Anglies kiekis gamtoje, kur jis randamas ir kaip, savybės, naudojimas



The anglies tai galima rasti deimantuose, aliejuje ir grafiti, tarp daugelio kitų scenarijų. Šis cheminis elementas užima šeštąją vietą periodinėje lentelėje ir yra horizontalioje eilutėje arba 2 ir 14 stulpeliuose. Jis yra nemetalinis ir tetravalentinis; tai yra, jūs galite sukurti 4 cheminių ryšių su bendrais elektronais arba kovalentinėmis obligacijomis.

Anglis yra didžiausias žemės plutos elementas. Šis gausumas, unikalus organinių junginių susidarymo įvairovė ir išskirtinis gebėjimas formuoti makromolekules arba polimerus esant žemei būdingoje temperatūroje daro jį kaip bendrąjį visų žinomų gyvybės formų elementą..

Anglis egzistuoja gamtoje kaip cheminis elementas, nesujungiant grafito ir deimantų formų. Tačiau didžioji dalis yra derinama su cheminiais anglies junginiais, tokiais kaip kalcio karbonatas (CaCO).3) ir kiti naftos ir gamtinių dujų junginiai.

Jis taip pat sudaro keletą mineralų, tokių kaip antracitas, anglis, lignitas ir durpės. Didžiausia anglies svarba yra tai, kad jis yra vadinamasis „gyvenimo elementas“ ir yra visuose gyvuose organizmuose.

Indeksas

  • 1 Kur randama anglis ir kokia forma?
    • 1.1 Krištolo formos
    • 1.2 Amorfinės formos
    • 1.3 Nafta, gamtinės dujos ir bitumas
  • 2 Fizinės ir cheminės savybės
    • 2.1 Cheminis simbolis
    • 2.2 Atominis skaičius
    • 2.3 Fizinė būsena
    • 2.4 Spalva
    • 2.5 Atominė masė
    • 2.6 Lydymosi temperatūra
    • 2.7 Virimo temperatūra
    • 2.8 Tankis
    • 2.9 Tirpumas
    • 2.10 Elektroninė konfigūracija
    • 2.11 Elektronų skaičius išoriniame arba valentiniame sluoksnyje
    • 2.12 Nuoroda
    • 2.13 Catenación
  • 3 Biogeocheminis ciklas
    • 3.1 Fotosintezė
    • 3.2 Kvėpavimas ir skilimas
    • 3.3 Geologiniai procesai
    • 3.4 Žmogaus veiklos trukdymas
  • 4 Naudojimas
    • 4.1 Nafta ir gamtinės dujos
    • 4.2 Grafitas
    • 4.3 Deimantas
    • 4.4 Antracitas
    • 4.5 Akmens anglis
    • 4.6 Lignitas
    • 4.7 Durpės
  • 5 Nuorodos

Kur randama anglies ir kokia forma?

Be cheminės sudedamosios dalies, būdingos visoms gyvenimo formoms, gamtoje esanti anglis yra trijų kristalinių formų: deimanto, grafito ir fullereno..

Taip pat yra keletas amorfinių akmens anglių (antracito, lignito, anglių, durpių), skystų formų (aliejaus veislių) ir sodos (gamtinių dujų)..

Krištolo formos

Kristalinėse formose anglies atomai jungiasi su formuotais modeliais su geometriniu erdviniu išdėstymu.

Grafitas

Tai minkšta juoda spalva su blizgesiu arba metaliniu blizgesiu ir atspari karščiui (ugniai atspari). Jo kristalinė struktūra pasižymi anglies atomais, sujungtais šešiakampiais žiedais, kurie, savo ruožtu, sujungia formavimo lapus.

Grafito nuosėdos yra ribotos ir aptiktos Kinijoje, Indijoje, Brazilijoje, Šiaurės Korėjoje ir Kanadoje.

Deimantas

Tai labai kietas kietas, skaidrus šviesos praėjimui ir daug tankesnis nei grafitas: deimanto tankio vertė yra lygi beveik dvigubai didesniam nei grafito.

Deimantų anglies atomai jungiasi į tetraedrinę geometriją. Panašiai deimantas yra sudarytas iš grafito, veikiančio labai aukštos temperatūros ir slėgio sąlygomis (3000 mm) °C ir 100 000 atm).

Dauguma deimantų yra tarp 140 ir 190 km. Per gilius ugnikalnių išsiveržimus, magma gali juos transportuoti į artimus atstumus.

Afrikoje yra deimantų laukai (Namibija, Gana, Kongo Demokratinė Respublika, Siera Leonė ir Pietų Afrika), Amerika (Brazilija, Kolumbija, Venesuela, Gajana, Peru), Okeanija (Australija) ir Azija (Indija).

