrazine vanjskog sloja je mala, stoga atom vrlo lako prelazi u pobuđeno stanje, u kojem jedan od dva elektrona s 2s-orbitale prelazi u slobodno 2r. Nastaje valentno stanje koje ima konfiguraciju 1s 2 2s 1 2p x 1 2p y 1 2p z 1 . Upravo je ovo stanje atoma ugljika karakteristično za dijamantnu rešetku - tetraedarski prostorni raspored hibridnih orbitala, iste duljine i energije veza.
Poznato je da se ovaj fenomen zove sp 3 -hibridizacija, a rezultirajuće funkcije su sp 3 -hibridne . Formiranje četiri sp 3 veze osigurava atomu ugljika stabilnije stanje od tri rr- i jedna s-s-veza. Osim sp 3 hibridizacije, sp 2 i sp hibridizacije također se opažaju na atomu ugljika . U prvom slučaju dolazi do međusobnog preklapanja s- i dvije p-orbitale. Formiraju se tri ekvivalentne sp 2 - hibridne orbitale, smještene u istoj ravnini pod kutom od 120 ° jedna prema drugoj. Treća orbitala p je nepromijenjena i usmjerena okomito na ravninu sp2.
U sp hibridizaciji, s i p orbitale se preklapaju. Kut od 180° nastaje između dvije formirane ekvivalentne hibridne orbitale, dok dvije p-orbitale svakog od atoma ostaju nepromijenjene.
Alotropija ugljika. dijamant i grafit
U kristalu grafita atomi ugljika nalaze se u paralelnim ravninama, zauzimajući vrhove pravilnih šesterokuta u njima. Svaki od ugljikovih atoma vezan je na tri susjedne sp 2 hibridne veze. Između paralelnih ravnina, veza se provodi zbog van der Waalsovih sila. Slobodne p-orbitale svakog od atoma usmjerene su okomito na ravnine kovalentnih veza. Njihovo preklapanje objašnjava dodatnu π-vezu između ugljikovih atoma. Dakle od o valentnom stanju u kojem su atomi ugljika u tvari ovise svojstva ove tvari.
Kemijska svojstva ugljika
Najkarakterističnija oksidacijska stanja: +4, +2.
Pri niskim temperaturama ugljik je inertan, ali kada se zagrije, njegova aktivnost se povećava.
Ugljik kao redukcijski agens:
- s kisikom
C 0 + O 2 - t ° \u003d CO 2 ugljični dioksid
s nedostatkom kisika - nepotpuno izgaranje:
2C 0 + O 2 - t° = 2C +2 O ugljični monoksid
- s fluorom
C + 2F 2 = CF 4
- parom
C 0 + H 2 O - 1200 ° \u003d C + 2 O + H 2 vodeni plin
— s metalnim oksidima. Na taj se način metal topi iz rude.
C 0 + 2CuO - t ° \u003d 2Cu + C +4 O 2
- s kiselinama - oksidansi:
C 0 + 2H 2 SO 4 (konc.) \u003d C +4 O 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
S 0 + 4HNO 3 (konc.) = S +4 O 2 + 4NO 2 + 2H 2 O
- tvori ugljični disulfid sa sumporom:
C + 2S 2 \u003d CS 2.
Ugljik kao oksidacijsko sredstvo:
- tvori karbide s nekim metalima
4Al + 3C 0 \u003d Al 4 C 3
Ca + 2C 0 \u003d CaC 2 -4
- s vodikom - metanom (kao i velikom količinom organskih spojeva)
C 0 + 2H 2 \u003d CH 4
- sa silicijumom tvori karborund (na 2000 °C u električnoj peći):
Pronalaženje ugljika u prirodi
Slobodni ugljik se javlja kao dijamant i grafit. U obliku spojeva ugljik se nalazi u mineralima: kreda, mramor, vapnenac - CaCO 3, dolomit - MgCO 3 *CaCO 3; bikarbonati - Mg (HCO 3) 2 i Ca (HCO 3) 2, CO 2 je dio zraka; ugljik je glavna komponenta prirodnih organskih spojeva - plina, nafte, ugljena, treseta, dio je organskih tvari, proteina, masti, ugljikohidrata, aminokiselina koje su dio živih organizama.
