Каталог
  

Структурная формула графита


Свойства и формула графита

Формула графита

Графит - это природный минерал серого или черно-стального цвета с металлическим блеском, являющийся одной из модификаций углерода, формула графита – С (углерод). Главными свойствами графита является высокая электропроводность, стойкость к высоким температурам (графит не плавится при температуре до 3000⁰С при условии отсутствия кислорода) и действию кислот. Материал легкий в обработке, прочный и инертный по отношению к большинству газов, жидкостей и твердых веществ.Основным элементом в составе графита является углерод, но при этом он может содержать примеси в виде золы, влаги, летучих веществ.

Благодаря своим физико-химическим свойствам, графит нашел широкое применение в металлургической, строительной, ювелирной отраслях, а также в машиностроении.

Кристаллическая решетка графита

Кристаллическая решетка графита имеет слоистую структуру. Углеродные слои слабоволнистые, практически плоские, расположены параллельно друг другу и слабо связаны между собой. В структуре кристаллической решетки графита каждый атом углерода очень тесно связан с четырьмя соседними, что придает графиту прочность в пределе одного слоя, но легкую расщепляемость на тонкие слои.

Более того, результаты многих исследований доказали, что, благодаря единой химической формуле графита и алмаза и одинаковому составу атомов, при высокой температуре (выше 1500⁰С) и давлении в 6 ГПа кристаллическая решетка графита может преобразоваться в кристаллическую решетку алмаза.

Марки графита

В результате переработки графита его физико-химические свойства могут меняться, поэтому для их обозначения принято разделять графиты на марки, каждая из которых имеет определенные технологические и физико-химические свойства. Главным критерием при делении графитов на промышленные марки является степень его очистки, а каждая марка графита используется для изготовления отдельных видов продукции.

На сегодняшний день на Украине более всего востребованы марки графита ГЭ-0 (крупнозернистые малозольные графиты общего назначения), графит ГЛ-1 (графит литейный) и МПГ-7 (изостатические графиты). Намного реже используются особокачественные и особочистые (ОСЧ) импортные графиты. К сожалению, на Украине налажено производство лишь электродных марок графитов (ГЭ).

Применение графита

Использование разных марок графита основано на уникальных свойствах каждой из них. Благодаря стойкости к высоким температурам, их используют при изготовлении футеровочных плит и плавильных тиглей.

Высокая электропроводимость графита и его стойкость к действию кислот и водных растворов, позволяют изготавливать из него различные нагревательные элементы и электроды.

Очень широко графиты применяются для получения химически активных металлов. Так для получения алюминия очень важны электропроводность и газообразность продукта – а эти свойства, как известно, присущи графиту. Также из графитов изготавливают твердые смазочные материалы, наполнители платсмасс. Их используют в ядерных реакторах в качестве замедлителя нейронов.

Формула графита, состав атомов и многие свойства этого минерала совпадают с формулой, составом и свойствами алмазов, поэтому графиты находят широкое применение в процессе получения синтетических алмазов. Также используются для изготовления токосъемников и контактных щеток для электротранспорта, электрических машин, подъемных кранов, мощных реостатов. Кроме того, графит является главным компонентом в составе стержней для черных графитовых карандашей (как правило, используется в составе с каолином).

sait-sovetov.net

Химическая формула графита и его свойства

В природных условиях углерод встречается и в самородной форме, формируя сразу два вида — алмаз и графит. Последний представляет собой хрупкий и мягкий минерал, который характеризуется металлическим отблеском. Примечательно, что у алмаза и графита формула в химии абсолютно одинаковая, но эти материалы значительно отличаются друг от друга свойствами и структурой.

Этот минерал представляет собой одну из разновидностей модифицированного углерода. Это очень мягкий и хрупкий материал, который очень просто обрабатывается. Химическая формула графита — «С», что означает углерод в таблице элементов.

У графита электропроводность в два с половиной раза выше, нежели у ртути. Также этот элемент характеризуется высокой степенью теплопроводимости, которая в пять раз больше теплопроводности кирпича. К самым главным химическим свойствам материала относится абсолютная инертность к твердым соединениям, газам и жидкостям, а также способность полностью растворяться в металлических сплавах.

Этот материал не эластичен, но вместе с тем прекрасно режется и гнется. Благодаря отличной пластичности и жирной структуре часто используется в промышленности. Кроме того, высокая жирность дает возможность использовать графит в качестве материала для смазки.

Читайте также:  Химическая формула известняка и его секреты

Этот природный минерал обладает слоистой структурой. Углеродные атомы его кристаллической решетки образуют ячейки-соты: множество рядов шестиугольников. Атомы в рядах очень крепко скреплены, но у самих рядов связь очень слабая. Именно по этой причине графит так просто сломать.

По таблице Мооса, твердость рассматриваемого минерала лежит в пределах 1. У алмаза она составляет 10. Это объясняется разной кристаллической решеткой. У алмазов каждый из углеродных атомов связан одновременно с четырьмя близлежащими. Примечательно, что результаты многочисленных исследований показали, что из графита можно получить алмаз при температуре более 1500 °C. Это происходит благодаря изменению кристаллической решетки. При переработке графит изменяет свои химические и физические свойства, поэтому его принято разделять на отдельные марки.

Существуют две основные группы этого минерала:

На производстве учитываются свойства материала. Компании, занимающиеся изготовлением графитовой продукции, предъявляют к сырью особые требования. Именно поэтому специалисты разработали специальную маркировку. Каждая марка имеет свое назначение. Некоторые материалы используются для производства карандашей, другие — для обустройства ядерных реакторов и т. д.

Читайте также:  Особенности камня марказит, его свойства и применение

Добыча и месторождения

На планете находится около 600 миллионов тонн графита. Самые крупные залежи минерала находятся в следующих странах:

  • Южная Корея;
  • Россия;
  • Бразилия;
  • Чехия;
  • Китай;
  • Мексика;
  • Украина.

Сформирован материал посредством метаморфизации пород из органики. Места, где локализуются залежи графита, уже очень давно начали представлять экономический интерес.

Встречается материал в форме плотных вкраплений в гранитах, слюде, гнейсах и известковых породах. Выглядит минерал как крупные скопления в форме чешуйчатых, землистых или серых масс. Расцветка его может варьироваться от черного до металлического. Графитовая руда добывается с помощью открытой технологии, а кусковое сырье — подземной.

