Wstęp

Węgiel wchodzi w skład zarówno związków nieorganicznych jak i organicznych. Przez wiele wieków uważano, że substancje organiczne mogą syntetyzować jedynie organizmy żywe przy użyciu "siły witalnej".

Własności fizyczne:
  • Jest ciałem stałym
  • Ma zabarwienie czarne
  • Nie posiada smaku i zapachu
  • Jest nierozpuszczalny w wodzie

Własności chemiczne:

  • Tworzy związki, w których przyjmuje wartościowości II, IV
  • Jako typowy niemetal wchodzi w skład kwasu węglowego (słaby kwas) w reakcji tlenku węgla (IV) z wodą:

CO2 + H2O = H2CO3

  • Istnieje także tlenek węgla (II) CO, czad, nie wykazujący własności kwasowych
  • Może spalać się zarówno do tlenku węgla (IV) jak i tlenku węgla (II)
Występowanie w przyrodzie

Węgiel występuje w trzech odmianach alotropowych:

Grafitu

Diamentu

Fullerenu

Występuje również jako węgiel bezpostaciowy, czyli sadza.

Kopalina ta jest wydobywana jako węgiel kamienny i brunatny.

Porównanie diamentu i grafitu

Własności fizyczne

Diament

Grafit

barwa

przeźroczysta

stalowoczarna

gęstość

3,5 g/cm3

2,25 g/cm3

twardość

najtwardszy minerał

miękki

przewodnictwo

nie przewodzi prądu

przewodzi prąd

zastosowanie

w jubilerstwie

W produkcji nożu do cięcia szkła

W produkcji proszków ściernych

Jako końcówki wierteł

W produkcji tygli laboratoryjnych

W produkcji szczotek do silników

W produkcji elektrod

W produkcji ołówków

W produkcji substancji antykorozyjnych

Zastosowanie węgla i jego pochodnych

Pochodne węgla otrzymujemy przez suchą destylację (rozkład węgla prowadzony w wysokiej temperaturze bez dostępu tlenu). W ten sposób otrzymuje się gaz świetlny (koksowniczy), czyli mieszaninę H2, CO2, N2, węglowodorów oraz koks (z domieszką m.in. siarki).

Zastosowanie produktów suchej destylacji:

  • Gazowych:
  • W produkcji nawozów sztucznych
  • W produkcji benzyny
  • W produkcji parafiny
  • W produkcji wyrobów gumowych
  • Ciekłych:
  • Stosowane są jako leki
  • W produkcji materiałów wybuchowych
  • W chłodnictwie
  • Stałych (koks):
  • W hutnictwie
  • Do produkcji olejów syntetycznych, benzyny

Pochodna węgla jest również ropa naftowa. Powstaje ona w środowisku naturalnym przez rozkład szczątków organizmów żywych.

Własności fizyczne ropy naftowej:

  • Jest oleistą cieczą o dużej gęstości
  • Posiada charakterystyczny zapach i smak
  • Nie rozpuszcza się w wodzie

Jej głównym zastosowaniem jest produkcja nafty w wyniku destylacji ropy naftowej. Nafta ma postać cieszy bezbarwnej, łatwo ulega spaleniu.