Islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti olmaliq filiali kimyo fanidan Mustaqil ish 1

Grafit va Olmos.

Uglerodning asosiy va yaxshi o'rganilgan allotropik modifikatsiyalari olmos va grafitdir. P, T bosqichidagi grafit - olmos muvozanat chizig'ini termodinamik hisoblash 1939 yilda OI Leypunskiy tomonidan amalga oshirilgan. Oddiy sharoitlarda faqat grafit termodinamik jihatdan barqaror, olmos va boshqa shakllar metastabildir. Atmosfera bosimi va 1200 K dan yuqori haroratlarda olmos grafitga aylana boshlaydi, 2100 K dan yuqori, transformatsiya juda tez sodir bo'ladi. ΔN0 o'tish - 1,898 kJ / mol. Grafitning olmosga to'g'ridan-to'g'ri o'tishi 3000 K va 11-12 GPa bosimda sodir bo'ladi. Oddiy bosim ostida uglerod 3780 K ga ko'tariladi.

Karbin.

Zanjirli molekulyar tuzilishga ega olti burchakli uglerodning kristalli modifikatsiyasiga karbin deyiladi. Zanjirlar polien tuzilishiga (−C≡C−) yoki polikumulenga (= C = C =) ega. Birlikdagi hujayralardagi atomlar soni, hujayra kattaligi va zichligi (2,68-3,30 g / sm³) bilan farq qiluvchi karbinning bir nechta shakli ma'lum. Karbin tabiiy ravishda xaoit mineral shaklida (oq chiziqlar va grafitga qo'shilishlar) uchraydi va sun'iy ravishda atsetilenning oksidlovchi dehidro-polikondensatlanishi, grafitga lazer nurlanishining ta'siri, past haroratli plazmadagi uglevodorodlardan yoki CCl4 dan olinadi. Karbin - nozik kristalli qora chang (zichligi 1,9-2 g / sm /), yarimo'tkazgich xususiyatiga ega. Bir-biriga parallel ravishda joylashgan uglerod atomlarining uzun zanjirlaridan sun'iy sharoitda tayyorlangan. Carbyne uglerodning chiziqli polimeridir. Karbin molekulasida uglerod atomlari zanjirlarda navbatma-navbat uch yoki bitta bog'lanishlar (polien tuzilishi) yoki doimiy ravishda er-xotin bog'lanishlar (polikumulen tuzilishi) bilan bog'lanadi. Ushbu moddani birinchi marta Sovet kimyogarlari V.V.Korshak, A.M.Sladkov, VI Kasatochkin va Yu.P.Kudryavtsevlar 60-yillarning boshlarida SSSR Fanlar akademiyasining Organoelement birikmalari institutida olishgan . Carbyne yarimo'tkazgich xususiyatlariga ega va yorug'lik ta'sirida uning o'tkazuvchanligi juda oshadi. Birinchi amaliy dastur ushbu xususiyatga asoslangan - fotosellarda.

Hisob-kitoblarga ko'ra Yer umuman 730 ppm ugleroddan iborat bo'lib, yadroda 2000 ppm va mantiya va qobiqda 120 ppm bo'ladi. Yerning massasi 5,972⋅1024 kg ni tashkil qiladi, bu 4360 million gigaton uglerod mavjudligini anglatadi.Erkin uglerod tabiiy ravishda olmos va grafit shaklida uchraydi. Tabiiy karbonatlar (ohaktosh va dolomit), yonuvchan minerallar ko'rinishidagi uglerodning asosiy qismi antrasit (94-97% C), jigarrang ko'mir (64-80% C), bitum ko'mirlari (76-95% C), slanets (56- 78% C), neft (82-87% C), yonuvchan tabiiy gazlar (99% gacha metan), torf (53-56% C), shuningdek, bitum va boshqalar. Atmosfera va gidrosferada karbonat angidrid CO2 shaklida, havoda 0,046% CO2 massa bo'yicha, daryolar, dengizlar va okeanlar suvlarida ~ 60 baravar ko'p. Uglerod o'simliklar va hayvonlarda uchraydi (~ 17,5%). Uglerod inson tanasiga oziq-ovqat bilan kiradi (odatda kuniga 300 g). Inson tanasida umumiy uglerod miqdori taxminan 21% ga etadi (70 kg vazniga 15 kg). Uglerod mushak massasining 2/3 qismi va suyak massasining 1/3 qismini tashkil qiladi. U tanadan asosan ekshalatsiyalangan havo (karbonat angidrid) va siydik (karbamid) bilan ajralib chiqadi. Tabiatdagi uglerod tsikli biologik tsiklni, qazib olinadigan yoqilg'ilar yoqilganda, vulqon gazlaridan, issiq mineral buloqlardan, okean suvlarining sirt qatlamlaridan, shuningdek nafas olish, fermentatsiya va parchalanish paytida atmosferaga CO2 chiqishini o'z ichiga oladi. . Biologik tsikl CO2 ko'rinishidagi uglerodning troposferadan fotosintez jarayonida o'simliklar tomonidan so'rilishini o'z ichiga oladi. Keyin u biosferadan geosferaga, qisman hayvonlar va odam organizmlari orqali, CO2 shaklida esa atmosferaga qaytadi. Bug 'holatida va azot va vodorod bilan birikmalar shaklida uglerod Quyosh atmosferasida, sayyoralarda, tosh va temir meteoritlarida uchraydi.Ko'pgina uglerod birikmalari va avvalambor uglevodorodlar aniq kovalent xarakterga ega. S atomlarining bir-biri bilan oddiy, ikki va uch marta bog'lanishlarining mustahkamligi, C atomlaridan barqaror zanjirlar va tsikllar hosil qilish qobiliyati organik kimyo o'rgangan juda ko'p miqdordagi uglerod tarkibidagi birikmalar mavjudligini aniqlaydi.Tabiatda qattiq uglerod (-25%) va katta miqdordagi kremniy dioksid (-35%) bo'lgan mineral shungit mavjud.