Сферы применения

Свойства графита позволяют его применять и в повседневной жизни, и в промышленности. Благодаря высокой огнеупорности и электропроводимости его применяют в металлургии для производства форм и ковшей. Литейные предприятия используют порошок в качестве смазки.

Кроме того, графит добавляется в состав огнеупорного кирпича, шлифовальных и полировочных растворов. Самое известное применение — изготовление карандашей для рисования. Даже сфера атомной энергетики применяет его на своих объектах.

Одной из самых качественных красок считается именно графитовая. С помощью такой смеси можно обеспечить эффективную защиту чугунных, алюминиевых, деревянных и бетонных изделий от воздействия коррозии.

В медицинской сфере графит применяется при лечении болезней кожи, которые представляют собой следствие самых разных внутренних нарушений. Также этот элемент предотвращает формирование рубцов и спаек после серьезных воспалений и оказывает положительное влияние на процессы обмена веществ. Именно поэтому его добавляют во многие лекарства.

Читайте также:  Происхождение и применение медного колчедана (халькопирита)

Стоимость материала

Реализацией графита и его смесей занимаются специальные организации, добывающие и получающие материал. Стоимость его находится на вполне приемлемом уровне и зависит от содержания углерода и габаритов кристалликов. У каждого сорта есть своя цена — чем больше в материале углерода, тем, соответственно, он дороже и имеет лучшие технические характеристики.

Продается графит как оптом, так и в розницу. Примечательно, что при оптовой покупке можно получить очень неплохую скидку.

Стоимость материала также зависит и от региона продажи. Средняя же цена составляет примерно 45−50 рублей за 1 кг. Графитовые изделия имеют большую стоимость.

kamen.guru

Графит формула химическая

Такой распространенный химический элемент, как углерод, встречается в природе в виде двух полиморфных разновидностей. Эти разновидности – графит и алмаз. Хотя формулы графита и алмаза идентичны, и они являются природными проявлениями одного и того же химического элемента, они довольно резко отличаются по своим физическим свойствам и структуре.

Графит — камень, который используют в промышленности

Такие различия обусловлены особенностями строения кристаллической решетки графита. Наличие свободных электронов, которые имеет кристаллическая решетка графита, обуславливает его физические свойства.

Свойства графита

Природный графит представляет собой серое вещество, имеющее слабый металлический блеск. Он имеет высокую степень теплопроводности, которая составляет около 3,55 Вт/град/см. Этот показатель в несколько раз выше, нежели у простого глиняного кирпича. Такая высокая теплопроводность объясняется присутствием в его кристаллической решетке подвижных электронов.

Подвижные электроны обуславливают не только высокую теплопроводность элемента, но и такое физическое свойство, как высокая электропроводимость. Удельное сопротивление материала электрическому току составляет от 0,4 до 0,6 Ом. Такой низкий предел электрической сопротивляемости характерен для всех видов и агрегатных состояний, которые он имеет.

Если рассматривать его химические свойства, то он является инертным и неспособен растворяться в химически активных растворах. Его полное растворение может происходить только в металлах, имеющих высокую точку плавления. При этом процессе образуются карбиды. Такие химические соединения имеют очень разнообразные химические и физические свойства, которые используются для производства современных твердосплавных материалов.

Карбиды являются основой для производства всех твердых сплавов, которые известны на сегодняшний день. Наиболее часто используются соединения углерода с вольфрамом и титаном. Их применение дает возможность для производства режущего инструмента, который обладает такими эксплуатационными характеристиками, как термическая устойчивость и износостойкость.

Низкий коэффициент трения и устойчивость к действию высоких температур делает его незаменимым материалом для производства изделий, основной функциональной задачей которых является обеспечение герметичности различных соединений. Подобные изделия из графита позволяют изготавливать качественные уплотнительные материалы без применения смол и различных неорганических наполнителей.

Для этих целей промышленностью выпускается терморасширенный графит. Для его производства используется природный чешуйчатый графит, который обрабатывается неорганическими кислотами. В результате обработки природного чешуйчатого варианта материала получается эластичный и химически инертный образец, используемый для производства набивок и смазок, используемых для герметизации соединений.

Учитывая то, что аллотропная форма углерода характеризуется определенной кристаллической решеткой, он имеет следующие структурные формы:

  • Явнокристаллические
  • Скрытокристаллические
  • Высокодисперсные материалы, называемые углями

Существует классификация, которая разделяет природные графиты по структуре и размерам кристаллов:

  • Плотнокристаллические графиты
  • Чешуйчатые графиты

Искусственный и природный варианты

Скопления этого минерала, которые имеют промышленное значение, находятся в Китае, Корее, Индии и Бразилии. Эти страны являются основными поставщиками природного графита на мировой рынок. Залежи графита разрабатываются на Украине, в России, Чехии. В связи с большой потребностью в данном минерале его природные месторождения неспособны удовлетворить возрастающую популярность.

Природный вариант этого минерала представляет собой черный порошок, имеющий серебристый оттенок

Преимуществом графита, который получают искусственным путем, является его химическая чистота. Содержание углерода в нем составляет 99%. Наибольшая плотность графита наблюдается в рекристаллизованных вариантах. Этот вариант производится путем термомеханических и термохимических обработок. Благодаря таким способам обработки значительно повышаются показатели плотности. Этот показатель крайне важен для теплопроводности материалов.

Из искусственных вариантов этого материала нужно выделить силицированный графит. Этот современный материал получают путем пропитывания пористого графита кремнием. Процесс пропитки производится под действием высокой температуры и давления. В результате такой обработки получается материал, обладающий высокой степенью износостойкости.

Основным достоинством этого материала является низкий коэффициент трения. Этот искусственный вариант используется для производства деталей, работающих при воздействии больших температур, когда не требуется высокая механическая прочность и твердость.

Еще одной разновидностью данного минерала является изостатический графит, получаемый в результате прессования при больших температурах. Основное применение этой разновидности лежит в изготовлении литейных форм. Ее также применяют для производства приборов для нагревания.

