Amorfa koltyper, egenskaper och användningsområden

3019
Robert Johnston

De amorft kol Det är allt det allotropa kolet med strukturer fulla av molekylära defekter och oegentligheter. Uttrycket allotrop avser ett enda kemiskt grundämne, såsom kolatomen, som bildar olika molekylära strukturer; några kristallina, och andra, som i detta fall, amorfa.

Amorft kol saknar den långväga kristallstrukturen som kännetecknar diamant och grafit. Detta innebär att strukturmönstret förblir något konstant när man tittar på områden av det fasta ämnet som är mycket nära varandra; Och när de är borta blir deras skillnader uppenbara.

Brinnande kol. Källa: Pixabay

De fysiska och kemiska egenskaperna eller egenskaperna hos amorft kol skiljer sig också från grafit och diamant. Till exempel finns det det berömda kolet, en produkt av träförbränning (toppbild). Det här är inte smörjmedel och det är inte heller glänsande.

Det finns flera typer av amorft kol i naturen och dessa sorter kan också erhållas syntetiskt. Bland de olika formerna av amorft kol är kolsvart, aktivt kol, sot och kol..

Amorft kol har viktiga användningsområden inom kraftproduktionsindustrin såväl som inom textil- och hälsobranschen.

Artikelindex

  • 1 Typer av amorft kol
    • 1.1 Enligt dess ursprung
    • 1.2 Struktur
    • 1.3 Sammansättning
  • 2 fastigheter
  • 3 användningsområden
    • 3.1 Kol
    • 3.2 Aktivt kol
    • 3.3 Kolsvart
    • 3.4 Amorfa kolfilmer
  • 4 Referenser

Typer av amorft kol

Det finns flera kriterier för att klassificera dem, till exempel deras ursprung, sammansättning och struktur. Det senare beror på förhållandet mellan kol och sp-hybridiseringtvå och sp3; det vill säga de som definierar ett plan respektive en tetraeder. Därför kan den oorganiska (mineralogiska) matrisen för dessa fasta ämnen bli mycket komplex..

Enligt dess ursprung

Det finns amorft kol av naturligt ursprung, eftersom det är en produkt av oxidation och former av nedbrytning av organiska föreningar. Denna typ av kol innefattar sot, kol och kol som härrör från karbider..

Syntetiskt amorft kol framställs genom katodisk bågeutfällning och förstoftningstekniker. Syntetiskt tillverkas också diamantliknande amorfa kolbeläggningar eller amorfa kolfilmer..

Strukturera

Även amorft kol kan grupperas i tre huvudtyper beroende på andelen sp-bindningartvå eller sp3 närvarande. Det finns det amorfa kolet, som tillhör det så kallade elementära amorfa kolet (aC), det hydrerade amorfa kolet (aC: H) och det tetrahedrala amorfa kolet (ta-C).

Elementärt amorft kol

Ofta förkortat BC eller BC, det innehåller aktivt kol och kolsvart. Sorterna i denna grupp erhålls genom ofullständig förbränning av animaliska och vegetabiliska ämnen; det vill säga de bränner med ett stökiometriskt syrebrist.

De har en högre andel sp-länkartvå i dess struktur eller molekylära organisation. De kan föreställas som en serie grupperade plan, med olika orienteringar i rymden, en produkt av de tetraedriska kol som etablerar heterogenitet i helheten..

Från dem har nanokompositer syntetiserats med elektroniska applikationer och materialutveckling..

Hydrerat amorft kol

Förkortat som BC: H eller HAC. Dessa inkluderar sot, rök, extraherat kol som bitumen och asfalt. Det är lätt att urskilja sot när det brinner i ett berg nära en stad eller stad, där det observeras i luftströmmarna som bär det i form av ömtåliga svarta blad i svart färg..

Som namnet antyder innehåller den väte men är kovalent bunden till kolatomer och inte av molekyltyp (Htvå). Det vill säga det finns CH-obligationer. Om en av dessa bindningar släpps ut väte kommer den att vara en omloppsbana med en oparad elektron. Om två av dessa oparade elektroner är mycket nära varandra kommer de att interagera och orsaka de så kallade dinglande bindningarna..