Anorganski spojevi ugljika
Ni C 4+ ni C 4- ioni ne nastaju ni u jednom konvencionalnom kemijskom procesu: u ugljikovim spojevima postoje kovalentne veze različitog polariteta.
ugljični monoksid (II) TAKO
Ugljični monoksid; bezbojan, bez mirisa, slabo topiv u vodi, topiv u organskim otapalima, otrovan, bp = -192°C; t sq = -205°C.
Priznanica
1) U industriji (u plinskim generatorima):
C + O 2 = CO 2
2) U laboratoriju - termička razgradnja mravlje ili oksalne kiseline u prisutnosti H 2 SO 4 (konc.):
HCOOH = H2O + CO
H 2 C 2 O 4 \u003d CO + CO 2 + H 2 O
Kemijska svojstva
U normalnim uvjetima, CO je inertan; kada se zagrijava - redukcijsko sredstvo; oksid koji ne stvara sol.
1) s kisikom
2C +2 O + O 2 \u003d 2C +4 O 2
2) s metalnim oksidima
C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2
3) s klorom (na svjetlu)
CO + Cl 2 - hn \u003d COCl 2 (fozgen)
4) reagira s topljenim alkalijama (pod pritiskom)
CO + NaOH = HCOONa (natrijev format)
5) tvori karbonile s prijelaznim metalima
Ni + 4CO - t° = Ni(CO) 4
Fe + 5CO - t° = Fe(CO) 5
Ugljični monoksid (IV) CO2
Ugljični dioksid, bezbojan, bez mirisa, topljivost u vodi - 0,9V CO 2 otapa se u 1V H 2 O (u normalnim uvjetima); teži od zraka; t°pl.= -78,5°C (kruti CO 2 se naziva "suhi led"); ne podržava izgaranje.
Priznanica
- Termička razgradnja soli ugljične kiseline (karbonata). Pečenje vapnenca:
CaCO 3 - t ° \u003d CaO + CO 2
- Djelovanje jakih kiselina na karbonate i bikarbonate:
CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2
NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2
KemijskiSvojstvaCO2
Kiseli oksid: reagira s bazičnim oksidima i bazama da nastane soli ugljične kiseline
Na 2 O + CO 2 \u003d Na 2 CO 3
2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
NaOH + CO 2 \u003d NaHCO 3
Može pokazati oksidirajuća svojstva na povišenim temperaturama
C +4 O 2 + 2Mg - t ° \u003d 2Mg +2 O + C 0
Kvalitativna reakcija
Zamućenost vapnene vode:
Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 ¯ (bijeli talog) + H 2 O
Nestaje kada se CO 2 dulje vrijeme propušta kroz vapnenu vodu, jer. netopljivi kalcijev karbonat se pretvara u topljivi bikarbonat:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2
ugljična kiselina i njezinasol
H2CO3 — Slaba kiselina, postoji samo u vodenoj otopini:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3
Dvostruka baza:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 - soli kiselina - bikarbonati, bikarbonati
HCO 3 - ↔ H + + CO 3 2- Srednje soli - karbonati
Sva svojstva kiselina su karakteristična.
Karbonati i bikarbonati se mogu pretvoriti jedan u drugi:
2NaHCO 3 - t ° \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d 2NaHCO 3
Metalni karbonati (osim alkalnih metala) se dekarboksiliraju kada se zagrijavaju u oksid:
CuCO 3 - t ° \u003d CuO + CO 2
Kvalitativna reakcija- "kuhanje" pod djelovanjem jake kiseline:
Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
CO 3 2- + 2H + = H 2 O + CO 2
Karbidi
kalcijev karbid:
CaO + 3 C = CaC 2 + CO
CaC 2 + 2 H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2.
Acetilen se oslobađa kada karbidi cinka, kadmija, lantana i cerija reagiraju s vodom:
2 LaC 2 + 6 H 2 O \u003d 2La (OH) 3 + 2 C 2 H 2 + H 2.
Be 2 C i Al 4 C 3 se razlažu vodom u metan:
Al 4 C 3 + 12 H 2 O \u003d 4 Al (OH) 3 = 3 CH 4.