Сопротивление при механической резке у этого материала в несколько раз ниже, чем у стали и чугуна. Поэтому изготовление деталей из изостатического графита обходится намного дешевле, чем изготовление аналогичных деталей из других материалов. При этом эксплуатационные характеристики изостатического графита в несколько раз превышают аналоги, которые изготовлены из альтернативных материалов.

Каждая отрасль современной промышленности, которая потребляет этот минерал в качестве исходного сырья для производства определенных изделий, выдвигает свои требования к качеству графита. Поэтому современная промышленность производит достаточно большую номенклатуру сырья на его основе в зависимости от потребностей заказчиков.

Основные сферы применения

Высокая стойкость к температуре, которую имеет природный углерод, обуславливает его основную сферу применения. Это изделия, которые работают в условиях высокой температуры окружающей среды. Например, из них делаются формы, в которых производится закалка различных инструментов.

Графит является основным материалом для производства качественных гальванических элементов

Природный минерал и препараты, его содержащие, являются основой для таких изделий, как формы для литья, огнеупорные лакокрасочные материалы, смазки для подшипников качения и пр.

При изготовлении электродов с положительным зарядом он способствует улучшению электропроводности. Химическая инертность минерала делает его идеальным сырьем для материалов, которые работают в агрессивных средах.

Материалы, изготовленные на его основе, способны без изменения эксплуатационных характеристик работать в тех сферах, где не могут работать другие конструкционные материалы.

Основные марки

Существует следующая классификация марок этого материала:

  • Тигельный
  • Литейный
  • Элементный
  • Карандашный
  • Электроугольный
  • Аккумуляторный

Каждая из этих марок отличается процентным содержанием чистого углерода. Современная промышленность выпускает на основе графита такой инновационный материал, как стеклоуглерод. Этот материал обладает практически нулевой пористостью. Этот показатель крайне важен для эксплуатационных характеристик.

Основная сфера применения лежит в изготовлении химически стойкой посуды. Он способен выдерживать температуры до 3000 градусов. Причем такую температуру он способен выдерживать как в условиях вакуума, так и в условиях агрессивной окружающей среды.

В последнее десятилетие интерес к этому минералу значительно возрос. На основе волокон углерода производятся следующие виды современных материалов:

  • Углеродные волокнистые материалы
  • Углеродные волокнистые сорбенты
  • Углепластики
  • Композиционные материалы на основе углеродного волокна

Особое внимание уделяется использованию углепластиков, которые находят все более широкое применение в машиностроении, химической промышленности и во многих других сферах. Их применяют в качестве альтернативы металлическим изделиям. По прочности они не уступают изделиям из металла, а вот по таким параметрам, как коррозионная стойкость и стойкость к высоким температурам, значительно их превосходят.

Аллотропные вещества: алмаз и графит. Формула графита и алмаза.

Вы десять раз подумаете, перед тем как съесть кукурузу, если узнаете эти факты Кукуруза была одомашнена около 6 тысяч лет назад в Центральной Мексике. Сейчас потомок травянистого растения теосинте культивируется повсеместно и пол.

Эндометрит: основные признаки. Современное лечение эндометрита Несмотря на всю серьезность заболевания, зачатие не исключено, однако беременность может прерваться ещё на самой ранней стадии. В этом случае женщины.

Как стать IT-гуру, не выходя из дома IT-специалисты востребованы на рынке труда. Рекрутинговое агентство Superjob утверждает, что эта профессия входит в пятерку самых популярных, и не зря.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Неожиданно: мужья хотят, чтобы их жены делали чаще эти 17 вещей Если вы хотите, чтобы ваши отношения стали счастливее, вам стоит почаще делать вещи из этого простого списка.

Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно? В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально.

Графит (от др.-греч. γράφω — пишу) — минерал, неметалл из класса самородных элементов. Гексагональная модификация углерода. Формула: С. Первоначально английские пастухи, открывшие минерал в XVI веке, приняли графит за свинец.

Физические свойства и фото графита

Графит в музее минералогии, Бонн.

Блеск металловидный, жирный или графит матовый. Твердость 1-2. Удельный вес 2,09-2,23 г/см 3. Пишет на бумаге, пачкает руки. Жирен на ощупь. Цвет железно-черный, стально-серый. Черта черная. Спайность весьма совершенная. Сплошные чешуйчатые, плотные или землистые массы, вкрапления и кристаллы в виде шестиугольных пластинок. Сингония гексагональная. Кристаллы встречаются редко. Кристаллическая структура графита обусловливает его отличия от алмаза — другой аллотропной формы углерода, в котором атомы прочно связаны друг с другом по всем направлениям. Кристаллическая структура графита определяет и его малую твердость, легкость растирания, ощущение жирности, весьма совершенную спайность, непрозрачность, металловидный блеск, высокую электропроводность.

Отличительные признаки. Для графита характерна небольшая твердость (графит мягкий), графит легко пишет на бумаге, имеет более или менее постоянный стально-серый, железно-черный цвет. Графит можно спутать с молибденитом. В отличие от молибденита графит растирается пальцами в черную пыль (молибденовый блеск растирается в светло-серый порошок).

Химические свойства. С кислотами не взаимодействует. При нагревании с селитрой дает вспышку. Кусочек цинка, помещенный на поверхности графита и смоченный каплей медного купороса, выделяет пятно меди (отличие от молибденита).

Разновидность. Шунгит —аморфная разность графита.

Происхождение графита

Известные крупные месторождения графита образовались в результате изменения осадочных отложений органогенного происхождения (каменных углей, битумов и т. п.) под действием контактного или глубинного (регионального) метаморфизма. В отдельных случаях графит образовался в результате непосредственной кристаллизации из магм, богатых углеродом, или восстановления известняков, захваченных магматическими породами.

Наибольшее практическое значение имеет графит метаморфического происхождения.

Встречается в контактовой зоне каменного угля с магматическими породами, в гнейсах, в кристаллических сланцах, в мраморах, в контактах магматических пород с известняками, в виде вкраплений в кислых, средних и основных магматических породах, в пневматолитовых образованиях.

Спутники. В контактах магматических пород с известняками: апатит, флогопит. В пневматолитовых образованиях: кварц, полевой шпат, каолинит, апатит, биотит, титаномагнетит. В гнейсах: каолинит.

