Ang Coal ay isa sa mga pinakalumang panggatong na kilala sa tao. At kahit ngayon ito ay sumasakop sa isang nangungunang posisyon sa mga tuntunin ng paggamit. Ang dahilan nito ay ang pagkalat nito, kadalian ng pagkuha, pagproseso at paggamit. Pero ano siya? Ano ang kemikal na formula ng karbon?
Sa totoo lang, hindi ganap na tama ang tanong na ito. Ang karbon ay hindi isang sangkap, ito ay pinaghalong iba't ibang mga sangkap. Marami sa kanila, kaya imposibleng ganap na matukoy ang komposisyon ng karbon. Samakatuwid, sa ilalim ng kemikal na pormula ng karbon sa artikulong ito, mas gugustuhin natin ang elemental na komposisyon nito at ilang iba pang tampok.
Ngunit ano ang matututuhan natin tungkol sa estado ng sangkap na ito? Ang karbon ay nabuo mula sa mga labi ng mga halaman sa loob ng maraming taon dahil sa pagkakalantad sa mataas na temperatura at presyon. At dahil ang mga halaman ay organiko sa kalikasan, ang mga organikong sangkap ang mangingibabaw sa komposisyon ng karbon.
Depende sa edad at iba pang kondisyon ng pinagmulan ng karbon, nahahati ito sa ilang uri. Ang bawat species ay nakikilala sa pamamagitan ng elemental na komposisyon nito, ang presensyamga dumi at iba pang mahahalagang katangian.
Brown coal
Ay ang pinakabatang uri ng karbon. Mayroon pa itong vegetal woody structure. Direktang nabuo mula sa pit sa lalim na humigit-kumulang 1 kilometro.
Ang ganitong uri ng karbon ay naglalaman ng medyo malaking halaga ng kahalumigmigan: mula 20 hanggang 40%. Kapag nalantad sa hangin, ito ay sumingaw, at ang karbon ay nadudurog sa pulbos. Susunod, pag-uusapan natin ang komposisyon ng kemikal ng partikular na tuyong nalalabi. Ang dami ng inorganic na impurities sa brown coal ay mataas din at umaabot sa 20-45%. Ang mga impurities na ito ay silicon dioxide, oxides ng aluminum, calcium at iron. Maaari rin itong maglaman ng mga alkali metal oxide.
Mayroong maraming pabagu-bago ng isip na organic at inorganic na substance sa karbon na ito. Maaari silang umabot sa kalahati ng masa ng ganitong uri ng karbon. Ang elemental na komposisyon na binawasan ng mga inorganic at volatile substance ay ang mga sumusunod:
- Carbon 50-75%.
- Oxygen 26-37%.
- Hydrogen 3-5%.
- Nitrogen 0-2%.
- Sulfur 0.5-3%.
Coal
Ayon sa panahon ng pagbuo, ang ganitong uri ng karbon ay susunod pagkatapos ng kayumanggi. Mayroon itong itim o gray-black na kulay, pati na rin ang resinous, minsan metallic na ningning.
Ang kahalumigmigan ng karbon ay mas mababa kaysa kayumanggi: 1-12% lamang. Ang nilalaman ng pabagu-bago ng isip na mga sangkap sa karbon ay lubhang nag-iiba depende sa lugar ng pagkuha. Maaari itong maging minimal (mula sa 2%), ngunit maaari ring maabot ang mga halaga na katulad ng brown na karbon (hanggang 48%). Ang elementaryong komposisyon ay ang mga sumusunod:
- Carbon 75-92%.
- Hydrogen 2, 5-5, 7%.
- Oxygen 1, 5-15%.
- Nitrogen hanggang 2.7%.
- Sulfur 0-4%.
Mula dito maaari nating tapusin na ang chemical formula ng hard coal ay binubuo ng mas maraming carbon kaysa brown coal. Ginagawa nitong mas mahusay na kalidad ng gasolina ang ganitong uri ng karbon.
