Referat Formele Alotropice Ale Carbonului

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Formele Alotropice Ale Carbonului si de asemenea puteti face Download Referat formele alotropice ale carbonului

Citeste fragmente din Referat Formele Alotropice Ale Carbonului

FORMELE ALOTROPICE ALE CARBONULUI Carbonul are simbolul C, numarul atomic Z= 6, masa atomica A= 12,011, valenta IV. In natura,carbonul se gaseste atat liber,cat si sub forma de combinatii.In stare libera,carbonul se gaseste sub trei forme alotropice: diamantul, grafitul si asa numitul carbon amofr care se gaseste in carbunii de pamant. Diamantul. In stare pura, diamantul este o substanta cristalizata in sistemul cubic( in centrul unui tetraedru regulat se gaseste un atom de carbon inconjurat la distante egale de alti patru atomi de carbon, situati in varfurile tetraedului). Este incolor, transparent, cu densitatea 3,51 g/cm cub si duritatea 10 (cea mai mare), este rau conducator de caldura si electricitate si este transparent pentru razele X, aceasta servind ca mijloc de identificare. Avand un indice de refractie foarte mare, disperseaza puternic razele de lumina ce-l strabat producand jocurile de lumina caracteristice diamantului. Diamantul nu este atacat de acizi si nici de baze. Incalzit la peste 200 grade celsius in oxigen curat arde trecand in bioxid de carbon si la 1.000 grade celsius, in lipsa aerului se transforma in grafit. Diamantul, afara de varietatea incolora, mai poate fi colorat in albastru,galben si in negru. Diamantul impur,de culoare neagra, cu numele de carbonado, este intrebuintat la confectionarea varfurilor de burghie pentru perforarea stancilor dure, la gaurirea otelului si a fontei, la taiatul sticlei etc. Varietatile curente de diamant se intrebuinteaza la confectionarea bijuteriilor. In acest scop, diamantele sunt taiate si slefuite sub forma de briliante si rozete, dupa anumite reguli. Masa diamantelor se exprima in carate, un carat reprezinta 0,205 g. Diamantul se gaseste raspandit in sudul Africii in India,Brazilia,Siberia etc. Grafitul. Grafitul este mai raspandit decat diamantul. Zacaminte importante de grafit se gasesc in Ceylon, Madagascar, Siberia Orientala, Coreea, Austria etc. Grafitul se deosebeste mult de diamant, datorita structurii cristaline. Cristalizeaza in sistemul hexagonal. Atomii de carbon sunt asezati in plane paralele, in varfurile unor hexagoane regulate. Grafitul este mai reactiv decat diamantul. Prin ardere in oxigen (la peste 690 grade celsius) trece in bioxid de carbon. Grafitul natural este opac, de culoare neagra-cenusie, cu luciu metalic ca al otelului. Este moale si unsuros la pipait. Spre deosebire de diamant, grafitul este bun conducator de caldura si electricitate si are densitatea 2,1-2,3 g/cm cub. Se intrebuinteaza la fabricarea minelor de creioane (a caror tarie se modifica prin adaugarea de argila), la confectionarea creuzetelor refractare rezistente la temperaturi foarte inalte folosite pentru topirea metalelor, la fabricarea electrozilor, la acoperirea tiparelor in galvonoplastie, la periile colectoare de la dinamurile electrice, ca lubrefiant pentru masini amestecat cu uleiuri minerale etc. Carbonul amorf. Carbonul amorf este denumit impropriu astfel, deoarece in realitate el are o structura cristalina foarte fina (microcristalina), asemanatoare grafitului. Carbunele amorf se prezinta in diferite varietati de carbuni artificiali, cum sunt: mangalul (carbunele de lemn), carbunele de oase(negru animal), cocsul, carbunele de retorta, carbunele