Mikhailo Lomonosov, ο διάσημος Ρώσος επιστήμονας 18αιώνα, πίσω σε εκείνους τους αρχαίους χρόνους, έδωσε έναν ορισμό για το πώς αυτό το ορυκτό προέκυψε στη φύση. Δηλαδή: από τα ερείπια φυτών, όπως τύρφη, προήλθε επίσης ο άνθρακας. Η εκπαίδευσή του, σύμφωνα με τον Λομονόσοφ, οφείλεται σε διάφορους παράγοντες. Πρώτον, τα υπολείμματα της βλάστησης αποσυντίθενται χωρίς τη συμμετοχή του «ελεύθερου αέρα» (δηλαδή, χωρίς ελεύθερη πρόσβαση οξυγόνου). Δεύτερον, υπήρχε ένα καθεστώς σχετικά υψηλής θερμοκρασίας. Και τρίτον, το "βάρος της οροφής", δηλαδή, η αυξημένη πίεση του βράχου, έπαιξε ρόλο. Αυτό συνέβη σε αμνημονεύτων χρόνων, όταν η ανθρωπότητα δεν υπήρχε ακόμη στον πλανήτη Γη.
Οι υποθέσεις των ημερών που πέρασαν
Σε κάθε περίπτωση, η ιστορία του σχηματισμού άνθρακα- ζήτημα τόσο μακρινών ημερών που οι σύγχρονοι επιστήμονες μπορούν να κάνουν εικασίες και υποθέσεις μόνο, εξηγώντας τη διαδικασία. Αλλά σήμερα έχει μελετηθεί με ακρίβεια. Και οι μηχανισμοί για το πώς εμφανίζεται ο άνθρακας (ο σχηματισμός του από προκαταρκτικές πρώτες ύλες) είναι γνωστοί στην επιστήμη.
Από τύρφη
Τα απόβλητα από τα υψηλότερα φυτά μετατρέπονται σταδιακάτύρφη που συσσωρεύονται σε βαλτώδεις περιοχές και είναι κατάφυτες με άλλα φυτά, βαθμιαία πηγαίνουν στα βάθη. Όντας σε βάθος, τα τύρφη αλλάζουν συνεχώς τη χημική τους σύνθεση (πιο σύνθετες ενώσεις μετατρέπονται σε απλούστερες, αποσυντίθενται). Μερικά από αυτά διαλύονται σε νερό και ξεπλένονται, και άλλα διέρχονται σε αέρια κατάσταση. Έτσι προκύπτουν μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα στους βάλτους, που δίνουν τη χαρακτηριστική μυρωδιά του αέρα σε αυτά τα ακατοίκητα μέρη. Μια σημαντική λειτουργία αυτής της διαδικασίας εκτελείται από μύκητες και βακτήρια, τα οποία συμβάλλουν στην περαιτέρω αποσύνθεση του ιστού των νεκρών φυτών.
Άνθρακες
Με την πάροδο του χρόνου, στη διαδικασία των συνεχιζόμενων τροποποιήσεωνοι πιο σταθερές ενώσεις υδρογονανθράκων συσσωρεύονται σε τυρφώνες. Και δεδομένου ότι αυτός ο κορεσμός μάζας τύρφης με υδρογονάνθρακες πραγματοποιείται πρακτικά χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, ο άνθρακας δεν μετατρέπεται σε αέριο και δεν εξατμίζεται. Απομόνωση από την πρόσβαση στον αέρα και ταυτόχρονος κορεσμός με αύξηση της επίδρασης της πίεσης: ο άνθρακας σχηματίζεται από τύρφη. Ο σχηματισμός του διαρκεί εκατοντάδες χιλιετίες, αυτή η διαδικασία δεν είναι τόσο γρήγορη! Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα περισσότερα από τα τρέχοντα αποθέματα και οι ραφές άνθρακα προέκυψαν στο Παλαιοζωικό, δηλαδή περισσότερα από 300 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Αυτό είναι ενδιαφέρον: τι είδους άνθρακας υπάρχουν;
- Ο πιο χαλαρός και νεότερος όλων των ειδών είναι ο λιγνίτης (που σημαίνει "ξυλώδες"). Υπολείμματα φυτικών μαζών και ξύλου είναι ακόμη ορατά σε αυτό. Βασικά, ο λιγνίτης είναι τύρφης από ξύλο.
- Ο καφέ άνθρακας σχηματίζεται σε ραφές με περισσότεραισχυρή αποσύνθεση φυτικών υπολειμμάτων. Εμφανίζεται, κατά κανόνα, σε βάθος έως και ένα χιλιόμετρο. Έχει ακόμα πολύ υγρό (πάνω από 40%). Καίει αρκετά καλά, αλλά παράγει λίγη θερμότητα.