Anthracite
Ang Anthracite ay ang pinakalumang anyo ng fossil coal. Ito ay madilim na itim ang kulay at may katangiang metal na ningning. Ito ang pinakamahusay na karbon sa mga tuntunin ng dami ng init na inilalabas nito kapag nasusunog.
Ang dami ng moisture at pabagu-bagong substance dito ay napakaliit. Mga 5-7% para sa bawat indicator. At ang elemental na komposisyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na nilalaman ng carbon:
- Carbon na higit sa 90%.
- Hydrogen 1-3%.
- Oxygen 1-1, 5%.
- Nitrogen 1-1, 5%.
- Sulfur hanggang 0.8%.
Maraming coal ang nasa graphite lamang, na isang karagdagang yugto ng coalification ng anthracite.
Uling
Ang ganitong uri ng karbon ay hindi isang fossil, kaya mayroon itong ilang mga kakaiba sa komposisyon nito. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pag-init ng tuyong kahoy sa temperatura na 450-500 oC nang walang hangin. Ang prosesong ito ay tinatawag na pyrolysis. Sa panahon nito, ang isang bilang ng mga sangkap ay inilabas mula sa kahoy: methanol, acetone, acetic acid at iba pa, pagkatapos nito ay nagiging karbon. Sa pamamagitan ng paraan, ang pagkasunog ng kahoy ay pyrolysis din, ngunit dahil sa pagkakaroon ng oxygen sa hangin, ang mga inilabas na gas ay nagniningas. Ito ang dahilan ng pagkakaroonapoy kapag nasusunog.
Ang kahoy ay hindi homogenous, marami itong pores at capillary. Ang isang katulad na istraktura ay bahagyang napanatili sa karbon na nakuha mula dito. Para sa kadahilanang ito, mayroon itong mahusay na kapasidad ng adsorption at ginagamit kasama ng activated carbon.
Ang moisture content ng ganitong uri ng karbon ay napakababa (mga 3%), ngunit sa pangmatagalang imbakan ay sinisipsip nito ang kahalumigmigan mula sa hangin at ang porsyento ng tubig ay tumataas sa 7-15%. Ang nilalaman ng mga inorganic na impurities at volatile substance ay kinokontrol ng GOSTs at hindi dapat lumagpas sa 3% at 20%, ayon sa pagkakabanggit. Ang elemental na komposisyon ay nakasalalay sa teknolohiya ng produksyon, at humigit-kumulang ganito ang hitsura:
- Carbon 80-92%.
- Oxygen 5-15%.
- Hydrogen 4-5%.
- Nitrogen ~0%.
- Sulfur ~0%.
Ipinapakita ng kemikal na formula ng uling na sa mga tuntunin ng nilalaman ng carbon ito ay malapit sa bato, ngunit bukod pa rito ay mayroon lamang itong maliit na halaga ng mga elemento na hindi kailangan para sa pagkasunog (sulfur at nitrogen).
Activated carbon
Ang Activated carbon ay isang uri ng carbon na may mataas na partikular na pore surface area, na ginagawa itong mas sumisipsip kaysa sa kahoy. Ang uling at uling, gayundin ang mga bao ng niyog ay ginagamit bilang hilaw na materyales para sa paggawa nito. Ang panimulang materyal ay sumasailalim sa isang proseso ng pag-activate. Ang kakanyahan nito ay upang buksan ang mga baradong pores na may mataas na temperatura, mga electrolyte solution o singaw ng tubig.
Sa panahon ng proseso ng activation, ang istraktura lamang ng substance ang nagbabago, kaya ang kemikal na formula ng activated carbonmagkapareho sa komposisyon ng mga hilaw na materyales kung saan ito ginawa. Ang moisture content ng activated carbon ay depende sa partikular na surface area ng mga pores at karaniwang mas mababa sa 12%.