de fum, etc si in carbunii de pamant sau fosili, produsi prin descompunerea lenta la temperaturi si presiuni inalte , a trunchiurilor de arbori(incarbonizare). Dintre carbunii de pamant, cel mai vechi este antracitul care contine 94-97 % C si care prin ardere dezvolta multa caldura, 8.700 kcal/kg. Carbunii mai noi sunt huila si lignitul iar turba se formeaza si in zilele noastre, in asa numitele turbarii, din plantele cazute pe fundul baltilor si acoperite cu mal. Carbunii de pamant sunt utilizati drept sursa de energie in centrale termoelectrice. -Mangalul se obtine prin descompunerea termica a lemnelor in instalatii primitive sau retorte metalice, in absenta aerului. Se obtin totodata substante gazoase si lichide ( gudroane, alcool metilic, acid acetit-pirolignos)mare. Pe aceasta suprafata se retin bine diferite gaze, vapori sau unele substante aflate in solutie, procesul acesta numindu-se absorbtie. La incalzire, gazele si vaporii se desprind de suprafata carbunelui, se produce desorbtia. -Cocsul este produsul solid care ramane la incalzirea puternica ( distilarea uscata ), in absenta aerului, la circa 1.000 grade celsius, a carbunilor de pamant. Cocsul se fabrica in mari cuptoare de zidarie, lungi si inguste. Acestea sunt incalzite chiar cu gazul combustibil rezultat in procesul de cocsificare. Gazul acesta, numit gaz de cocserie, contine hidrogen, metan si oxid de carbon, dar si alte gaze in cantitati mai mici. Hidrogenul, care se gaseste in proportie mare- peste 50%, poate fi separat si folosit la sinteza amoniacului. La distilarea uscata a carbunilor mai rezulta, in afara de gazul de cocserie, un lichid apos in care se gaseste amoniac ( ape amoniacale ) si un lichid uleios ( gudron ) ce contine substante organice. Apele amoniacale sunt folosite la fabricarea de saruri de amoniu, utilizate ca ingrasaminte. Componentele gudronului ( benzen,toluen,naftalina, fenoli etc ) se separa si se intrebuinteaza ca materie prima in industria de coloranti, de produse farmaceutice si de mase plastice. Prin distilarea carbunilor de pamant se fabrica in cantitati mari, cocsul metalurgic, care serveste la obtinerea fontei in furnalele inalte ca si a altor metale. Cocsul metalurgic este un material dur, ce nu se sfarama sub sarcina mare din furnalul inalt. TRAIN ADRIAN clasa a IX-a A Liceul Grigore Moisil Timisoara . . S I L I C I U L Are simbolul Si, numarul atomic Z=14, masa atomica A=28, valenta IV. Raspandirea in natura. Dupa oxigen, siliciul este cel mai raspandit element din natura, aproximativ 27,2 % din scoarta pamantului este constituita din siliciu. Siliciul este constituentul cel mai insemnat al regnului nmineral. Totusi compusii siliciului intra si in alcatuirea plantelor si animalelor. Plantele marine, radiolarii si diatomeele absorb din apa acid sicilic coloidal, care apoi in organismul acestora se transforma in bioxid de siliciu.Dupa moarte, resturile acestor microorganisme cad la fundul marilor si formeaza kiselgurul- pamant de infuzii - care se prezinta ca o pulbere alba - cenusie. Trestia de zahar, paioasele cerealelor sunt rezistente la actiunea unor forte exterioare datorita bioxidului de siliciu pe care-l contin. Penele pasarilor, aripioarele fluturilor, contin de asemenea bioxid de siliciu. Siliciul nu se gaseste in stare libera in natura el se gaseste sub forma de bioxid de siliciu si de silicati. Preparare. Siliciul se obtine prin reducerea bioxidului de siliciu cu magneziu : Si O2 + 2Mg =Si + 2 MgO. Reducerea Si O2 nu se face cu carbon, deoarece s-ar