U tehnici se koriste titani karbidi TiC, volfram W 2 C (tvrde legure), silicij SiC (karbound - kao abraziv i materijal za grijače).
cijanidi
dobiveno zagrijavanjem sode u atmosferi amonijaka i ugljičnog monoksida:
Na 2 CO 3 + 2 NH 3 + 3 CO \u003d 2 NaCN + 2 H 2 O + H 2 + 2 CO 2
Cijanovodična kiselina HCN je važan proizvod kemijske industrije koji se široko koristi u organskoj sintezi. Njegova svjetska proizvodnja doseže 200 tisuća tona godišnje. Elektronička struktura cijanidnog aniona slična je ugljičnom monoksidu (II), takve se čestice nazivaju izoelektronskim:
C = O:[:C = N:]-
U iskopavanju zlata koriste se cijanidi (0,1-0,2% vodena otopina):
2 Au + 4 KCN + H 2 O + 0,5 O 2 \u003d 2 K + 2 KOH.
Kada se otopine cijanida kuhaju sa sumporom ili kada se stapaju krute tvari, tiocijanati:
KCN + S = KSCN.
Kada se zagrijavaju cijanidi niskoaktivnih metala, dobiva se cijanid: Hg (CN) 2 \u003d Hg + (CN) 2. otopine cijanida se oksidiraju u cijanata:
2KCN + O2 = 2KOCN.
Cijanska kiselina postoji u dva oblika:
H-N=C=O; H-O-C = N:
Godine 1828. Friedrich Wöhler (1800-1882) dobio je ureu iz amonijevog cijanata: NH 4 OCN \u003d CO (NH 2) 2 isparavanjem vodene otopine.
Ovaj se događaj obično smatra pobjedom sintetičke kemije nad "vitalističkom teorijom".
Postoji izomer cijanske kiseline - fulminska kiselina
H-O-N=C.
Njegove soli (živin fulminat Hg(ONC) 2) koriste se u udarnim upaljačima.
Sinteza urea(karbamid):
CO 2 + 2 NH 3 \u003d CO (NH 2) 2 + H 2 O. Na 130 0 C i 100 atm.
Urea je amid ugljične kiseline, postoji i njezin "analog dušika" - gvanidin.
Karbonati
Najvažniji anorganski spojevi ugljika su soli ugljične kiseline (karbonati). H 2 CO 3 je slaba kiselina (K 1 = 1,3 10 -4; K 2 = 5 10 -11). Nosači karbonatnog pufera ravnoteža ugljičnog dioksida u atmosferi. Oceani imaju ogroman tampon kapacitet jer su otvoreni sustav. Glavna reakcija pufera je ravnoteža tijekom disocijacije ugljične kiseline:
H 2 CO 3 ↔ H + + HCO 3 -.
Sa smanjenjem kiselosti dolazi do dodatne apsorpcije ugljičnog dioksida iz atmosfere s stvaranjem kiseline:
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3.
S povećanjem kiselosti, karbonatne stijene (školjke, naslage krede i vapnenca u oceanu) otapaju se; ovo nadoknađuje gubitak hidrokarbonatnih iona:
H + + CO 3 2- ↔ HCO 3 -
CaCO 3 (tv.) ↔ Ca 2+ + CO 3 2-
Čvrsti karbonati se pretvaraju u topljive ugljikovodike. Upravo ovaj proces kemijskog otapanja viška ugljičnog dioksida suprotstavlja se "efektu staklenika" - globalnom zatopljenju zbog apsorpcije toplinskog zračenja Zemlje ugljičnim dioksidom. Otprilike jedna trećina svjetske proizvodnje sode (natrijevog karbonata Na 2 CO 3) koristi se u proizvodnji stakla.
Naziva se osnovom života. Nalazi se u svim organskim spojevima. Samo on je u stanju formirati molekule od milijuna atoma, poput DNK.
Jeste li prepoznali heroja? Ovo je ugljik. Broj njegovih spojeva poznatih znanosti je blizu 10 000 000.
Toliko toga neće biti upisano u svim ostalim elementima zajedno. Nije iznenađujuće da je isključivo jedna od dvije grane studija kemije ugljikovih spojeva a odvija se u višim razredima.
Nudimo da se prisjetimo školskog kurikuluma, kao i da ga dopunimo novim činjenicama.
Što je ugljik
Kao prvo, element ugljik- kompozitni. U njezinom novom standardu tvar je u 14. skupini.
U zastarjeloj verziji sustava, ugljik je u glavnoj podskupini 4. skupine.
