czwartek, 8 grudnia 2011

Grafit – węgiel do pisania, rysowania, szkicowania

Dawniej grafit był uważany za ołów, gdyż ma podobny do niego wygląd. Dopiero w XVIII wieku wykazano, że grafit nie jest ołowiem, ale odmianą węgla, gdyż spalany w kwasie azotowym całkowicie zmienia się na dwutlenek węgla. Grafit to substancja ciemnoszara, brudząca, nieprzezroczysta, o ciężarze właściwym 2,25 g/cm3. Tak miękka, że można nią pisać. Stąd nazwa od greckiego grafo  - piszę.

Zwykły węgiel można zamienić na grafit

W wielkim piecu rozpuszcza się w stopionym żelazie  nieco koksu (do 5%). I co się okazuje? Gdy żelazo krzepnie, wówczas rozpuszczony w nim węgiel wydziela się w postaci grafitu. Dziś przetwarza się kos w grafit przez ogrzewanie go w piecu elektrycznym do wysokich temperatur wraz z czystym tlenkiem żelazowym (Fe2O3).
Grafit przewodzi prąd elektryczny, należy jednak do półprzewodnikw. Jedynym rozpuszczalnikiem grafitu jest stopione żelazo. Grafit topi się dopiero w temperaturze 3500-4000 stopni Celsjusza.  Z grafitu wyrabia się choćby ołówki, ale także trudnotopliwe naczynia laboratoryjne. Zmielonym grafitem powleka się żelazo dla ochrony przed korozją.

Jeśli chcesz zamówić pracę lub pomoc w pracy z dziedziny chemii, biologii, ekologii, napisz na:

Aluminium - lekki metal, który nie rdzewieje

W polszczyźnie na pierwiastek chemiczny, który świat nazywa „aluminium”, mówi się glin. Aluminiowe są tylko produkty z glinu: garnki, sztućce, narzędzia, puszki do napojów.

Pierwiastek Al jest podstawowym składnikiem gliny. Glin jest najbardziej rozpowszechnionym metalem w przyrodzie, stanowi 7,5% skorupy ziemskiej; pod względem rozpowszechnienia wśród pierwiastków ustępuje jedynie tlenowi i krzemowi.

Światowa kariera „metalu z gliny” rozpoczęła się od łyżeczki. W czasie przyjęcia urządzonego w 1854 r. przez cesarza Napoleona III powszechne zdumienie budził fakt, że w nakryciach do obiadu łyżeczki nie były jak zwykle pozłacane, tylko jakby cynowe. Zdziwionym ambasadorom, uczestnikom przyjęcia, cesarz wyjaśnił, że są wykonane z nowego metalu – aluminium.

Na skalę przemysłową zaczęto produkować wyroby z glinu pod koniec XIX wieku, dzięki wynalazkowi amerykańskiego chemika Charlesa Martina Halla, którego dokonał w 1889 r. Młody chemik znalazł topnik, w którym glinka (Al203) się rozpuszcza, i z którego prąd elektryczny bardzo łatwo wydziela na katodzie metaliczne aluminium. Topnikiem tym jest kriolit. Kriolit to „lodowy kamień” występujący masowo na Grenlandii. Wyglądem zewnętrznym nie różni się od lodu. Obecnie otrzymywany jest syntetycznie.

Metoda Halla polega na ogrzewaniu kriolitu do temperatury topnienia (około 900°C) za pomocą prądu elektrycznego w żelaznym naczyniu spełniającym równocześnie rolę katody. Glinka rozpuszcza się w stopionym kriolicie. Stopiona mieszanina kriolitu i glinki przewodzi prąd elektryczny, który rozkłada glinkę na wolny glin, zbierający się na katodzie, czyli na dnie żelaznego naczynia.

W praktyce na skalę przemysłową okazało się, że aluminium ma zbyt małą wytrzymałość mechaniczną, dlatego często używa się stopów aluminium z innymi metalami. Szczególnie duraluminium daje się hartować, stąd jego powodzenie w przemyśle. Dzisiaj prawie wyłącznym surowcem do wytwarzania aluminium jest boksyt, minerał, który nazwę zawdzięcza francuskiej miejscowości Les Beax, gdzie okryto pierwsze pokłady tego minerału.

Aby otrzymać 1000 kg aluminium, potrzeba 4000 kg boksytu, 600 kg elektrod grafitowych i około 25 000 kWh energii elektrycznej. Tak to wyglądało wedle technologii lat 70-tych w Polsce.