Применение графита

Графит используется очень широко. Можно сказать, что нет ни одной отрасли, где бы он в той или иной степени ни применялся. Необходим графит главным образом в металлургической промышленности для изготовления огнеупорных тиглей и для покрытия поверхности литейных форм с целью предохранения отливки от пригара формовочной земли; кроме того, в электропромышленности — в производстве электродов и дуговых углей, в производстве карандашей, черных красок, черной копировальной бумаги, типографской краски или же китайской туши. Используется также как смазочное вещество (в тех случаях, когда вследствие высокого нагрева нельзя применять масла) и в паровых котлах в качестве антинакипного средства. В последнее время применяется для изготовления графитовых блоков «атомных котлов» и изготовления космической техники. Из графита получают искусственный алмаз. Графитовая жидкость применяется при объемном прессовании детален автомобилей. Штампы, обволакиваемые этим веществом, обеспечивают высокую чистоту поверхности стальных заготовок, что исключает их последующую обтирку на шлифовальных станках.

Месторождения

Имеются несколько граффито-носных провинций: Украинская, Уральская, Тунгусская (Ногинское, Курейское), Верхне-Саянская (Ботогольское), Уссурийская и другие.

Крупные месторождения графита имеются в Южной Корее, Мексике (штат Сонора), Малагасийской Республике, Шри-Ланке, Индии, ФРГ и Швеции.

Читайте также:

Post navigation

Поиск по сайту

Для связи:

Формула графита

Графит — это простое вещество, минерал, неметалл, представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода.

Молярная масса равна г/моль.

Физические свойства – это относительно мягкое твёрдое вещество с плотностью 2,08—2,23 г/см , жирное на ощупь черного или серо-черного цвета с металлическим блеском.

Хорошо проводит электрический ток. Имеет низкую твёрдостью (1 по шкале Мооса). Не плавится, сублимируется при , устойчив при нагревании в отсутствие кислорода.

Кристаллическая решетка графита гексагональная (а = 0,24612 нм, с = 0,67079 нм, z = 4). Она состоит из параллельных слоев, которые образованны из правильных шестиугольников, состоящих из атомов углерода. Атомы С каждого слоя находятся напротив центров шестиугольников, которые располагаются в соседних слоях; положение этих слоев повторяется через один, а каждый из них сдвинут относительно друг друга в горизонтальном направлении на 0,1418 нм.

На рисунке ниже показана кристаллическая решетка графита (А, В – это углеродные слои; пунктирными линиями показана элементарная кристаллическая ячейка).

Химические свойства графита

  • Графит взаимодействует с окислителями и с сильными восстановителями:

Получение графита

В промышленности графит получают с помощью нагревания смеси кокса и пека до .

Другой способ – это нагревание газообразных углеводородов до в вакууме с получением пироуглерода, который далее нагревают до при давлении 50 МПа с образованием пирографита.

Применение

Графит применяется при производстве плавильных тиглей, инертных электродов для электролиза, используется как твёрдый смазочный материал, наполнитель пластмасс, стержень для карандашей, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах.

Примеры решения задач

Рассчитайте изменение энтальпии и энтропии реакции горения углерода.

Графит. Формула графита, его химические и физические свойства

Графит представляет собой природный элемент, неметалл; мягкий, легко раскалываемый минерал, относится к классу самородных элементов; является одной из аллотропных модификаций углерода. Это значит, что он принадлежит к группе веществ, имеющих единый химический состав, одну формулу (в случае с графитом это — углерод), но имеющих существенные различия в строении и свойствах. Кристаллическая решётка состоит из параллельных слоёв, состоящих из шестиугольников правильной формы.

Разновидности графита

Известно несколько политипов графита, что обусловливается особенностями структуры: слои кристаллической решётки могут быть расположены относительно друг друга по-разному, в результате возможно существование нескольких структур с разной последовательностью укладки слоёв кристаллической решётки.

Существует и аморфная разновидность этого элемента — шунгит. В пределах одного слоя атомы связаны друг с другом плотно, а связь между их слоями намного слабее; поэтому графит довольно легко сломать, даже при небольшом усилии.

Наиболее обширные и богатые месторождения находятся в России, Южной Корее, Канаде, Украине, Чехии, Бразилии, Китае, Мексике, Шри-ланке, Индии, Швеции.

В природе встречается в зоне каменного угля в виде плотных, кристаллических или же волокнистых включений в известковые и гранитные руды, слюду; в кристаллических сланцах, в магматических породах.

Образование

Образуется в вулканических горных породах при условии воздействия высоких температур. Масштабные залежи формируются в результате термического разложения каменного угля. Может быть различными способами синтезирован в искусственных условиях.

Свойства хорошо изучены и благодаря им данный элемент широко применяется.

Физические свойства графита

  • цвет — в диапазоне от стального серого до чёрного;
  • металлический блеск ;
  • «пишет » на поверхностях;
  • электрический ток проводит хорошо;
  • отличается повышенной теплопроводимостью ;
  • по шкале Мооса графит имеет низкую плотность — 1 (относительно мягкий) — в отличие от другой аллотропной модификации углерода — алмаза, который имеет максимальный индекс прочности по той же шкале;
  • устойчив к нагреванию при условии отсутствия воздуха, не плавится ;
  • в случае воздействия трением расслаивается на отдельные частицы (данное свойство, например, используется при производстве карандашей).

Химические свойства

Химическая формула — С.

  • способен реагировать с солями, щелочными металлами;
  • в условиях высоких температур реагирует с кислородом;
  • фторируется;
  • в неокисляющих кислотах не растворяется.

Применение графита

Данный элемент является прочным лёгким в обработке материалом. благодаря чему снискал широкое применение в самых различных отраслях — машиностроении, металлургии, строительной отрасли и ювелирном деле.

В результате переработки физико-химические свойства могут изменяться, в связи с чем различают несколько марок, обладающих разными физико-химическими параметрами. Главным критерием для разделения на марки является степень очистки.

