Свойства и применение углерода - Реферат

Цель реферата - рассказать об основных химических, физических свойствах, аллотропных модификациях углерода, о его нахождении в природе, отобразить основные способы его получения, привести различные справочные данные. Задачи реферата - углубление и дополнение теоретических знаний об углероде, подробно изучить историю углерода.В этом реферате будет изложена информация о неметаллическом элементе - углероде, находящимся под номером №6, в IV группе главной подгруппе периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Углерод - важнейший биогенный элемент, составляющий основу жизни на Земле, структурная единица огромного числа органических соединений, участвующих в построении организмов и обеспечении их жизнедеятельности.Kohlenstoff) в виде угля, копоти и сажи известен человечеству с незапамятных времен; около 100 тыс. лет назад, когда наши предки овладели огнем, они каждодневно имели дело с углем и сажей. Вероятно, очень рано люди познакомились и с аллотропическими видоизменениями углерода - алмазом и графитом, а также с ископаемым каменным углем. Так как горящее вещество исчезало, пожираемое огнем, горение рассматривали как процесс разложения вещества, и поэтому уголь (или углерод) не считали элементом. Элементом был огонь - явление, сопровождающее горение; в учениях об элементах древности огонь обычно фигурирует в качестве одного из элементов. Так как при сгорании большого количества угля остается лишь немного золы, флогистики полагали, что уголь - это почти чистый флогистон.Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты), каменные угли, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация - лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно. Антрацит - самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации. По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу.У алмаза очень низкий коэффициент трения по металлу на воздухе, что связано с образованием на поверхности кристалла тонких пленок адсорбированного газа, играющих роль своеобразной смазки. Температура плавления алмаза составляет 3700-4000 °C при давлении 11 ГПА. На воздухе алмаз сгорает при 850-1000 °C, а в струе чистого кислорода горит слабо-голубым пламенем при 720-800 °C, полностью превращаясь в конечном счете в углекислый газ. При нагреве до 2000 °C без доступа воздуха алмаз спонтанно за 15-30 минут переходит в графит и взрывообразно разрушается на мелкие части. Самый симметричный и наиболее полно изученный представитель семейства фуллеренов-фуллерен (C60), в котором углеродные атомы образуют усеченный икосаэдр, состоящий из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников и напоминающий футбольный мяч.Изотопы углерода - разновидности атомов (и ядер) химического элемента углерода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Углерод - легкий элемент, и его изотопы значительно различаются по массе, а значит и по физическим свойствам, поэтому во многих природных процессах происходит их разделение (фракционирование). Изотоп 14C образуется при облучении 14N нейтронами по следующей реакции: Изотоп углерода 14C образуется в атмосфере из атмосферного азота под действием космического излучения.В нормальных условиях углерод химически малоактивен, однако при высокой температуре он реагирует со многими веществами. В атмосфере кислорода (или фтора) он сгорает при температуре выше 730 ?С в результате чего получается СО2 (CF4). Например: С водородом углерод соединяется только при высоких температурах и в присутствии катализаторов. Углерод взаимодействует при нагревании с серой и фтором, в электрической дуге с азотом: С 2S = CS2 При взаимодействии углерода с водородом образуется метан: В лабораторных условиях метан получают нагреванием безводного ацетата натрия со щелочью: СН3COONA NAOH = CH4 2Na2CO3.1) Графит Техническое применение минерала чрезвычайно разнообразно и обусловлено свойствами графита, главным образом его огнеупорностью и электропроводностью. Так, в металлургии графит используется для производства тугоплавких тиглей, чехлов для термопар, емкостей для кристаллизации. Хорошие электропроводящие свойства графита позволяют использовать его для производства электродов и контактов некоторых электрических приборов. Кроме производства карандашей, графит используется для изготовления красок и термостойких смазочных материалов, для наполнения пластмасс. Также ученые мечтают о крошечных машинах из алмазов, который в один прекрасный день позволят ускорить лечение и диагностику пациентов.

Оглавление

Введение

1. История углерода

2. Уголь. Виды угля

3. Аллотропные модификации углерода. Физические свойства углерода

4. Изотопы углерода

5. Химические свойства углерода

6. Применение углерода

7. Нахождение в природе

Заключение

Список литературы