Fulerenos

Jie yra molekulinės anglies formos, kurios sudaro 60 ir 70 anglies atomų grupes beveik sferinėse molekulėse, panašios į futbolo kamuolius.

Taip pat yra mažesnių nei 20 anglies atomų fullerenų. Kai kurios fullereno formos yra anglies nanovamzdeliai ir anglies pluoštai.

Amorfinės formos

Amorfinėse formose anglies atomai nesujungia, sudarantys tvarkingą ir reguliarią kristalinę struktūrą. Vietoj to, jie netgi turi kitų priemaišų.

Antracitas

Tai seniausia metamorfinė mineralinė akmens anglis (kuri susidaro keičiant akmenis temperatūros, slėgio ar cheminių skysčių poveikio), nes jos susidarymas kilo iš pirminės ar paleozojaus eros, anglies periodas.

Antracitas yra amorfinė anglies forma, turinti didesnį šio elemento kiekį: nuo 86 iki 95%. Tai yra pilkai juodos spalvos ir metalinis blizgesys, jis yra sunkus ir kompaktiškas.

Apskritai antracitas randamas geologinės deformacijos zonose ir sudaro apie 1% pasaulio anglies atsargų.

Geografiškai tai randama Kanadoje, JAV, Pietų Afrikoje, Prancūzijoje, Didžiojoje Britanijoje, Vokietijoje, Rusijoje, Kinijoje, Australijoje ir Kolumbijoje.

Akmens anglis

Tai mineralinė akmens anglis, organinės kilmės nuosėdinis uolas, kurio susidarymas kilo iš paleozojaus ir mezozojaus laikų. Jo anglies kiekis yra nuo 75 iki 85%.

Jis yra juodas, jis pasižymi neskaidriu ir matiniu bei riebiu išvaizdu, nes juose yra daug bituminių medžiagų. Jį sudaro lignito suspaudimas paleozojaus eroje, anglies ir persijos perioduose.

Tai planetoje gausiausia anglies forma. JAV, Didžiojoje Britanijoje, Vokietijoje, Rusijoje ir Kinijoje yra didelių anglies telkinių.

Lignitas

Tai iškastinis mineralinis akmuo, susidaręs tretiniame amžiuje nuo durpių suspaudimo būdu (aukštas slėgis). Jis turi mažesnį anglies kiekį nei anglis, nuo 70 iki 80%.

Tai nedidelė kompaktiška medžiaga, trapusi (būdinga, kad ją išskiria iš kitų anglies mineralų), ruda arba juoda. Jos tekstūra yra panaši į medienos tekstūrą ir jos anglies kiekis svyruoja nuo 60 iki 75%.

Tai lengvas uždegimo kuras, turintis mažą šilumingumą ir mažesnį vandens kiekį nei durpės.

Vokietijoje, Rusijoje, Čekijoje, Italijoje (Veneto regionuose, Toskanoje, Umbrijoje) ir Sardinijoje yra svarbių lignito kasyklų. Ispanijoje lignito telkiniai yra Asturijoje, Andoroje, Saragosoje ir La Coruña.

Durpės

Tai organinės kilmės medžiaga, kurios formavimasis kilęs iš ketvirtinės eros, daug naujesnė nei ankstesnės anglies.

Ji yra rusvai geltona spalva ir atrodo kaip mažo tankio snapelinė masė, kurioje galite pamatyti augalų liekanas nuo vietos, kur jis kilęs.

Skirtingai nei minėtos anglies, durpės nėra iš medienos ar medienos karbonizacijos procesų, tačiau susidarė augalų kaupimu - daugiausia žolelėmis ir samanomis - pelkėtose vietovėse, nevykdant karbonizacijos proceso..

Durpės turi didelį vandens kiekį; dėl šios priežasties prieš naudojimą reikia džiovinti ir sutankinti.

Ji turi mažą anglies kiekį (tik 55%); todėl ji turi mažą energijos vertę. Degant, pelenų likučiai yra gausūs ir duoda daug dūmų.

Čilėje, Argentinoje (Tierra del Fuego), Ispanijoje (Espinosa de Cerrato, Palencia), Vokietijoje, Danijoje, Olandijoje, Rusijoje, Prancūzijoje yra svarbių durpių telkinių..

Nafta, gamtinės dujos ir bitumas

Aliejus (iš lotynų petrae, tai reiškia „akmuo“; ir oleumas, „aliejus“: „riebalų aliejus“) yra daugelio organinių junginių, daugiausia angliavandenilių, mišinys, gaunamas naudojant organinių medžiagų anaerobinį bakterinį skaidymą (nesant deguonies)..