  • Подлежит переработке с целью получения композиционных материалов. Углеродные материалы химически устойчивы по отношению ко многим агрессивным жидкостям, в растворах солей и органических растворителей.
  • Изготовление плавильных плит (это возможно благодаря термостойкости в условиях вакуума и химической устойчивости к целому ряду веществ).
  • Высокая электропроводность и химическая устойчивость делает возможным применение графита для изготовления нагревательных электродов.
  • При получении химически активных металлов методом электролиза расплавленных соединений.
  • Компонент смазочных материалов — твёрдых, жидких, комбинированных.
  • В качестве наполнителя пластмасс.
  • В комбинации с каолином графит используется для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей.
  • Изготовление тепловой защиты носового отдела возвращаемых космических аппаратов.
  • Для изготовления синтетических (искусственных) алмазов.
  • Компонент токопроводящих клеёв.
  • Используется в качестве одного из компонентов при изготовлении огнеупорного кирпича.
  • Является одним из компонентов покрасочных средств, имеющих антикоррозионные свойства (так называемая графитовая краска), такие составы применяются для защиты чугунных, деревянных, алюминиевых, стальных и бетонных изделий.
  • В медицине — компонент одного из гомеопатических средств, показанных при кожных заболеваниях.

Человечеству графит известен с древнейших времён, однако подробных сведений о его применении не получено в связи со сходством красящих свойств с аналогичными свойствами других химических соединений.

Синявская Инесса Леонидовна

lingvoprofessional.ru

Формула графита в химии

Такой распространенный химический элемент, как углерод, встречается в природе в виде двух полиморфных разновидностей. Эти разновидности – графит и алмаз. Хотя формулы графита и алмаза идентичны, и они являются природными проявлениями одного и того же химического элемента, они довольно резко отличаются по своим физическим свойствам и структуре.

Графит — камень, который используют в промышленности

Такие различия обусловлены особенностями строения кристаллической решетки графита. Наличие свободных электронов, которые имеет кристаллическая решетка графита, обуславливает его физические свойства.

Свойства графита

Природный графит представляет собой серое вещество, имеющее слабый металлический блеск. Он имеет высокую степень теплопроводности, которая составляет около 3,55 Вт/град/см. Этот показатель в несколько раз выше, нежели у простого глиняного кирпича. Такая высокая теплопроводность объясняется присутствием в его кристаллической решетке подвижных электронов.

Подвижные электроны обуславливают не только высокую теплопроводность элемента, но и такое физическое свойство, как высокая электропроводимость. Удельное сопротивление материала электрическому току составляет от 0,4 до 0,6 Ом. Такой низкий предел электрической сопротивляемости характерен для всех видов и агрегатных состояний, которые он имеет.

Если рассматривать его химические свойства, то он является инертным и неспособен растворяться в химически активных растворах. Его полное растворение может происходить только в металлах, имеющих высокую точку плавления. При этом процессе образуются карбиды. Такие химические соединения имеют очень разнообразные химические и физические свойства, которые используются для производства современных твердосплавных материалов.

Карбиды являются основой для производства всех твердых сплавов, которые известны на сегодняшний день. Наиболее часто используются соединения углерода с вольфрамом и титаном. Их применение дает возможность для производства режущего инструмента, который обладает такими эксплуатационными характеристиками, как термическая устойчивость и износостойкость.

Низкий коэффициент трения и устойчивость к действию высоких температур делает его незаменимым материалом для производства изделий, основной функциональной задачей которых является обеспечение герметичности различных соединений. Подобные изделия из графита позволяют изготавливать качественные уплотнительные материалы без применения смол и различных неорганических наполнителей.

Для этих целей промышленностью выпускается терморасширенный графит. Для его производства используется природный чешуйчатый графит, который обрабатывается неорганическими кислотами. В результате обработки природного чешуйчатого варианта материала получается эластичный и химически инертный образец, используемый для производства набивок и смазок, используемых для герметизации соединений.

Учитывая то, что аллотропная форма углерода характеризуется определенной кристаллической решеткой, он имеет следующие структурные формы:

  • Явнокристаллические
  • Скрытокристаллические
  • Высокодисперсные материалы, называемые углями

Существует классификация, которая разделяет природные графиты по структуре и размерам кристаллов:

  • Плотнокристаллические графиты
  • Чешуйчатые графиты

Искусственный и природный варианты

Скопления этого минерала, которые имеют промышленное значение, находятся в Китае, Корее, Индии и Бразилии. Эти страны являются основными поставщиками природного графита на мировой рынок. Залежи графита разрабатываются на Украине, в России, Чехии. В связи с большой потребностью в данном минерале его природные месторождения неспособны удовлетворить возрастающую популярность.

Природный вариант этого минерала представляет собой черный порошок, имеющий серебристый оттенок

Преимуществом графита, который получают искусственным путем, является его химическая чистота. Содержание углерода в нем составляет 99%. Наибольшая плотность графита наблюдается в рекристаллизованных вариантах. Этот вариант производится путем термомеханических и термохимических обработок. Благодаря таким способам обработки значительно повышаются показатели плотности. Этот показатель крайне важен для теплопроводности материалов.

Из искусственных вариантов этого материала нужно выделить силицированный графит. Этот современный материал получают путем пропитывания пористого графита кремнием. Процесс пропитки производится под действием высокой температуры и давления. В результате такой обработки получается материал, обладающий высокой степенью износостойкости.

Основным достоинством этого материала является низкий коэффициент трения. Этот искусственный вариант используется для производства деталей, работающих при воздействии больших температур, когда не требуется высокая механическая прочность и твердость.

Еще одной разновидностью данного минерала является изостатический графит, получаемый в результате прессования при больших температурах. Основное применение этой разновидности лежит в изготовлении литейных форм. Ее также применяют для производства приборов для нагревания.

Сопротивление при механической резке у этого материала в несколько раз ниже, чем у стали и чугуна. Поэтому изготовление деталей из изостатического графита обходится намного дешевле, чем изготовление аналогичных деталей из других материалов. При этом эксплуатационные характеристики изостатического графита в несколько раз превышают аналоги, которые изготовлены из альтернативных материалов.

Каждая отрасль современной промышленности, которая потребляет этот минерал в качестве исходного сырья для производства определенных изделий, выдвигает свои требования к качеству графита. Поэтому современная промышленность производит достаточно большую номенклатуру сырья на его основе в зависимости от потребностей заказчиков.

