Amorfa koltyper, egenskaper och användningsområden

den amorft kol Det är allt det allotropa kolet med strukturer som är fulla av molekylära defekter och oegentligheter. Uttrycket allotrope hänför sig till det faktum att ett enda kemiskt element, såsom kolatomen, bildar olika molekylära strukturer; några kristallina och andra, som i detta fall, amorfa.

Amorft kol saknar den långväga kristallina strukturen som karakteriserar diamant och grafit. Detta betyder att strukturmönstret förblir något konstant om du visualiserar områden av det fasta väldigt nära varandra; och när de är avlägsna blir deras skillnader tydliga.

Egenskaperna eller fysikaliska och kemiska egenskaper hos det amorfa kolet skiljer sig också från grafit och diamant. Till exempel har vi det kända träkol, en produkt av träförbränning (toppbild). Detta 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. Kolsvart, aktivt kol, sot och kol är bland de olika formerna av amorft kol..

Amorft kol har viktiga användningsområden inom kraftproduktionsbranschen samt i textil- och sanitetsindustrin.

index

• 1 Typer av amorft kol
  • 1.1 Enligt sitt ursprung
  • 1,2 struktur
  • 1.3 Sammansättning
• 2 egenskaper
• 3 användningsområden
  • 3.1 Kolet
  • 3.2 Aktivt kol
  • 3.3 Kolsvart
  • 3,4 Amorfa kolfilmer
• 4 referenser

Amorfa koltyper

Det finns flera kriterier för att klassificera dem, såsom deras ursprung, sammansättning och struktur. Den senare beror på förhållandet mellan kol med sp-hybridiseringar² och sp³; det vill säga de som definierar ett plan eller en tetrahedron. Därför kan den oorganiska (mineralogiska) matrisen hos dessa fasta ämnen bli mycket komplexa.

Enligt sitt ursprung

Det finns amorft kol av naturligt ursprung, eftersom det är en produkt av oxidation och former av sönderdelning av organiska föreningar. Bland denna typ av kol är sot, kol och kol härrörande från karbider.

Syntetiskt amorft kol framställes genom katodisk bågavsättning och katodisk sputteringsteknik. Syntetiskt tillverkas också diamant amorfa kol eller amorfa kolfilmer.

struktur

Det amorfa kolet kan också grupperas i tre stora typer beroende på andelen sp² eller sp³ närvarande. Är amorft kol, som tillhör den uppringda elementärt amorft kol (aC), amorft hydrerat kol (aC: H) och tetraedriska amorft kol (ta-C).

Elementärt amorft kol

Ofta förkortad som aC eller a-C, inkluderar det aktivt kol och kolsvart. Varianter av denna grupp erhålls genom ofullständig förbränning av animaliska och vegetabiliska substanser; det vill säga de bränner med ett stökiometriskt underskott av syre.

De har en högre andel sp länkar² i sin molekylära struktur eller organisation. De kan föreställas som en serie grupperade plan, med olika orienteringar i rymden, produkt av tetrahedrala kolatomer som uppvisar heterogenitet i hela.

Från dem har nanokompositer syntetiserats med elektroniska tillämpningar och materialutveckling.

Amorft hydrogenerat kol

Förkortad som aC: H eller HAC. Bland dem är sot, rök, kol extraherad som bitumen och asfalt. Sot är lätt urskiljbara när det finns en brand i ett närliggande berg till en stad eller stad där det konstateras i luftströmmar som drar så ömtåliga svarta blad i svart.

Som namnet antyder innehåller den väte, men kovalent kopplat till kolatomerna och inte av molekyltypen (H₂). Det är, det finns C-H länkar. Om väte frigörs från en av dessa bindningar kommer det att vara en orbital med en opparad elektron. Om två av dessa oparade elektroner är mycket nära varandra, interagera de orsakar så kallade dinglande bindningar (dinglar bond, på engelska).

Med denna typ av hydrogenerade amorfa kolfilmer eller beläggningar med lägre hårdhet erhålles än de som framställs med ta-C.

Tetrahedral amorft kol

Förkortad som ta-C, även kallad kol som liknar diamant. Den innehåller en hög andel sp hybridiserade länkar³.

Till denna klassificering hör till filmerna eller beläggningarna av amorft kol, med en amorf tetraedral struktur. De saknar väte, har hög hårdhet, och många av deras fysikaliska egenskaper liknar dem i diamant.

Molekylärt består den av tetraedrala kolatomer som inte har ett långtgående strukturellt mönster; medan i diamanten förblir ordningen konstant i olika delar av kristallen. Ta-C kan presentera en viss ordning eller karaktäristiskt mönster till en kristall, men endast korta intervall.

komposition

Kolet är organiserat som strata av svart sten, som innehåller andra element som svavel, väte, kväve och syre. Härifrån uppstår amorfa kol som kol, torv, antracit och brunkol. Antraciten är alla som har den högsta kolsammansättningen.

egenskaper

Det sanna amorfa kolet har π bindningar placerade med avvikelser i det interatomiska avståndet och variationen i bindningsvinkeln. Det har sp hybridiserade länkar² och sp³ vars förhållande varierar beroende på typen av amorft kol.

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

Generellt har den egenskaper med hög stabilitet och hög mekanisk hårdhet, värmebeständighet och slitstyrka. Dessutom är den karakteriserad eftersom den har hög optisk transparens, låg friktionskoefficient och motståndskraft mot olika korrosiva medel.

Amorft kol är känsligt för bestrålningens effekter, har hög elektrokemisk stabilitet och elektrisk ledningsförmåga bland andra egenskaper.

tillämpningar

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

Kolet

Kol är ett fossilt bränsle, och därför är det en viktig energikälla, som också används för att generera el. Kolgruvindustrins miljöpåverkan och dess användning i kraftverk diskuteras mycket idag.

Aktivt kol

Det är användbart att utföra selektiva absorptions- eller filtreringsprocesser av föroreningar i dricksvatten, missfärga lösningar och kan även absorbera svavelgaser.

Kolsvart

Kolsvart används ofta vid produktion av pigment, tryckfärger och en mängd olika färger. Detta kol förbättrar i allmänhet styrkan och motståndet hos artiklar gjorda med gummi.

Som fyllmedel i däck eller däck ökar motståndet mot slitage och skyddar materialet mot nedbrytning som orsakas av solljus.

Amorfa kolfilmer

Den tekniska användningen av amorfa kolfilmer eller beläggningar i sorter av platta och mikroelektroniska anordningar ökar. Andelen sp länkar² och sp³ gör att de amorfa kolfilmerna har optiska och mekaniska egenskaper med varierande densitet och hårdhet.

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

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2018). Amorft kol. Hämtad från: en.wikipedia.org
3. Kouchi A. (2014) Amorft kol. I: Amils R. et al. (eds) 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. Hämtad från: sciencedirect.com
6. Rubio-Roy, M., Corbella, C. och Bertran, E. (2011). Tribologiska egenskaper hos fluorerade amorfa koltunna filmer. Hämtad från: researchgate.net