Clasificarea surselor de poluare - dupa forma

Fisa de lucru - clasa a V-a - ed.ecologica

Mediul ambiental clasa a V-a A

Camera mea !

Circuitul apei in natura

Cursul optional, clasa a V-a A.

Circuitul apei in natura

Clasa a V-a A, cursul optional.

Produs final - proiecte

Clasa a VIII-a A, au lucrat pe grupe.

Formele alotropice ale carbonului

Clasa a VIII-a A , atelier de lucru - proiecte pentru evaluare. Sunt foarte multumita de munca lor.

Diamantul

Diamantul este un mineral nativ si in acelasi timp o piatra pretioasa. Din punct de vedere chimic este una din formele de existenta ale carbonului pur, celelalte fiind carbonul amorf, grafitul si fulerenele. Diamantul cristalizeaza in sistemul cubic si poate atinge duritatea maxima (10) pe scara Mohs, duritatea variind insa in funtie de gradul de puritate a cristalului. Din cauza duritatii ridicate, cristalele de diamant pot fi slefuite numai cu pulbere de diamant si din fulerita.

Caractere

Masa diamantului este exprimata in carate, un carat corespunzand cu 0,200 grame.

Pe langa cristalele de diamant din sistemul cubic, uneori se pot intalni diamante cu cristale hexagonale denumite Lonsdaleit, unii considera, aceste diamante s-au format in medii nefavorabile. Duritatea extrema a diamantului este explicata prin legatura stabila simetrica dintre atomii de carbon. Diamantul arde intr-un mediu cu oxigen pur la o temperatura de 720 *C, iar in aer la peste 800 *C cu formare de dioxid de carbon. Diamantul este solubil in unele metale ca fier, nichel, cobalt, crom,titan, platina, paladium si alte metale asemanatoare. Pe motivul reactivitatii reduse (datorata structurii stabile) a suprafetei cristalului, prin iradiere cu neutroni creste gradul lui de duritate.

Formare

Diamantele iau nastere la adancimi mari (150 km), unde sunt temperaturi (1200-1400 *C) si presiuni ridicate. Rocile mama (de insotire) a diamantului sunt Peridotit si Eklogit sau in vulcani, sunt roci bogate in gaze Kimberlite si Lamproite; acestea transporta la eruptia vulcanului si diamant (topit) sau fragmente din mantaua scoartei pamantului. Formandu-se in aceste conditii, grafitulul sau diamantul, aceasta este determinata de timpul de racire. Diamantele se pot exploata din rocile insotitoare prin minerit de exemplu Namibia, Africa de sud sau se separa din aluviunile (depunerile) apelor curgatoare (desertul, sau tarmul african).

Microdiamantele iau nastere la caderea meteoritilor mari pe Pamant (ex. craterul Barringer), creandu-se conditiile necesare pentru formarea diamantului, prin existenta unor presiuni si temperaturi ridicate si prezenta dioxidului de carbon. Varsta diamantelor este foarte diferita, fiind diamante vechi de peste 3 miliarde de ani, dar si diamante mai noi, care au varsta de cateva sute de milioane de ani.

Circa 250 de tone de minereu trebuie sa fie trecute printr-un procedeu de filtrare pentru ca, la final, sa se poata ajunge la un cristal cu taietura specifica, de un carat.

Grafitul

Grafitul este un mineral raspandit in natura face parte din categoria nemetalelor fiind dupa diamant un element stabil datorita structurii simetrice de C₆₀ cu o compozitie chimica de Carbon pur cristalizand hexagonal, rar romboedric sau fiind sub forma amorfa. Grafitul are in structura cristale opace de culoare neagra, hexagonale, forma tabulara, solzoasa, sau bare. Luciul fiind metalic la formele cristaline si mat la agregatele amorfe. Duritatea pe scara Mohs este intre 1 - 2, densitatea 2,1 - 2,3 avand o urma neagra cenusie.

Raspandire

Grafitul apare in natura de granule, in rocile metamorfice bogate in carbon, si ca vinisoare sau sub forma de filon in pegmatite. Mineralul este exploatat in China, Coreea, Madagascar, Zimbabwe, Brazilia, Cehia, Ucraina si India in mine si cariere de exploatare la zi a grafitului, in total 600.000 t. pe an.

Producere pe cale sintetica

Prin coxificarea (incalzirea sub un curent de aer la 3000 *C) materialelor bogate in carbon ca si carbune brun, antracit, petrol sau materiale sintetice, se produce o transformare a materialului amorf bogat in carbon in grafit policristalin.

Structura

In grafitul cristalin este o structura de straturi paralele (straturi bazale) acest strat are legaturi covalente hexagonale intre atomii sai care este o legatura stabila, in schimb doua straturi sunt legate intre ele prin legaturi labile, legaturi ionice. Aceasta modificare de legaturi prin schimbarea de directie determina anizotropia grafitului, ce atrage dupa sine:

-clivajul perfect dintre straturi

-proprietatile de izolator termic si electric prin stratul bazal (ortogonal) si conductibilitatea buna termica si electrica in lungul straturilor bazale.

In asa numitele fibre de sticla din carbon sunt straturi paralele intr-un plan deosebit de filele unei carti ci ca file indoite, sifonate, prin tratatre (piroliza) aceste straturi (file) vor fi netezite, rezultand fibrele de carbon (engl.: carbon fibre) care vor fi pe o anumita directie bune conducatoare termice si electrice.

Fulerena

Fulerenele sau "C60" reprezinta o clasa de compusi de atomi de carbon, care prezinta per ansamblul structurii fie forme sferice de tip dom geodezic (C₆₀, C₅₄₀) sau forme cilindrica de "tip cusca" (nanotuburile). Aceasta clasa de substante este considerata, alaturi de carbonul amorf, grafitul si diamantul o forma alotropica distincta a carbonului. Din punct de vedere al legaturilor chimice dintre atomii de carbon constitueti, fulerenele sunt inrudite structural cu grafitul.

Numele lor provine de la numele americanului Richard Buckminster Fuller ,creatorul domului geodezic. Au fost descoperite de Harold Kroto, Richard Smalley si Robert Curl in 1985 la Rice University. Kroto, Smalley si Curl au primit pentru aceasta Premiul Nobel pentru chimie in 1996.

Principalul reprezentant al clasei este fulerena C₆₀, care are 60 de atomi de carbon aranjati intr-o structura icosaedrica.Unul din cele 5 solide platonice, icosaedrul este un poliedru format din 12 fete pentagonale si 20 de fete hexagonale. Structura este extrem de asemanatoare cu cea a unei mingi de fotbal moderna, al carui design a fost total inspirat de domul geodezic a lui Fuller. C₆₀ este cea mai mica fulerena stabila (cu fete pentagonale non-adiacente si alternativ hexagonale).

O clasa de compusi strans inruditi, practic fulerene mult alungite, sunt nanotuburile de carbon, descoperite dupa 1991 de catre japonezul Sumio Iijima, specialist in microscopie electronica.

Fulerenele prezinta urmatoarele proprietati:

solide negre

opace

duritate mica

slab conducatoare de caldura si electricitate

solubile in benzina