Cacbon là phi kim được ứng dụng nhiều trong đời sống, nó có thể thu được ở những dạng nào? Vậy nguyên tố cacbon là gì? Nêu tính chất vật lý, tính chất hóa học hay công dụng và cách sản xuất nguyên tố cacbon trong phòng thí nghiệm, trong đời sống hàng ngày? Để giải đáp những câu hỏi đặt ra, hãy cùng Trường Tiểu học Trảng Dài tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!
Contents
Nguyên tố cacbon là gì?
Cacbon là một nguyên tố hóa học có nguồn gốc từ tiếng Pháp là cacbone với ký hiệu hóa học C. Đây là một nguyên tố phi kim phổ biến có hóa trị IV. Yếu tố này cũng có nhiều dạng khác nhau.
Carbon, hiện diện chủ yếu trong tất cả các đời sống hữu cơ, là cơ sở của hóa học hữu cơ. Nó là một loại phi kim loại đặc biệt có thể liên kết với chính nó và có thể liên kết với một loạt các nguyên tố khác, tạo ra gần 10 triệu hợp chất đã biết.
- Cacbon là phi kim
- Biểu tượng:
- Cấu hình điện tử: 1s22s22p2
- Số nguyên tử: Z = 6
- Khối lượng nguyên tử: 12
Vị trí trong bảng tuần hoàn
- Ô, nhóm: ô số 6, nhóm IVA
- Chu kỳ: 2
- Đồng vị: Cacbon có hai đồng vị bền là 126C và 136C.
- Độ âm điện: 2,55
Lịch sử của nguyên tố cacbon
Ít ai nghĩ đến sợi carbon (CF) do Thomas Edison phát minh vào năm 1879 và được coi là một trong những loại sợi tổng hợp lâu đời nhất của loài người, mang lại giá trị to lớn cho sự phát triển của khoa học và công nghệ. công nghệ hiện đại của nhân loại. Ban đầu, nhà phát minh này sử dụng sợi carbon để làm dây tóc bóng đèn. Mặc dù sợi carbon vào thời điểm đó không giống như sợi carbon ngày nay, nhưng chúng có khả năng chịu nhiệt vượt trội, điều này cũng khiến sợi carbon trở thành một ý tưởng tốt cho sợi dẫn điện.
Edison là người đã tạo ra sợi carbon dựa trên cellulose làm từ bông hoặc tre, khác hoàn toàn với sợi carbon làm từ dầu mỏ ngày nay. Quá trình cacbon hóa thường được thực hiện bằng cách nung sợi tre ở nhiệt độ cao trong điều kiện tiêu chuẩn dưới sự kiểm soát nghiêm ngặt. Thomas Edison cũng đã dành 40 giờ liên tục đốt vật chất để loại bỏ oxy, nitơ, hydro và chỉ giữ lại carbon để tạo ra sợi carbon đầu tiên trên thế giới. Phương pháp sản xuất này được gọi là “nhiệt phân” và vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Kết quả là “đốt” được những sợi tre có khả năng chống cháy và nhiệt độ cao – những điều kiện cần thiết để đốt cháy dây tóc bóng đèn.
Sau đó, chỉ đến những năm 1950, khả năng kéo dài của sợi carbon mới được phát hiện. Người đầu tiên được cho là đã tạo ra sợi carbon ngày nay là Rayon. Ngày nay, sợi carbon hiện đại được làm từ vật liệu gọi là polyacrylonitrile (PAN), chất này cũng được sử dụng để sản xuất hầu hết các sợi carbon hiện đại.
Tính chất vật lý của cacbon
Các tính chất vật lý của cacbon cũng phụ thuộc vào hình dạng của nó. Ví dụ, kim cương không có khả năng dẫn điện, trong khi than chì, một dạng khác của cacbon, là chất dẫn điện tốt.
Cụ thể, các tính chất vật lý của carbon, được phân loại theo từng dạng chính mà chúng phải chịu, như sau:
Tính chất vật lý của kim cương
Người ta thường sử dụng kim cương vì những đặc tính vật lý vô cùng quý giá của nó như độ cứng cao, màu sắc đẹp. Một số tính chất chính của cấu trúc carbon này là:
Cấu trúc tinh thể: Tinh thể có cấu trúc lập phương nên có tính đối xứng cao, chứa các nguyên tử cacbon bậc bốn nên có nhiều tính chất độc đáo. Khối lượng riêng của kim cương là 3,50 g / cm3.
Độ cứng: Kim cương là chất cứng nhất thường được tìm thấy trong tự nhiên và có giá trị cao nhất trong số hơn 3.000 mẫu khoáng chất đã biết. Đây cũng là lý do tại sao ngành công nghiệp này đã sử dụng kim cương trong một thời gian dài.