Oznaka elementa je slovo C. Serijski broj tvari je 6, pripada skupini nemetala.
organski ugljik u prirodi susjedni mineralu. Dakle, i fuleren kamen je 6. element u svom čistom obliku.
Razlike u izgledu su posljedica nekoliko vrsta strukture kristalne rešetke. O tome ovise i polarne karakteristike mineralnog ugljika.
Grafit je, na primjer, mekan, ne dodaje se uzalud olovkama za pisanje, nego svima ostalima na Zemlji. Stoga je logično razmotriti svojstva samog ugljika, a ne njegove modifikacije.
Svojstva ugljika
Počnimo sa svojstvima zajedničkim za sve nemetale. Oni su elektronegativni, odnosno privlače zajedničke elektronske parove formirane s drugim elementima.
Pokazalo se da ugljik može reducirati nemetalne okside u stanje metala.
Međutim, 6. element to čini samo kada se zagrije. U normalnim uvjetima, tvar je kemijski inertna.
Vanjske elektronske razine nemetala imaju više elektrona od metala.
Zato atomi 6. elementa teže dovršiti djelić vlastitih orbitala nego nekome dati svoje čestice.
Za metale, s minimalnim brojem elektrona na vanjskim ljuskama, lakše je odati udaljene čestice nego povući strance na sebe.
Glavni oblik 6. tvari je atom. U teoriji bi trebalo biti o molekula ugljika. Većina nemetala se sastoji od molekula.
Međutim, ugljik sa i - iznimkama, ima atomsku strukturu. Zbog toga se spojevi elemenata odlikuju visokim talištem.
Još jedno posebno svojstvo mnogih oblika ugljika je . Za isti je maksimalan, jednak 10 bodova za.
Budući da se razgovor okrenuo oblicima 6. supstance, ističemo da je kristalna samo jedna od njih.
atoma ugljika ne redaju se uvijek u kristalnoj rešetki. Postoji amorfna sorta.
Primjeri za to: - drvo, koks, stakleni ugljik. To su spojevi, ali bez uređene strukture.
Ako se tvar kombinira s drugima, mogu se dobiti i plinovi. Kristalni ugljik prelazi u njih na temperaturi od 3700 stupnjeva.
U normalnim uvjetima, element je plinovit ako je npr. ugljični monoksid.
Ljudi to zovu ugljični monoksid. Međutim, reakcija njegovog stvaranja je aktivnija i brža, ako se ipak uključi toplina.
plinoviti spojevi ugljik s kisik neki. Tu je i npr. monoksid.
Ovaj plin je bezbojan i otrovan, štoviše, u normalnim uvjetima. Takav ugljični monoksid ima trostruku vezu u molekuli.
No, vratimo se čistom elementu. Budući da je prilično inertan u kemijskom smislu, on ipak može komunicirati ne samo s metalima, već i s njihovim oksidima, i, kao što se vidi iz razgovora o plinovima, s kisikom.
Reakcija je moguća i sa vodik. Ugljik stupit će u interakciju ako jedan od čimbenika "igra" ili svi zajedno: temperatura, alotropno stanje, disperzija.
Potonji se odnosi na omjer površine čestica tvari i volumena koji oni zauzimaju.
Alotropija je mogućnost više oblika iste tvari, odnosno znači kristalna, amorfna ili plinoviti ugljik.
Međutim, bez obzira na to koliko se čimbenici podudaraju, element uopće ne reagira s kiselinama i lužinama. Ignorira ugljik i gotovo sve halogene.
Najčešće se 6. tvar veže na sebe, tvoreći one vrlo velike molekule od stotina i milijuna atoma.
formirane molekule, ugljična reakcija s još manje elemenata i spojeva.
Primjena ugljika
Primjena elementa i njegovih izvedenica je opsežna koliko i njihov broj. Sadržaj ugljika U životu osobe postoji više nego što mislite.
Aktivni ugljen iz ljekarne je 6. tvar. u iz - on je.
Grafit u olovkama je također ugljik, koji je također potreban u nuklearnim reaktorima i kontaktima električnih strojeva.
Na popisu je i gorivo na metan. Ugljični dioksid potreban za proizvodnju i može biti suhi led, odnosno rashladno sredstvo.
Ugljični dioksid služi kao konzervans, puni zalihe povrća, a također je potreban za proizvodnju karbonata.
