Chất Hóa Học - C - cacbon

Carbon đã được biết đến từ thời cổ đại dưới dạng muội than, than chì, than chì và kim cương. Tất nhiên, các nền văn hóa cổ đại không nhận ra rằng những chất này là các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố.

Carbon rất cần thiết cho tất cả các hệ thống sống đã biết, và nếu không có nó thì sự sống như chúng ta đã biết sẽ không thể tồn tại. Việc sử dụng kinh tế chủ yếu của cacbon ngoài thực phẩm và gỗ là ở dạng hydrocacbon, đáng chú ý nhất là khí mêtan trong nhiên liệu hóa thạch và dầu thô (dầu mỏ). Dầu thô được chưng cất trong các nhà máy lọc dầu của ngành công nghiệp hóa dầu để sản xuất xăng , dầu hỏa và các sản phẩm khác. Xenlulo là một loại polyme tự nhiên có chứa cacbon được sản xuất bởi thực vật ở dạng gỗ , bông , vải lanh, và cây gai dầu . Xenlulo được sử dụng chủ yếu để duy trì cấu trúc ở thực vật. Các polyme carbon có giá trị thương mại có nguồn gốc động vật bao gồm len , len cashmere và lụa . Chất dẻo được làm từ các polyme cacbon tổng hợp, thường có các nguyên tử oxy và nitơ được đưa vào các khoảng cách đều đặn trong chuỗi polyme chính. Nguyên liệu cho nhiều chất tổng hợp này đến từ dầu thô.

Graphit

Việc sử dụng cacbon và các hợp chất của nó rất đa dạng. Nó có thể tạo hợp kim với sắt, trong đó phổ biến nhất là thép cacbon . Graphite được kết hợp với đất sét để tạo thành 'chì' được sử dụng trong bút chì dùng để viết và vẽ . Nó cũng được sử dụng làm chất bôi trơn và chất màu , làm vật liệu đúc trong sản xuất thủy tinh , làm điện cực cho pin khô và mạ điện và tạo hình điện tử , trong bàn chải cho động cơ điện và như một bộ điều khiển nơtron trong lò phản ứng hạt nhân.

Ứng dụng của than chì

Than được sử dụng làm vật liệu vẽ trong các tác phẩm nghệ thuật , nướng thịt nướng , nấu chảy sắt và trong nhiều ứng dụng khác. Gỗ, than và dầu được sử dụng làm nhiên liệu để sản xuất năng lượng và sưởi ấm . Kim cương chất lượng đá quý được sử dụng trong đồ trang sức, và kim cương công nghiệp được sử dụng trong các công cụ khoan, cắt và đánh bóng để gia công kim loại và đá. Nhựa được làm từ hydrocarbon hóa thạch, và sợi carbon , do nhiệt phân của tổng hợp polyester sợi được sử dụng để củng cố chất dẻo để tạo tiên tiến, trọng lượng nhẹ vật liệu composite .

Sợi carbon được tạo ra bằng cách nhiệt phân các sợi ép đùn và kéo dài của polyacrylonitrile (PAN) và các chất hữu cơ khác. Cấu trúc tinh thể và tính chất cơ học của sợi phụ thuộc vào loại nguyên liệu ban đầu và vào quá trình xử lý tiếp theo. Các sợi carbon làm từ PAN có cấu trúc giống như các sợi than chì hẹp, nhưng quá trình xử lý nhiệt có thể sắp xếp lại cấu trúc thành một tấm cuộn liên tục. Kết quả là sợi có độ bền kéo riêng cao hơn thép. 

Carbon đen được sử dụng làm đen sắc tố trong in mực , sơn dầu và nước màu sắc của nghệ sĩ, giấy carbon , kết thúc ô tô, Ấn Độ mực và máy in laser toner . Muội than cũng được sử dụng làm chất độn trong các sản phẩm cao su như lốp xe và trong các hợp chất nhựa . Than hoạt tính được sử dụng như một chất hấp thụ và hấp phụ trong vật liệu lọc trong các ứng dụng đa dạng như mặt nạ phòng độc , lọc nước và máy hút mùi nhà bếp , và trong y học để hút chất độc, chất độc hoặc khí từ hệ tiêu hóa . Cacbon được sử dụng trong quá trình khử hóa học ở nhiệt độ cao. Than cốc được sử dụng để khử quặng sắt thành sắt (nấu chảy). Làm cứng trường hợp của thép đạt được bằng cách nung các thành phần thép thành phẩm trong bột cacbon. Cacbua của silic , vonfram , boron và titan , là một trong những vật liệu được biết đến khó khăn nhất, và được sử dụng như chất mài mòntrong các dụng cụ cắt và mài. Các hợp chất cacbon tạo nên hầu hết các vật liệu được sử dụng trong quần áo, chẳng hạn như vải và da tự nhiên và tổng hợp , và hầu như tất cả các bề mặt nội thất trong môi trường xây dựng, ngoại trừ kính, đá và kim loại.

Kim cương

Các viên kim cương công nghiệp rơi vào hai loại: một giao dịch với kim cương đá quý cấp và người kia, với những viên kim cương công nghiệp cấp. Mặc dù có một giao dịch lớn về cả hai loại kim cương, nhưng hai thị trường hoạt động khác nhau đáng kể.

Không giống như các kim loại quý như vàng hoặc bạch kim , kim cương đá quý không được giao dịch như một loại hàng hóa : có một giá trị đáng kể trong việc bán kim cương và không có thị trường bán lại kim cương nào sôi động.

Kim cương công nghiệp được đánh giá cao chủ yếu nhờ độ cứng và độ dẫn nhiệt, với các phẩm chất đá quý về độ trong và màu sắc hầu như không liên quan. Khoảng 80% kim cương được khai thác (tương đương khoảng 100 triệu carat hoặc 20 tấn hàng năm) không thích hợp để sử dụng vì đá quý được sử dụng trong công nghiệp (được gọi là bort ). Kim cương tổng hợp , được phát minh vào những năm 1950, được tìm thấy gần như ngay lập tức trong các ứng dụng công nghiệp; 3 tỷ carat (600  tấn ) kim cương tổng hợp được sản xuất hàng năm. 

Kim cương được sử dụng phổ biến trong công nghiệp là cắt, khoan, mài và đánh bóng. Hầu hết các ứng dụng này không yêu cầu kim cương lớn; trên thực tế, hầu hết các viên kim cương có chất lượng đá quý ngoại trừ kích thước nhỏ của chúng đều có thể được sử dụng trong công nghiệp. Kim cương được nhúng vào mũi khoan hoặc lưỡi cưa, hoặc nghiền thành bột để sử dụng trong các ứng dụng mài và đánh bóng. Các ứng dụng chuyên dụng bao gồm sử dụng trong các phòng thí nghiệm làm vật chứa cho các thí nghiệm áp suất cao (xem ô đe kim cương ), ổ trục hiệu suất cao và sử dụng hạn chế trong các cửa sổ chuyên dụng. Với những tiến bộ không ngừng trong sản xuất kim cương tổng hợp, các ứng dụng mới đang trở nên khả thi. Gây được nhiều hứng thú là việc kim cương có thể được sử dụng như một chất bán dẫn thích hợp cho vi mạch , và vì đặc tính dẫn nhiệt đặc biệt của nó, như một chất tản nhiệt trong thiết bị điện tử.

Ứng dụng của kim cương