Jis susidarė podirvyje, giliai ir ypatingomis sąlygomis, tiek fiziškai (aukšto slėgio, tiek temperatūros) ir cheminių medžiagų (specifinių katalizatorių junginių buvimo) metu, kuris truko milijonus metų..

Šio proceso metu C ir H buvo išskirti iš organinių audinių ir vėl sujungti į rekombinaciją, kad susidarytų didžiulis angliavandenilių kiekis, sumaišytas pagal jų savybes, sudarant gamtines dujas, naftą ir bitumą..

Planetos naftos telkiniai yra daugiausia Venesueloje, Saudo Arabijoje, Irake, Irane, Kuveite, Jungtiniuose Arabų Emyratuose, Rusijoje, Libijoje, Nigerijoje ir Kanadoje..

Rusijoje, Irane, Venesueloje, Katare, JAV, Saudo Arabijoje ir Jungtiniuose Arabų Emyratuose yra gamtinių dujų atsargų, be kita ko,.

Fizinės ir cheminės savybės

Tarp anglies savybių galime paminėti:

Cheminis simbolis

C.

Atominis skaičius

6.

Fizinė būsena

Kieta, esant normalioms slėgio ir temperatūros sąlygoms (1 atmosfera ir 25 ° C) °C).

Spalva

Pilkas (grafitas) ir skaidrus (deimantas).

Atominė masė

12,011 g / mol.

Lydymosi temperatūra

500 °C.

Virimo temperatūra

827 °C.

Tankis

2,62 g / cm3.

Tirpumas

Netirpi vandenyje, tirpsta anglies tetrachlorido CCl4.

Elektroninė konfigūracija

1s2 2s2 2p2.

Elektronų skaičius išoriniame sluoksnyje arba valente

4.

Nuorodos talpa

4.

Naikinimas

Jis gali formuoti cheminius junginius ilgose grandinėse.

Biogeocheminis ciklas

Anglies ciklas yra apykaitinis biogeocheminis procesas, per kurį anglies gali būti keičiamasi tarp biosferos, atmosferos, hidrosferos ir sausumos litosferos..

Žinios apie šį ciklinį anglies procesą Žemėje leidžia parodyti žmogaus veiksmus šiame cikle ir jo pasekmes pasaulio klimato kaitai.

Anglis gali cirkuliuoti tarp vandenynų ir kitų vandens telkinių, taip pat tarp litosferos, dirvožemio ir podirvio, atmosferoje ir biosferoje. Atmosferoje ir hidrosferoje anglis yra dujine forma kaip CO2 (anglies dioksidas).

Fotosintezė

Anglies atmosferoje užfiksuoja ekosistemų sausumos ir vandens organizmai (fotosintetiniai organizmai)..

Fotosintezė leidžia cheminę reakciją tarp CO2 ir vanduo, kurį gamina saulės energija ir chlorofilas iš augalų, gaminant angliavandenius arba cukrus. Šis procesas paverčia paprastas molekules su mažu CO energijos kiekiu2, H2O ir deguonis O2, sudėtingose ​​aukštos energijos molekulinėse formose, kurios yra cukrūs.

Heterotrofiniai organizmai, kurie negali atlikti fotosintezės ir kurie yra ekosistemų vartotojai, maitindami save iš gamintojų ir kitų vartotojų, gauna anglies ir energijos..

Kvėpavimas ir skilimas

Kvėpavimas ir skilimas yra biologiniai procesai, kurie išskiria anglies dioksidą CO2 arba CH4 (metanas, gaunamas anaerobiniu skilimu, ty, jei nėra deguonies).

Geologiniai procesai

Per geologinius procesus ir laikui bėgant, anaerobinio skilimo anglis gali būti transformuota į iškastinį kurą, pvz., Naftą, gamtines dujas ir anglis. Taip pat anglis taip pat yra kitų mineralų ir uolienų dalis.

Žmogaus veiklos trukdžiai

Kai žmogus naudoja energiją deginant iškastinį kurą, anglis grįžta į atmosferą kaip didžiulis CO kiekis2 kuris negali būti prilyginamas natūraliam anglies-biocheminiam ciklui.

Šis CO perteklius2 žmogaus veiklos rezultatas neigiamai veikia anglies ciklo pusiausvyrą ir yra pagrindinė visuotinio atšilimo priežastis.

Naudojimas

Anglies ir jo junginių naudojimas yra labai įvairus. Išskirtiniausi:

Nafta ir gamtinės dujos

Pagrindinis anglies panaudojimas ekonomiškai naudojamas kaip iškastinio kuro angliavandenilis, pvz., Metano dujos ir nafta..