Основные сферы применения

Высокая стойкость к температуре, которую имеет природный углерод, обуславливает его основную сферу применения. Это изделия, которые работают в условиях высокой температуры окружающей среды. Например, из них делаются формы, в которых производится закалка различных инструментов.

Графит является основным материалом для производства качественных гальванических элементов

Природный минерал и препараты, его содержащие, являются основой для таких изделий, как формы для литья, огнеупорные лакокрасочные материалы, смазки для подшипников качения и пр.

При изготовлении электродов с положительным зарядом он способствует улучшению электропроводности. Химическая инертность минерала делает его идеальным сырьем для материалов, которые работают в агрессивных средах.

Материалы, изготовленные на его основе, способны без изменения эксплуатационных характеристик работать в тех сферах, где не могут работать другие конструкционные материалы.

Основные марки

Существует следующая классификация марок этого материала:

  • Тигельный
  • Литейный
  • Элементный
  • Карандашный
  • Электроугольный
  • Аккумуляторный

Каждая из этих марок отличается процентным содержанием чистого углерода. Современная промышленность выпускает на основе графита такой инновационный материал, как стеклоуглерод. Этот материал обладает практически нулевой пористостью. Этот показатель крайне важен для эксплуатационных характеристик.

Основная сфера применения лежит в изготовлении химически стойкой посуды. Он способен выдерживать температуры до 3000 градусов. Причем такую температуру он способен выдерживать как в условиях вакуума, так и в условиях агрессивной окружающей среды.

В последнее десятилетие интерес к этому минералу значительно возрос. На основе волокон углерода производятся следующие виды современных материалов:

  • Углеродные волокнистые материалы
  • Углеродные волокнистые сорбенты
  • Углепластики
  • Композиционные материалы на основе углеродного волокна

Особое внимание уделяется использованию углепластиков, которые находят все более широкое применение в машиностроении, химической промышленности и во многих других сферах. Их применяют в качестве альтернативы металлическим изделиям. По прочности они не уступают изделиям из металла, а вот по таким параметрам, как коррозионная стойкость и стойкость к высоким температурам, значительно их превосходят.

Аллотропные вещества: алмаз и графит. Формула графита и алмаза.

Всем известны такие вещества, как графит и алмаз. Графит встречается повсюду. Например, из него делают стержни для простых карандашей. Графит — это вещество вполне доступное и дешевое. Но такое вещество, как алмаз, крайне отличается от графита. Алмаз — это самый дорогой камень, очень редкий и прозрачный, в отличие от графита. В это трудно поверить, но химическая формула графита совпадает с формулой алмаза. В данной статье мы разберем, как такое возможно.

Видео: Popular Graphite & Diamond videos

Графит: история и свойства минерала

История графита насчитывает тысячи лет, поэтому точный год начала его применения установить крайне трудно. Графит знаменит тем, что хорошо проводит электрический ток. Кроме того, этот минерал является очень хрупким. Поэтому из него делают стержни для карандашей.

К химическим свойствам минерала можно отнести образование соединений включения со многими веществами, такими как соли и щелочные металлы. Минерал не растворяется в кислотах.

Формула графита — C, то есть он является одной из аллотропных модификаций знаменитого шестого элемента таблицы Менделеева — углерода.

Видео: Химия 1. Предмет химии как науки — Академия занимательных наук

Алмаз: история и свойства минерала

История алмаза очень необычна. Считается, что первый алмаз был найден в Индии. В то время человечество так и не смогло понять всю силу этого камня. Геологам было лишь известно, что этот камень очень твердый и прочный. До 15 века алмазы стоили намного меньше, чем изумруды и рубины. И только потом неизвестный ювелир в процессе работы с камнем придал ему красивую огранку, которую позже стали называть бриллиантовой. Вот тогда-то камень и показал себя во всей своей красе.

Главным образом алмазы используют в промышленности. Этот минерал самый прочный на всем свете, именно поэтому из него делают абразивы, резцы для обработки прочных металлов и многое другое.

Как нам уже известно, формула графита в химии — C, такую же формулу имеет и алмаз.

Различия между алмазом и графитом

Несмотря на то что минералы имеют схожие химические формулы, они резко отличаются друг от друга как внешним видом, так и с химической точки зрения.

Видео: Нагрев графита в индукционном нагревателе

Прежде всего, алмаз и графит имеют совершенно различную друг от друга структуру. Ведь графит состоит из сетки шестиугольников, тогда как алмаз имеет кубическую кристаллическую структуру. Хрупкость графита обуславливается тем, что связь между его слоями нарушить очень легко, его атомы спокойно отделяются друг от друга. Из-за этого графит легко поглощает свет, сам он очень темный, в отличие от алмаза.

Структура алмаза отличается тем, что один атом углерода окружен еще четырьмя атомами в виде четырехгранного треугольника или пирамиды. Каждый атом находится на одинаковом расстоянии друг от друга. Связь у атомов очень крепкая, именно поэтому алмаз является таким твердым и прочным. Еще одно свойство алмаза — это то, что он может проводить свет, в отличие от графита.

Странно ли, что формула графита совпадает с формулой алмаза, но при этом минералы совершенно разные? Нет! Ведь алмаз создается природой при огромном давлении, а затем очень быстром охлаждении, тогда как графит возникает при низком давлении, но очень высокой температуре.

Что такое аллотропные вещества?

Аллотропные вещества — это очень важное понятие в химии. Это основа основ, которая позволяет отличать вещества друг от друга.

В школе аллотропные вещества изучают на примере графита и алмаза, а также их различии. Итак, изучив различия алмаза и графита, можно сделать вывод, что аллотропия — это существование в природе двух и более веществ, которые различаются по своему строению и свойствам, но имеют схожую химическую формулу или относятся к одному химическому элементу.

Получение алмаза из графита

Формула графита — C — позволила ученым произвести множество опытов, вследствие чего были найдены аллотропные вещества графита.

Преподаватели рассказывают и школьникам, и студентам о том, как ученые пытались создать алмазы из графита. Эта история очень интересная и увлекательная, а еще она позволяет запомнить о существовании таких аллотропных веществ, как графит и алмаз, и об их различиях.