Med denna typ av hydrerat amorft kol erhålles filmer eller beläggningar med lägre hårdhet än de som tillverkats med ta-C.

Tetrahedral amorft kol

Förkortat som ta-C, även kallat diamantliknande kol. Innehåller en hög andel sp-hybridiserade obligationer3.

Amorfa kolfilmer eller beläggningar med en amorf tetraederstruktur hör till denna klassificering. De saknar väte, har hög hårdhet och många av deras fysiska egenskaper liknar dem hos diamant.

Molekylärt består den av tetraedriska kol som inte uppvisar ett långtgående strukturellt mönster; medan i diamant förblir ordningen konstant i olika regioner av kristallen. Ta-C kan presentera en viss ordning eller ett mönster som är karakteristiskt för en kristall, men bara på kort räckvidd.

Sammansättning

Kol är organiserat som svart stenlager, som innehåller andra element som svavel, väte, kväve och syre. Härifrån uppstår amorfa kol såsom kol, torv, antracit och brunkol. Antracit är den med den högsta kolsammansättningen av dem alla.

Egenskaper

Sann amorf kol har lokaliserade π-bindningar med avvikelser i interatomiskt avstånd och variation i bindningsvinkel. Den har sp hybridiserade länkartvå och sp3 vars förhållande varierar beroende på typen av amorft kol.

Dess fysiska och kemiska egenskaper är relaterade till dess molekylära organisation och dess mikrostruktur..

I allmänhet har den egenskaper med hög stabilitet och hög mekanisk hårdhet, värmebeständighet och slitstyrka. Dessutom kännetecknas det av sin höga optiska transparens, låga friktionskoefficient och motståndskraft mot olika frätande medel..

Amorft kol är känsligt för effekterna av bestrålning, har hög elektrokemisk stabilitet och elektrisk ledningsförmåga, bland andra egenskaper..

Applikationer

Var och en av de olika typerna av amorft kol har sina egna egenskaper eller egenskaper och mycket speciella användningsområden..

Träkol

Kol är ett fossilt bränsle och därför är det en viktig energikälla som också används för att generera el. Miljöpåverkan från kolindustrin och dess användning i kraftverk diskuteras varmt idag.

Aktivt kol

Det är användbart för selektiv absorption eller filtrering av föroreningar från dricksvatten, avfärgningslösningar och kan till och med absorbera svavelgaser.

Kolsvart

Kolsvart används ofta vid tillverkning av pigment, tryckfärger och en mängd olika färger. Detta kol förbättrar vanligtvis styrkan och motståndet hos artiklar tillverkade med gummi..

Som fyllmedel i fälgar eller däck ökar det deras motståndskraft mot slitage och skyddar material från nedbrytning orsakad av solljus..

Amorfa kolfilmer

Den tekniska användningen av amorfa kolfilmer eller -beläggningar i olika typer av platta och mikroelektroniska enheter ökar. Andelen sp-länkartvå och sp3 gör amorfa kolfilmer med optiska och mekaniska egenskaper med varierande densitet och hårdhet.

De används också i antireflekterande beläggningar, i beläggningar för radiologiskt skydd, bland andra användningsområden..

Referenser

  1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
  2. Wikipedia. (2018). Amorft kol. Återställd från: en.wikipedia.org
  3. Kouchi A. (2014) Amorft kol. I: Amils R. et al. (red.) Encyclopedia of Astrobiology. Springer, Berlin, Heidelberg.
  4. Yami. (21 maj 2012). Allotropa former av kol. Återställd från: quimicaorganica-mky-yamile.blogspot.com
  5. Science Direct. (2019). Amorft kol. Återställd från: sciencedirect.com
  6. Rubio-Roy, M., Corbella, C. och Bertran, E. (2011). Tribologiska egenskaper hos fluorerade amorfa koltunna filmer. Återställd från: researchgate.net

Ingen har kommenterat den här artikeln än.