- Σε βάθη έως και τρία χιλιόμετρα σε πολλά μέρηο κόσμος είναι άνθρακας. Ο σχηματισμός του από ένα καφέ ορυκτό είδος συμβαίνει μόνο υπό ορισμένες συνθήκες: όταν τα στρώματα κατεβαίνουν σε βαθύτερους ορίζοντες και λαμβάνει χώρα η διαδικασία οικοδόμησης του βουνού. Εκεί, υπό υψηλή πίεση και χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, ολοκληρώνεται η διαδικασία μετάβασης από το ένα κλάσμα στο άλλο. Αυτός ο άνθρακας περιέχει περισσότερο από 75% άνθρακα, καίει καλύτερα και δίνει περισσότερη θερμότητα.
- Ο ανθρακίτης είναι ένας άνθρακας εξόρυξης πιο αρχαίων πετρωμάτων.Βρίσκεται σε βάθος έως και πέντε χιλιόμετρα. Περιέχει ακόμη περισσότερο άνθρακα και ακόμη λιγότερη υγρασία (σχεδόν καθόλου). Δεν είναι πολύ εύφλεκτο, αλλά η μεταφορά θερμότητας είναι η υψηλότερη όλων των τύπων. Στον ανθρακίτη, τα ερείπια των φυτών από τα οποία προήλθε δύσκολα βρίσκουν. Αυτός ο άνθρακας θεωρείται ο πιο υποσχόμενος για τη βιομηχανία.
Αλλά δεν είναι μόνο αυτό!
Η φύση αποφάσισε ότι ήταν ο ίδιος ο ανθρακίτηςο πιο πυκνός άνθρακας με την υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα (95 τοις εκατό και περισσότερο), δεν είναι το τελικό στάδιο των μετασχηματισμών που συμβαίνουν με υπολείμματα φυτών στο περιβάλλον. Το Shungite είναι μια ουσία που σχηματίζεται από άνθρακα υπό ακόμη πιο σοβαρές συνθήκες. Ο γραφίτης σχηματίζεται σε υψηλές θερμοκρασίες από το ίδιο υλικό. Και αν προσθέσουμε υπερ-υψηλή πίεση, τότε σχηματίζεται το διαμάντι, η πιο ανθεκτική ουσία, η οποία έχει τόσο βιομηχανική όσο και καλλιτεχνική αξία για όλη την ανθρωπότητα.
Αλλά πρέπει να θυμόμαστε: αρκετά παράξενα, όλα αυτά, με την πρώτη ματιά, διαφορετικές ουσίες - από φυτά έως διαμάντια - αποτελούνται από άνθρακα, μόνο με διαφορετική δομή σε μοριακό επίπεδο!
Σχηματισμός και σημασία του άνθρακα
Η σημασία του άνθρακα γιαανάπτυξη της βιομηχανίας και γενικά για όλο τον ανθρώπινο πολιτισμό στη Γη. Και το πεδίο εφαρμογής της είναι πολύ ευρύ. Εκτός από το γεγονός ότι ο άνθρακας είναι ένα εξαιρετικό καύσιμο που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση σπιτιών, τη θέρμανση των κλιβάνων στη βιομηχανία, την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, πολλές ουσίες που χρειάζονται οι άνθρωποι εξάγονται επίσης από τον άνθρακα. Θείο και βανάδιο, ψευδάργυρος και μόλυβδος, γερμάνιο - όλα αυτά προσφέρουν στην ανθρωπότητα αυτό το μέταλλο.
Ο άνθρακας χρησιμοποιείται για την τήξη μετάλλων, χάλυβα,χυτοσίδηρος. Προϊόντα καύσης άνθρακα - στην παραγωγή ορισμένων οικοδομικών υλικών. Κατά τη διάρκεια της ειδικής επεξεργασίας του απολιθώματος, λαμβάνεται βενζόλιο, το οποίο χρησιμοποιείται στην παραγωγή βερνικιών και διαλυτών, όπως ένα δομικό υλικό όπως το λινέλαιο. Το υγρό καύσιμο για μηχανισμούς προέρχεται από υγροποιημένο άνθρακα από ειδικές τεχνολογίες. Ο άνθρακας είναι η αρχική πρώτη ύλη για την παραγωγή γραφίτη και βιομηχανικών διαμαντιών, και συνολικά, περισσότερα από τετρακόσια προϊόντα για τη βιομηχανία και τον τομέα των υπηρεσιών κατασκευάζονται με βάση αυτό το φυσικό υλικό.
Σχολή Φυσικών Επιστημών: Εκπαίδευση άνθρακα
Για παιδιά, όταν περνάτε το αντίστοιχο θέμα στοΟι μεσαίες τάξεις ενθαρρύνονται να μιλούν για τη δημιουργία άνθρακα στη φύση σε προσιτή μορφή. Πόσο καιρό χρειάζεται αυτή η διαδικασία. Περιγράφοντας εν συντομία τη δημιουργία άνθρακα, πρέπει να εστιάσετε στη σημασία του για την ανάπτυξη της βιομηχανίας και την πρόοδο σε σύγχρονες και ιστορικές συνθήκες, να εκπονήσετε ένα σχέδιο μηνυμάτων που θα κάνουν οι μαθητές μόνοι τους.