Некоторое время назад ученые пытались создать алмазы из графита. Они считали, что если формула алмаза и графита одинакова, то они смогут создать алмаз, ведь камень очень дорогой и редкий. Теперь мы знаем, что минерал алмаз появляется в природе при высоком давлении и мгновенном охлаждении. Поэтому ученые решили взорвать ѓрафит, тем самым создав нужные условия для образования алмаза. И на самом деле случилось чудо, после взрыва на графите образовались очень маленькие кристаллы алмаза.

Применение графита и алмаза

На сегодняшний день и графит, и алмаз используют главным образом в промышленности. Но примерно 10 % от всей добычи алмазов идет на ювелирное дело. Чаще всего из графита изготавливают карандаши, так как он очень хрупкий и ломкий, при этом оставляет следы.

Аллотропные вещества: алмаз и графит. Формула графита и алмаза.

Всем известны такие вещества, как графит и алмаз. Графит встречается повсюду. Например, из него делают стержни для простых карандашей. Графит — это вещество вполне доступное и дешевое. Но такое вещество, как алмаз, крайне отличается от графита. Алмаз — это самый дорогой камень, очень редкий и прозрачный, в отличие от графита. В это трудно поверить, но химическая формула графита совпадает с формулой алмаза. В данной статье мы разберем, как такое возможно.

Графит: история и свойства минерала

История графита насчитывает тысячи лет, поэтому точный год начала его применения установить крайне трудно. Графит знаменит тем, что хорошо проводит электрический ток. Кроме того, этот минерал является очень хрупким. Поэтому из него делают стержни для карандашей.

К химическим свойствам минерала можно отнести образование соединений включения со многими веществами, такими как соли и щелочные металлы. Минерал не растворяется в кислотах.

Формула графита — C, то есть он является одной из аллотропных модификаций знаменитого шестого элемента таблицы Менделеева — углерода.

Алмаз: история и свойства минерала

История алмаза очень необычна. Считается, что первый алмаз был найден в Индии. В то время человечество так и не смогло понять всю силу этого камня. Геологам было лишь известно, что этот камень очень твердый и прочный. До 15 века алмазы стоили намного меньше, чем изумруды и рубины. И только потом неизвестный ювелир в процессе работы с камнем придал ему красивую огранку, которую позже стали называть бриллиантовой. Вот тогда-то камень и показал себя во всей своей красе.

Главным образом алмазы используют в промышленности. Этот минерал самый прочный на всем свете, именно поэтому из него делают абразивы, резцы для обработки прочных металлов и многое другое.

Как нам уже известно, формула графита в химии — C, такую же формулу имеет и алмаз.

Различия между алмазом и графитом

Несмотря на то что минералы имеют схожие химические формулы, они резко отличаются друг от друга как внешним видом, так и с химической точки зрения.

Прежде всего, алмаз и графит имеют совершенно различную друг от друга структуру. Ведь графит состоит из сетки шестиугольников, тогда как алмаз имеет кубическую кристаллическую структуру. Хрупкость графита обуславливается тем, что связь между его слоями нарушить очень легко, его атомы спокойно отделяются друг от друга. Из-за этого графит легко поглощает свет, сам он очень темный, в отличие от алмаза.

Структура алмаза отличается тем, что один атом углерода окружен еще четырьмя атомами в виде четырехгранного треугольника или пирамиды. Каждый атом находится на одинаковом расстоянии друг от друга. Связь у атомов очень крепкая, именно поэтому алмаз является таким твердым и прочным. Еще одно свойство алмаза — это то, что он может проводить свет, в отличие от графита.

Странно ли, что формула графита совпадает с формулой алмаза, но при этом минералы совершенно разные? Нет! Ведь алмаз создается природой при огромном давлении, а затем очень быстром охлаждении, тогда как графит возникает при низком давлении, но очень высокой температуре.

Что такое аллотропные вещества?

Аллотропные вещества — это очень важное понятие в химии. Это основа основ, которая позволяет отличать вещества друг от друга.

В школе аллотропные вещества изучают на примере графита и алмаза, а также их различии. Итак, изучив различия алмаза и графита, можно сделать вывод, что аллотропия — это существование в природе двух и более веществ, которые различаются по своему строению и свойствам, но имеют схожую химическую формулу или относятся к одному химическому элементу.

Получение алмаза из графита

Формула графита — C — позволила ученым произвести множество опытов, вследствие чего были найдены аллотропные вещества графита.

Преподаватели рассказывают и школьникам, и студентам о том, как ученые пытались создать алмазы из графита. Эта история очень интересная и увлекательная, а еще она позволяет запомнить о существовании таких аллотропных веществ, как графит и алмаз, и об их различиях.

Некоторое время назад ученые пытались создать алмазы из графита. Они считали, что если формула алмаза и графита одинакова, то они смогут создать алмаз, ведь камень очень дорогой и редкий. Теперь мы знаем, что минерал алмаз появляется в природе при высоком давлении и мгновенном охлаждении. Поэтому ученые решили взорвать ѓрафит, тем самым создав нужные условия для образования алмаза. И на самом деле случилось чудо, после взрыва на графите образовались очень маленькие кристаллы алмаза.

Применение графита и алмаза

На сегодняшний день и графит, и алмаз используют главным образом в промышленности. Но примерно 10 % от всей добычи алмазов идет на ювелирное дело. Чаще всего из графита изготавливают карандаши, так как он очень хрупкий и ломкий, при этом оставляет следы.

9 женщин-гигантов, в существование которых сложно поверить А вы когда-нибудь встречали самую высокую женщину в мире? Не просто высокую, а гиганта? Нет, это не шутки, да и смешного нет ничего в истории этих жен.

12 требований к соискателям на должность диснеевской принцессы Если вы всегда мечтали дарить детям радость, то можете стать принцессой в «Диснейленде». Но будьте готовы к тому, что требования к вам будут предъявле.

Эндометрит: основные признаки. Современное лечение эндометрита Несмотря на всю серьезность заболевания, зачатие не исключено, однако беременность может прерваться ещё на самой ранней стадии. В этом случае женщины.

Как стать IT-гуру, не выходя из дома IT-специалисты востребованы на рынке труда. Рекрутинговое агентство Superjob утверждает, что эта профессия входит в пятерку самых популярных, и не зря.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

Эти 10 мелочей мужчина всегда замечает в женщине Думаете, ваш мужчина ничего не смыслит в женской психологии? Это не так. От взгляда любящего вас партнера не укроется ни единая мелочь. И вот 10 вещей.