forma carbura de siliciu SiC. Siliciul pur se obtine prin descompunerea termica a monosilanului SiH4. Procedeul tehnic modern pentru obtinerea siliciului consta in reducerea bioxidului de siliciu cu carbid CaC2, in cuptor electric: SiO2 + CaC2 + Si + 2CO +Ca. La temperatura cuptorului electric calciul se volatilizeaza. Daca bioxidul de siliciu se reduce cu carbon si in prezenta fierului, in cuptor electric la 1.800 grade celsius atunci se obtine un aliaj de fier si siliciu, cunoscut sub numele de ferosiliciu, folosit in metalurgie si industrie. Proprietati fizice. Siliciul se prezinta in doua stari alotropice, siliciu cristalizat in sistemul cubic si siliciu amorf. Are duritatea 7- poate zgaria sticla- densitatea 2,33 g/cm cub si conductibilitatea electrica mica,care creste cu temperatura. Siliciul nu se dizolva in nici un dizolvant, se dizolva in unele metale topite- Ag, Zn, al. Proprietati chimice. La temperatura obisnuita reactioneaza numai cu fluorul, dand tetraflorura de siliciu: Si + 2F2 + SiF4. Siliciul nu reactioneaza cu apa. Este atacat de hidroxizi alcalini. Cu diferite metale reactioneaza la temperaturi inalte cu formare de siliciuri. In unele cazuri, siliciul si metalul respectiv intra in combinatie in raporturi care corespund valentelor respective, ca in : Mg2Si,Mn2 Si, in altele raportul dintre siliciu si metal are alte valori ca in cazul Li3Si, FeSi, Cu3Si. Siliciurile sunt dure si stabile la cald. Importanta tehnica prezinta siliciurile de fier si cupru. Siliciul se combina la temperaturi inalte si cu multe nemetale. Astfel la 1.000 grade celsius, in curent de azot, siliciul formeaza azotura de siliciu Si3 N4, la peste 2.000 grade celsius se combina cu carbonul,in cuptorul electric, dand carbura de siliciu SiC- carborundul- substanta foarte dura si refractara, care se topeste la 2.500 grade celsius. Intrebuintari. Siliciul amorf este intrebuintat in metaslurgie la dezoxidarea aliajelor de cupru, deoarece are afinitate mai mare pentru oxigen. Siliciul cristalizat se utilizeaza ca semiconductor la fabricarea diferitelor tipuri de detectoare, rezistente, fotorezistente si amplificatoare. O deosebita importanta au aliajele siliciului cu unele metale. Printre acestea se mentioneaza ferosiliciul . ` Ferosiliciul care contine 4% siliciu se intrebuinteaza la confectionarea tolelor pentru transformatoarelor electrice, iar cel care contine 14% siliciu are proprietati antiacide si se intrebuinteaza la constructia conductelor si cazanelor antiacide. In otelurile pentru scule si arcuri, siliciul se gaseste pana la 1,5%. Importanta industriala prezinta carbura de siliciu-carborundul- cu duritate apropiata de a diamantului. Este utilizata ca substanta abraziva si refractara, pentru obtinerea pietrelor de polizor, a retortelor, a cuptoarelor etc. Cea mai importanta combinatie naturala a siliciului este bioxidul de siliciu, cuartul sau silicea, SiO2 , foarte raspandita in natura. Se intalneste in natura atat in stare cristalina, cat si in stare amorfa. Silicea cristalina se prezinta in trei forme diferite: cuart, trimidit si cristobalit. Cuartul are duritatea 7 si densitatea 2,6-2,8 g/cm cub. Este transparent pentru radiatiile ultraviolete, de aceea se foloseste la confectionarea lampilor de cuart cu vapori de mercur pentru producerea radiatiilor ultraviolete.Este piezoelectric- prin variatii de presiune un capat al cristalului se incarca pozitiv iar celelalt negativ. Are punct de topire foarte ridicat 1.550-1.705 grade celsius. Este incolor sau colorat. Se cunosc mai multe