Carbonul
- 1. CARBONUL DIAMANTUL. GRAFITUL. GRAFENUL
- 2. Date generale despre carbon - Descoperit in antichitate - Etimologie – charbone (franceza) - carbo (latina) - kohlenstof (germana) - koolstrof (olandeza) - Element remarcabil – forme alotropice : diamant, grafit, fulerene, grafen si forma amorfa : carbunii - capacitate deosebita de a forma legaturi chimice cu el insusi (inclusiv legaturi multiple ) - formeaza zeci de milioane de compusi chimici diferiti - are cele mai inalte puncte de topire/sublimare - nemetal cu electronegativitate scazuta-> agent reducator - compusii carbonului reprezinta baza vietii pe Pamant - ciclul carbon-azot produce o parte din energia radiata de soare si de stele
- 3. Clasificare carbon Carbon Stare amorfă: cărbuni de pământ Stare cristalină lignit antracit huilă turbă diamant grafit fulerene grafen
- 4. Reactiile chimice ale carbonului au loc numai la temperatura ridicata 1) Carbonul, la 1100°C, in prezenta Ni, formeaza cel mai simplu compus organic: metanul C + H 2 -> CH 4 2) In prezenta oxigenului, in functie de cantitatea acestuia,carbonul formeaza dioxidul sau monoxidul de carbon C + O 2 = CO 2 + Q 2C + O 2 = 2CO + Q 3) Carbonul incandescent, in reactie cu apa, formeaza amestecul gazos, numit gaz de apa C + H 2 O (g) = CO + H 2 4) Carbonul reactioneaza cu dioxidul de carbon rezultand monoxidul de carbon C + CO 2 = 2CO
- 5. 5) Din reactia carbonului cu oxizii unor metale rezulta metalele si dioxid de carbon; C – agent reducator 3C (s) + 2 Fe 2 O 3(s) = 2CO 2(g) + 4Fe (s) 6) La cald, carbonul reactioneaza cu acizii sulfuric si azotic, cu formare de dioxid de carbon C + 2 H 2 SO 4 = CO 2 ↑ + 2SO 2 ↑+ 2H 2 O 3C + 4 HNO 3 = 3CO 2 ↑ + 4NO↑+ 2H 2 O
- 6. Circuitul carbonului în natură
- 7. Diamantul - Etimologie : ,,adamas” – de neinvins (greaca) ,,irra” (India); ,,vajira”- tot ce este dur( sanscrita); ,,al-mas” – adica ,,cel mai dur” ii spuneau arabii Formare – au luat nastere la adancimi mari (150 km), temperaturi de 1200-1400°C si presiuni ridicate; se exploateaza din rocile insotitoare( la eruptia vulcanului) prin minerit Caracteristici si structura - incolor si straveziu, densitatea 3,51g/cm 3 - duritatea 10 in scara Mohs( variaza in functie de puritatea cristalului) - indice de refractie neobisnuit de mare n=2,407-2,465, stralucire puternic - se topeste le temperaturi foarte ridicate 3500°C - diamantul are o retea covalenta, cristalizeaza in sistem cubic(octaedre regulate sau tetraede) sau uneori in sistem hexagonal(lonsdaleit) - structura diamantului explica temperatura mare de vaporizare( 4000°C) si lipsa unei fazei lichide (la trecerea din stare cristalina in faza de vapori trebuie rupte covalente) - Diamantul putin reactiv - se aprinde, in oxigen molecular, la 800°C - polimorfismul diamant - grafit
- 8. Structura cubica Structura hexagonala
- 9. Briliante
- 10. Criterii de evaluare a diamantelor Greutatea in carate (1 carat=0,20g) Claritate – gradul de impuritati pe care il poate avea un diamant Taietura – indica modul cum este taiat diamantul si ii confera stralucirea Culoarea – colorless(incolore) - fancy(diamante in culori speciale, fanteziste: albastre,verzi, rosii, roz)
- 12. Spectroscopia (absorbtia de radiatii) poate stabili daca culoarea diamantului este naturala sau realizata ulterior
- 13. Grafitul sau plombagina Etimologie – grafit= a scrie(greaca) Formare - apare in natura sub forma de granule, in rocile metamorfice bogate in carbon, si ca vinisoare sau sub forma de filon in pegmatite - prin cocsificarea materialelor bogate in carbon se produce o transformare a materialului amorf bogat in grafit policristalin Caracteristici si structura Structura cristalina compusa din planuri paralele de atomi de C; aceste straturi au legaturi covalente hexagonale intre atomi( legaturi stabile), intre planuri sunt legaturi labile Anizotropia grafitului – explicata de structura stratificata, care atrage dupa sine clivajul perfect dintre straturi Este opac si lucios, are duritatea mica 1-2 pe scara Mohs( este moale) Punct de topire foarte inalt = 3700°C, densitatea 2,26g/cm 3 Grafitul nu reactioneaza cu acizii diluati, nici cu bazele si se aprinde, in oxigen molecular, abia la 700 °C
- 14. FORMAREA GRAFITULUI IN ROCILE METAMORFICE
- 15. GRAFIT
- 16. Grafenul Este varianta bidimensionala a grafitului si este format dintr-un aranjament planar(bidimensional) de atomi de C dispusi intr-o retea hexagonala Este cel mai bun conductor de electricitate si caldura cunoscut A fost descoperit in anul 2004, prin exfolierea grafitului( premiul Nobel pentru fizica in 2010) Proprietati: - se intalneste in natura in mari cantitati - foliile de grafen sunt foarte stabile,chiar in conditii obisnuite - foliile de grafen au o structura extrem de regulata - are rezistenta mecanica foarte mare si este foarte rigid(pe o directie) dar si flexibil( pe alte directii) - este format dintr-un singur strat de atomi carbon, si de aceea este materialul cel mai subtire posibil.
- 17. a)diamant b)grafit c)lonsdaleite(diamante hexagonal) d)-f)fulerene(C60, C540,C70) g)carbon amorf h)nanotub de C
- 18. Utilizarile carbonului( diamantului,grafitului,grafenului) Aliajele ferului cu carbonul: oţeluri (0-1,7%C) şi fontele (1,7-5%C) au numeroase şi diverse întrebuinţări.
- 19. Cuptor pentru obţinerea oţelului
- 20. Utilizările carbonului datarea cu izotopul C 14; lămpi cu incandescenţă; receptoare de telefon; rezistori electronici; fibre de carbon; obţinerea unor solvenţi.
- 21. Datarea cu izotopul C 14
- 22. Rezistori şi termistori electronici
- 23. Fibre de carbon
- 24. Utilizările grafitului reactoare nucleare; uleiuri grafitate; unsori cu grafit.
- 25. Utilizările grafitului mine pentru creioane, din grafit
- 27. Utilizările grafitului Snur flexibil din fibra de grafit expandata
- 28. Utilizările grafitului Discurile de siguranţă din grafit pot face faţă la temperaturi ri dicate
- 29. Utilizările grafitului electrozi din grafit
- 30. Utilizările grafitului lubrifian ţ i
- 31. Pigmenti minerali perlati din grafit
- 32. Utilizările diamantului Confecţionarea bijuteriilor
- 33. Utilizările diamantului Instrument pentru şlefuirea diamantelor, cu un diamant monocristalin