Potonji se koriste u građevinarstvu, na primjer,. A karbonat dobro dođe u izradi sapuna i stakla.
Formula ugljika također odgovara koksu. On dolazi u ruci metalurzi.
Koks služi kao redukcijsko sredstvo tijekom taljenja rude, vađenja metala iz nje.
Čak i obična čađa je ugljik koji se koristi kao gnojivo i punilo.
Jeste li se ikada zapitali zašto su automobilske gume obojene? Ovo je čađa. To daje gumi čvrstoću.
Čađa je također uključena u lak za cipele, tiskarsku boju i maskaru. Uobičajeni naziv se ne koristi uvijek. Industrijalci nazivaju čađ tehnički ugljik.
Masa ugljika počinje se koristiti u području nanotehnologije. Napravljeni su ultramali tranzistori, kao i cijevi koje su 6-7 puta jače.
Evo nemetala. Inače, znanstvenici iz . Od ugljičnih cijevi i grafena stvorili su aerogel.
Također je izdržljiv materijal. Zvuči teško. Ali, zapravo, aerogel je lakši od zraka.
NA željezni ugljik dodan kako bi se dobio ono što se zove ugljični čelik. Tvrđa je nego inače.
Međutim, maseni udio 6. elementa u ne bi trebao prelaziti par, tri posto. Inače, svojstva čelika opadaju.
Popis je beskonačan. Ali, gdje uzeti ugljik na neodređeno vrijeme? Je li minirano ili sintetizirano? Odgovorićemo na ova pitanja u posebnom poglavlju.
Iskopavanje ugljika
ugljični dioksid, metan, posebno ugljik, može se dobiti kemijskim putem, odnosno namjernom sintezom. Međutim, to nije od koristi.
ugljični plin a njegove čvrste modifikacije lakše je i jeftinije kopati zajedno s ugljenom.
Godišnje se iz utrobe Zemlje izvuče približno 2 milijarde tona ovog fosila. Dovoljno da opskrbi svijet čađom.
Što se tiče, vade se iz kimbirlitnih cijevi. To su vertikalna geološka tijela, krhotine stijena cementirane lavom.
U takvom se oni susreću. Stoga znanstvenici sugeriraju da se mineral formira na dubinama tisućama kilometara, na istom mjestu kao i magma.
Grafitne naslage su, naprotiv, horizontalne, smještene blizu površine.
Stoga je ekstrakcija minerala prilično jednostavna i nije skupa. Godišnje se iz podzemlja izvuče oko 500.000 tona grafita.
Da biste dobili aktivni ugljen, morate zagrijati ugljen i obraditi ga mlazom vodene pare.
Znanstvenici su čak smislili kako ponovno stvoriti proteine u ljudskom tijelu. Njihova osnova je također ugljik. Dušik a vodik je susjedna amino skupina.
Također vam je potreban kisik. To jest, proteini su izgrađeni na aminokiselinama. Nije nadaleko poznata, ali za život je puno važnija od ostalih.
Popularne sumporne, dušične, klorovodične kiseline, na primjer, tijelo treba mnogo manje.
Dakle, ugljik je nešto što vrijedi platiti. Doznajmo koliki je raspon cijena za različite robe iz 6. elementa.
Cijena ugljika
Za život, kao što je lako razumjeti, ugljik je neprocjenjiv. Što se tiče drugih sfera života, cijena ovisi o nazivu proizvoda i njegovoj kvaliteti.
Na primjer, plaćaju više ako ne sadrže inkluzije treće strane.
Uzorci aerogela do sada su koštali desetke dolara za nekoliko četvornih centimetara.
No, u budućnosti proizvođači obećavaju isporuku materijala u rolama i traže jeftino.
Tehnički ugljik, odnosno čađa, prodaje se po 5-7 rubalja po kilogramu. Za tonu, odnosno, daju oko 5000-7000 rubalja.
Međutim, porez na ugljik uveden u većini razvijenih zemalja može povećati cijene.
Industrija ugljika smatra se uzrokom efekta staklenika. Tvrtke su dužne plaćati za emisije, posebice CO 2 .
On je glavni staklenički plin, a ujedno i pokazatelj onečišćenja atmosfere. Ova informacija je muha u bačvi meda.
Omogućuje vam da shvatite da ugljik, kao i sve ostalo na svijetu, ima lošu stranu, a ne samo pluse.