varietati de SiO2: cristal de stanca-incolor, transparent,citrin-galben,ametist-violet, marion-brun inchis, cuart fumuriu. Varietatile colorate se datoresc oxizilor metalici inglobati in masa lor. Alte varietati se SiO2 necristalizate bine sau amorfe sunt: calcedonia,jaspul-rosu brun sau verde inchis, cremenea, aventurina, ochi de pisica etc. Se cunosc si varietati se Si O2 ce contin apa in cantitate de 5-13%. Dintre acestea mai importante sunt:opalul,kiselgurul, tripoli sau pamantelul. SiO2 sub forma de nisip, este intrebuintat la prepararea materialelor de constructii: mortar de var,ciment, beton etc. SiO2 cristalizat sub forma de cuart are intrebuinari foarte variate: din cuartul topit se fabrica vase de laborator, refractare si rezistente la acizi, lampi de cuart cu vapori de mercur, in industria sticlei si ceramicii, la fabricarea carborundului, ca pietre de imitatie pentru bijuterii. Silicatii, sunt sarurile acizilor silicici. Aproape o treime din numarul total al mineralelor cunoscute in natura o formeaza silicatii. Cei mai raspanditi sunt feldspatii si caolinul. Importanta deosebita are dezagregarea feldspatiilor si a rocilor care-i contin sub actiunea mecanica si chimica a apei si a aerului. in acest proces de transformare, denumit alterare, se formeaza caolin care constituie baza diferitelor argile. Caolinul impurificat cu alte substante formeaza solul arabil. Sticla, poate fi considerata ca un amestec complex alcatuit din SiO2 si silicati de diferite metale. Se obtine topind laolalta in cuptoare speciale nisip, soda si piatra de var. Sticla pe baza de plumb se numeste cristal si este intrebuintata la confectionarea obiectelor de arta, a aparatelor optice etc. Sticla de Iena contine mici cantitati de oxid de aluminiu sau oxid de bor. Smaltul sau emailul este o sticla cu oxizi de staniu si cu alti oxizi.Sticla este atacata de acidul fluorhidric, proprietate care se foloseste la gravarea pe sticla. Ceramica, reprezinta totalitatea procedeelor folosite pentru formarea, uscarea si arderea in cuptoare a obiectelor obtinute din argila, caolin, etc, cat si totalitatea produselor obtinute prin aceste procedee.Ceramica se obtine pe baza proprietatii pe care o are argila si caolinul de a-si mari volumul cand sunt framantate cu apa, formand o pasta plastica ce se poate modela iar prin incalzire la temperatura inalta pierde apa insa isi pastreaza forma. Caramida si tigla se fabrica din pamant argilos cu putin nisip si se ard in cuptoare la 800 grade celsius. Faianta se fabrica prin calcinarea unui amestec format din caolin,cuart, feldspat.Se modeleaza in forme sau prin presare in placi si se arde de doua ori. Una sau ambele fete se smaltuiesc. Portelanul este cel mai fin produs ceramic, obtinut prin incalzirea unei paste formate din caolin, feldspat si cuart, la care se adauga creta si ghips. Dupa prima ardere se smaltuieste si se arde din nou la 1.200 grade celsius. Cimentul este un amestec de silicati bazici si aluminati de calciu,obtinut prin calcinarea impreuna a calcarului si a argilei sau a marnei. Masa obtinuta se macina fin, obtinandu-se o pulbere care amestecata cu apa " face priza" adica se intareste in decurs de cateva zile si devine inalterabila in apa. Betonul este un amestec de ciment cu apa nisip si pietris formand o masa compacta si solida. Betonul armat are inglobat in masa lui armura de otel, destinata sa preia tensiunile de intindere si uneori parte din tensiunile de compresiune care se produc in elementele de constructie sub actiunea incarcarilor. 쥁`