Oddiy haroratlarda uglerod kimyoviy jihatdan inertdir, etarlicha yuqori haroratda u ko'plab elementlar bilan birikadi va kuchli qaytaruvchi xususiyatlarga ega. Turli xil uglerod shakllarining kimyoviy faolligi quyidagi tartibda pasayadi: amorf uglerod, grafit, olmos, havoda ular mos ravishda 300-501 ° C, 600-700 ° C va 800-1000 ° C dan yuqori haroratlarda yonadi. Oksidlanish darajasi -4 dan +4 gacha. Elektron yaqinligi 1,27 eV; C0 dan C4 + ga ketma-ket o'tish paytida ionlanish energiyalari mos ravishda 11.2604, 24.383, 47.871 va 64.19 eV ni tashkil qiladi.

Grafit qalam sanoatida ishlatiladi, ammo uning yumshoqligini kamaytirish uchun loy bilan aralashtiriladi. Bundan tashqari, u juda yuqori yoki past haroratlarda moylash materiallari sifatida ishlatiladi. Uning nihoyatda yuqori erish nuqtasi uni metallarni quyish uchun krujkalarda ishlatishga imkon beradi. Grafitning elektr tokini o'tkazish qobiliyati ham undan yuqori sifatli elektrodlar ishlab chiqarishga imkon beradi.Olmos o'zining qattiqligi tufayli ajralmas abraziv materialdir. Burmashinlarning silliqlash qo'shimchalari olmosli changga ega. Bundan tashqari, kesilgan olmos - olmos zargarlik buyumlarida qimmatbaho toshlar sifatida ishlatiladi. Noyobligi, yuqori dekorativ fazilatlari va tarixiy holatlarning tasodifiyligi tufayli olmos har doim eng qimmatbaho tosh hisoblanadi. Olmosning juda yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi (2000 Vt / m K gacha) uni yarimo'tkazgich texnologiyasi uchun protsessorlar uchun substrat sifatida istiqbolli materialga aylantiradi. Ammo olmos qazib olishning nisbatan yuqori narxi (bir karat uchun 97,47 dollar) va olmosni qayta ishlashning murakkabligi bu sohada foydalanishni cheklaydi. Farmakologiya va tibbiyotda turli xil uglerod birikmalari keng qo'llaniladi: karbonat kislota va karboksilik kislotalarning hosilalari, turli geterotsikllar, polimerlar va boshqa birikmalar. Shunday qilib, karbolen (faol uglerod) tanadan turli toksinlarni yutish va chiqarib tashlash uchun ishlatiladi; grafit (malham shaklida) - teri kasalliklarini davolash uchun; uglerodning radioaktiv izotoplari - ilmiy tadqiqotlar uchun (radiokarbonli analiz).Uglerod inson hayotida juda katta rol o'ynaydi. Uning qo'llanilishi ko'p qirrali elementning o'zi kabi xilma-xildir. Xususan, uglerod po'lat (2,14% gacha) va quyma temir (2,14% dan yuqori) ning ajralmas qismidir. Uglerod barcha organik moddalarning asosidir. Har qanday tirik organizm asosan ugleroddan iborat. Uglerod hayotning asosidir. Tirik organizmlar uchun uglerod manbai odatda atmosferadan yoki suvdan CO2 bo'ladi. Fotosintez natijasida u biologik oziq-ovqat zanjirlariga kiradi, ularda tirik mavjudotlar bir-birlarini yoki bir-birlarining qoldiqlarini eyishadi va shu bilan o'z tanalarini qurish uchun uglerod ajratib olishadi. Biologik uglerod tsikli oksidlanish va atmosferaga qayta kirish bilan yoki ko'mir yoki neft shaklida utilizatsiya qilish bilan tugaydi. Qazib olinadigan yoqilg'i shaklidagi uglerod: ko'mir va uglevodorodlar (neft, tabiiy gaz) - insoniyat uchun muhim energiya manbalaridan biri.