Формула графита

Графит — это простое вещество, минерал, неметалл, представляет собой одну из аллотропных модификаций углерода.

Молярная масса равна г/моль.

Физические свойства – это относительно мягкое твёрдое вещество с плотностью 2,08—2,23 г/см , жирное на ощупь черного или серо-черного цвета с металлическим блеском.

Хорошо проводит электрический ток. Имеет низкую твёрдостью (1 по шкале Мооса). Не плавится, сублимируется при , устойчив при нагревании в отсутствие кислорода.

Кристаллическая решетка графита гексагональная (а = 0,24612 нм, с = 0,67079 нм, z = 4). Она состоит из параллельных слоев, которые образованны из правильных шестиугольников, состоящих из атомов углерода. Атомы С каждого слоя находятся напротив центров шестиугольников, которые располагаются в соседних слоях; положение этих слоев повторяется через один, а каждый из них сдвинут относительно друг друга в горизонтальном направлении на 0,1418 нм.

На рисунке ниже показана кристаллическая решетка графита (А, В – это углеродные слои; пунктирными линиями показана элементарная кристаллическая ячейка).

Химические свойства графита

  • Графит взаимодействует с окислителями и с сильными восстановителями:

Получение графита

В промышленности графит получают с помощью нагревания смеси кокса и пека до .

Другой способ – это нагревание газообразных углеводородов до в вакууме с получением пироуглерода, который далее нагревают до при давлении 50 МПа с образованием пирографита.

Применение

Графит применяется при производстве плавильных тиглей, инертных электродов для электролиза, используется как твёрдый смазочный материал, наполнитель пластмасс, стержень для карандашей, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах.

Примеры решения задач

Рассчитайте изменение энтальпии и энтропии реакции горения углерода.

Графит. Формула графита, его химические и физические свойства

Графит представляет собой природный элемент, неметалл; мягкий, легко раскалываемый минерал, относится к классу самородных элементов; является одной из аллотропных модификаций углерода. Это значит, что он принадлежит к группе веществ, имеющих единый химический состав, одну формулу (в случае с графитом это — углерод), но имеющих существенные различия в строении и свойствах. Кристаллическая решётка состоит из параллельных слоёв, состоящих из шестиугольников правильной формы.

Разновидности графита

Известно несколько политипов графита, что обусловливается особенностями структуры: слои кристаллической решётки могут быть расположены относительно друг друга по-разному, в результате возможно существование нескольких структур с разной последовательностью укладки слоёв кристаллической решётки.

Существует и аморфная разновидность этого элемента — шунгит. В пределах одного слоя атомы связаны друг с другом плотно, а связь между их слоями намного слабее; поэтому графит довольно легко сломать, даже при небольшом усилии.

Наиболее обширные и богатые месторождения находятся в России, Южной Корее, Канаде, Украине, Чехии, Бразилии, Китае, Мексике, Шри-ланке, Индии, Швеции.

В природе встречается в зоне каменного угля в виде плотных, кристаллических или же волокнистых включений в известковые и гранитные руды, слюду; в кристаллических сланцах, в магматических породах.

Образование

Образуется в вулканических горных породах при условии воздействия высоких температур. Масштабные залежи формируются в результате термического разложения каменного угля. Может быть различными способами синтезирован в искусственных условиях.

Свойства хорошо изучены и благодаря им данный элемент широко применяется.

Физические свойства графита

  • цвет — в диапазоне от стального серого до чёрного;
  • металлический блеск ;
  • «пишет » на поверхностях;
  • электрический ток проводит хорошо;
  • отличается повышенной теплопроводимостью ;
  • по шкале Мооса графит имеет низкую плотность — 1 (относительно мягкий) — в отличие от другой аллотропной модификации углерода — алмаза, который имеет максимальный индекс прочности по той же шкале;
  • устойчив к нагреванию при условии отсутствия воздуха, не плавится ;
  • в случае воздействия трением расслаивается на отдельные частицы (данное свойство, например, используется при производстве карандашей).

Химические свойства

Химическая формула — С.

  • способен реагировать с солями, щелочными металлами;
  • в условиях высоких температур реагирует с кислородом;
  • фторируется;
  • в неокисляющих кислотах не растворяется.

Применение графита

Данный элемент является прочным лёгким в обработке материалом. благодаря чему снискал широкое применение в самых различных отраслях — машиностроении, металлургии, строительной отрасли и ювелирном деле.

В результате переработки физико-химические свойства могут изменяться, в связи с чем различают несколько марок, обладающих разными физико-химическими параметрами. Главным критерием для разделения на марки является степень очистки.

  • Подлежит переработке с целью получения композиционных материалов. Углеродные материалы химически устойчивы по отношению ко многим агрессивным жидкостям, в растворах солей и органических растворителей.
  • Изготовление плавильных плит (это возможно благодаря термостойкости в условиях вакуума и химической устойчивости к целому ряду веществ).
  • Высокая электропроводность и химическая устойчивость делает возможным применение графита для изготовления нагревательных электродов.
  • При получении химически активных металлов методом электролиза расплавленных соединений.
  • Компонент смазочных материалов — твёрдых, жидких, комбинированных.
  • В качестве наполнителя пластмасс.
  • В комбинации с каолином графит используется для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей.
  • Изготовление тепловой защиты носового отдела возвращаемых космических аппаратов.
  • Для изготовления синтетических (искусственных) алмазов.
  • Компонент токопроводящих клеёв.
  • Используется в качестве одного из компонентов при изготовлении огнеупорного кирпича.
  • Является одним из компонентов покрасочных средств, имеющих антикоррозионные свойства (так называемая графитовая краска), такие составы применяются для защиты чугунных, деревянных, алюминиевых, стальных и бетонных изделий.
  • В медицине — компонент одного из гомеопатических средств, показанных при кожных заболеваниях.

Человечеству графит известен с древнейших времён, однако подробных сведений о его применении не получено в связи со сходством красящих свойств с аналогичными свойствами других химических соединений.

Синявская Инесса Леонидовна

lingvoprofessional.ru


Смотрите также