Aliejus yra distiliuotas naftos perdirbimo gamyklose, kad gautų kelis darinius, pvz., Benziną, dyzeliną, žibalą, asfaltą, tepalus, tirpiklius ir kt., Kurie savo ruožtu naudojami naftos chemijos pramonėje, kuri gamina žaliavas plastikų, trąšų, vaistų ir dažų pramonėje. , be kita ko.

Grafitas

Grafitas naudojamas šiuose veiksmuose:

- Jis naudojamas gaminant pieštukus, sumaišytus su moliais.

- Tai yra ugniai atsparių plytų ir tiglių gamybos dalis.

- Įvairiuose mechaniniuose įrenginiuose, tokiuose kaip poveržlės, guoliai, stūmokliai ir tarpikliai.

- Tai puikus kietas tepalas.

- Dėl savo elektrinio laidumo ir cheminės inercijos jis naudojamas elektrodų, elektrinių variklių anglių gamybai.

- Jis naudojamas kaip moderatorius atominėse elektrinėse.

Deimantas

Deimantui būdingos ypač išskirtinės fizinės savybės, pavyzdžiui, iki šiol žinomas didesnis kietumas ir šilumos laidumas.

Šios savybės leidžia pramoniniams tikslams naudoti įrankius, skirtus pjaustyti ir poliruoti, kad jie būtų labai abrazyvūs.

Jo optinės savybės, tokios kaip skaidrumas ir sugebėjimas suskaidyti baltą šviesą ir lūžti šviesą, suteikia daugybę optinių prietaisų, pavyzdžiui, gaminant lęšius ir prizmes.

Juvelyrikos pramonėje taip pat labai vertinamas būdingas šviesumas, gaunamas iš jo optinių savybių.

Antracitas

Antracitui sunku užsidegti, lėtai deginti ir reikia daug deguonies. Jo degimas duoda mažai šviesiai mėlynos spalvos liepsnos ir daug šilumos.

Prieš keletą metų antracitas buvo naudojamas termoelektriniuose įrenginiuose ir buitiniam šildymui. Jo naudojimas turi privalumų, pvz., Mažai pelenų ar dulkių, mažai dūmų ir lėto degimo proceso.

Dėl didelių ekonominių sąnaudų ir trūkumo antracitas buvo pakeistas gamtinėmis dujomis šiluminėse elektrinėse ir elektros energija namuose.

Akmens anglis

Anglis naudojama kaip žaliava norint gauti:

- Koksas, kuras iš plieno gamyklų iš aukštakrosnių.

- Kreozotas, gaunamas maišant deguto distiliatus iš akmens anglių ir naudojamas kaip apsauginis sandariklis medienai, veikiamai oru.

- Kresolis (chemiškai metilfenolis), ekstrahuotas iš akmens anglies ir naudojamas kaip dezinfekavimo ir antiseptikas,

- Kiti dariniai, pvz., Dujos, degutas arba pikis, ir junginiai, naudojami kvepalų, insekticidų, plastikų, dažų, padangų ir kelių dangos gamyboje, be kita ko.

Lignitas

Lignitas yra vidutinės kokybės kuras. Purškalas, lignito įvairovė, pasižymi labai kompaktišku ilgą karbonizacijos ir aukšto slėgio procesą ir yra naudojamas papuošalams ir ornamentams.

Durpės

Durpės naudojamos šiose veiklose;

- Augalų rūšių augimui, palaikymui ir transportavimui.

- Kaip organinė trąša.

- Kaip gyvulių lovos arklidėse.

- Kaip žemos kokybės kuras.

Nuorodos

  1. Burrows, A., Holman, J., Parsons, A., Pilling, G. ir Price, G. (2017). Chemija3: Neorganinės, organinės ir fizinės chemijos įvedimas. „Oxford University Press“.
  2. Deming, A. (2010). Elementų karalius? Nanotechnologijos 21 (30): 300201. doi: 10.1088
  3. Dienwiebel, M., Verhoeven, G., Pradeep, N., Frenken, J., Heimberg, J. ir Zandbergen, H. (2004). Grafito viršslėgis. Fizinės peržiūros raštai. 92 (12): 126101. doi: 10.1103
  4. Irifune, T., Kurio, A., Sakamoto, S., Inoue, T. ir Sumiya, H. (2003). Medžiagos: „Ultrahard“ polikristalinis deimantas iš grafito. Gamta 421 (6923): 599-600. doi: 10.1038
  5. Savvatimskiy, A. (2005). Grafito lydymosi temperatūros ir skystosios anglies savybių matavimas (1963–2003 m. Apžvalga). Anglis. 43 (6): 1115. doi: 10.1016