Độ giòn: Các nhà hóa học đánh giá độ giòn của kim cương (khả năng bị vỡ) ở mức trung bình đến tốt.
Màu sắc: Màu sắc của kim cương cũng rất đa dạng, từ kim cương không màu, xanh lam, xanh lục, đỏ, hồng, vàng và cả kim cương đen.
Tính chất vật lý của than chì
Graphit có màu xám đen và là chất dẫn điện khá tốt, nhưng không tốt bằng kim loại. Graphit trong tự nhiên thường có nhiều lớp nên mềm, khi tra trên giấy sẽ để lại vệt đen do nhiều lớp tinh thể tạo thành.
Tính chất của cacbon vô định hình
Cacbon vô định hình sẽ bao gồm nhiều loại như than củi, bồ hóng, than xương… Các cacbon này cũng có chung tính chất vật lý là có cấu trúc xốp, hấp thụ mạnh các chất khí và chất tan trong dung dịch.
Tính chất hóa học của cacbon
Khả năng phản ứng: kim cương C vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa. khử oxy Cacbon bị khử khi đun nóng: Ở nhiệt độ cao: Thu hồi oxit kim loại – C khử được oxit kim loại yếu, trung bình (ZnO → CuO) 2ZnO + C 2Zn + CO2 2CuO + C 2Cu + CO2 – C có thể khử được một số oxit kim loại mạnh 2CuO + C 2Cu + CO2 khử nước C + H2O CO2 + H 2 CO2 + C 2CO Thu hồi một số hợp chất oxy hóa mạnh Mỗi dạng carbon cũng sẽ có một phương pháp nấu ăn khác nhau: Kim cương: Kim cương nhân tạo thu được bằng cách nung nóng than chì ở nhiệt độ khoảng 2000 độ C, áp suất từ 50 đến 100 nghìn atm, với chất xúc tác là sắt, niken hoặc crom. Than cốc: Đốt than trong lò không có không khí, lò luyện cốc ở nhiệt độ cao khoảng 2000 độ C. Quá trình nung còn làm bay hơi hoặc phân hủy các chất hữu cơ trong than để tạo thành sản phẩm. Các sản phẩm dễ bay hơi, bao gồm cả nước, tồn tại ở dạng than đá. khí đốt và nhựa than đá. Than cốc cũng là sản phẩm phân hủy không bay hơi, cặn cacbon và khoáng liên kết với nhau bởi các hạt than ban đầu ở thể rắn, thể rắn và thể thủy tinh. Than chì: Điều chế than chì nhân tạo bằng cách nung cốc ở nhiệt độ 2500 đến 3000 độ C trong lò điện không có điều hòa. Than củi: Đốt củi trong điều kiện không có không khí. CH4 Tính chất hóa học của cacbon (C) | Tính chất vật lý, nhận biết, sản xuất, ứng dụng Muội than (C) + 2H2 Tính chất hóa học của cacbon gỗ (C) | Tính chất vật lý, nhận biết, điều chế, sử dụng Than củi (C) Tùy thuộc vào tính chất của từng dạng cacbon mà chúng có những công dụng khác nhau trong đời sống, sản xuất hay công nghệ. Một số cách sử dụng phổ biến nhất cho từng dạng cacbon là: Kim cương: dùng để chế tạo đồ trang sức quý hiếm, máy khoan, máy cưa, máy cắt thủy tinh,… Kim còn được dùng để tản nhiệt trong các thiết bị điện tử. Than chì: Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép, vật liệu composite, vật liệu chịu lửa. Than chì cũng được sử dụng để chế tạo điện cực đèn hồ quang, pin, điện cực pin, chất bôi trơn, v.v. Carbon vô định hình: Mỗi loại carbon vô định hình có một cách sử dụng cụ thể. Ví dụ, mặt nạ phòng độc, khử mùi, tẩy trắng được làm từ than hoạt tính; Than đá hay than củi được dùng làm chất đốt trong công nghiệp, chất khử một số kim loại… Với những thông tin hữu ích trên đây mà chúng tôi cung cấp, hi vọng sẽ giúp những ai đam mê hóa học hiểu rõ hơn về nguyên tố cacbon, cũng như tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng hay cách tạo khí của nó. cacbon trong cuộc sống. Ngoài ra, để hiểu rõ hơn về 118 nguyên tố hóa học tại đây. Nhớ để nguồn bài viết này: Nguyên tố Cacbon (C), Cấu hình electron, Tính chất hoá học, Vật Lý của website thtrangdai.edu.vn Chuyên mục: Kiến thức chung
điều chế carbon
ứng dụng của carbon
Kết thúc