Aluminium daje się odlewać, wyciągać w rury (właśnie tak powstają rury i rynny Alutec Marley), w cienki drut, formować w cienki folie (w które zawijamy produkty spożywcze).

Można z niego formować dowolne kształty. Aluminium ma wielką odporność na korozję. Powierzchnia glinu na powierzchni od razu pokrywa się ochronną warstwą tlenku glinowego. Wadą gliny jest uleganie kwasom i zasadom, stąd na przykład rynien aluminiowym nie zaleca się montować w rejonach nadmorskich oraz wysokiego uprzemysłowienia, gdzie padają kwaśne deszcze.
W glebie glin jest bardzo ważnym mikropierwiastkiem.  Pobudza kiełkowanie i rozwój roślin.


Jeśli chcesz zamówić pracę lub pomoc w pracy z dziedziny chemii, biologii, ekologii, napisz na:

Dlaczego złoto jest tak cenne?

Złoto swoje znaczenie i wartość zawdzięcza wyjątkowym właściwościom: jest zupełnie odporne na korozję, nie zmienia wyglądu ani na powietrzu, ani w innym środowisku, nie ulega działaniu kwasów. Odznacza  niezwykłą ciągliwością. Ze złota można utworzyć drucik tak cienki, że 146 m takiego drucika będzie ważyć zaledwie 0,06g. Ze złota można uformować listki tak cienkie, że dopiero 10 000 nałożonych na siebie listków utworzy warstewkę o grubości 1 mm.
Złoto swoją wartość zawdzięcza nie tylko niezwykłym zaletom, ale także rzadkości występowania. Obok renu jest ono najrzadszym metalem. Stanowi tylko 0,000006% lito- i hydrosfery i zajmuje pod względem rozpowszechnienia dopiero 78 miejsce.
Czyste złoto nie ma prawie żadnego zastosowania, gdyż jest zbyt miękkie. Potrzebne są dodatki utwardzające (srebro, miedź, nikiel, kobalt, cyrkon, platyna itd.). Stopień czystości złota określa się w promilach, dawniej w karatach (czyste złoto liczy się jako 24-karatowe).
Do wybijania monet stosuje się najczęściej złoto 900%, resztę stanowi miedź lub srebro. Do wyrobu biżuterii, zegarków stosuje się złoto 585%, ponieważ jest wówczas najtwardsze.

Jeśli chcesz zamówić pracę lub pomoc w pracy z dziedziny chemii, biologii, ekologii, napisz na:

sobota, 12 listopada 2011

Destylacja - sposób na odsalanie wody morskiej

Jednym z największych problemów świata był i jest niedostatek wody słodkiej, zdatnej do picia. Sposobem jest odsalanie wody morskiej.

Głównymi składnikami wody morskiej w promilach są: chlor (19), sód (11), dalej magnez (1,3), siarka (0,9), wapń (0,9), potas (0,4), brom (0,06)  i dziesiątki innych pierwiastków, łącznie ze srebrem, złotem, radem.

Odsalanie polega na oddzieleniu soli, którą woda morska jest zasolona, bądź odestylowanie wody. Próbowano też kilku innych metod, ale nadal największą popularnością cieszy się destylacja wody. Największym problem przy tym jest niestety koszt potrzebny do przeprowadzenia destylacji. Wysoki koszt sprawia, że odsalanie wody morskiej jest metodą rzadko stosowaną i nie rozwiązuje kwestii niedoboru wody pitnej na świecie.

W krajach o dużym nasłonecznieniu do destylacji wody używa się energię słoneczną. Moc promieniowania słonecznego wynosi około 1 kW na 1m² powierzchni Ziemi. Budowane są więc destylarki słoneczne z wykorzystaniem uszczelnionych płyt szklanych lub folii, przykrywających zaczerniony zbiornik ze słoną wodą. Para wodna skrapla się na wewnętrznej stronie płyty i spływa do rynny z nierdzewnej stali, umieszczonej pod krawędzią płyty.

Jeśli chcesz zamówić pracę lub pomoc w pracy z dziedziny chemii, biologii, ekologii, napisz na:

Dlaczego rury wodociągów pękają zimą?

¾ naszej planety jest pokryte wodą. Aż 97% wody ziemskiej jest zasolone. Pozostała woda w znacznej części śniegi i lodowce.
Henry Cavendish, zamożny Anglik, który prywatnie zajmował się zagadnieniami naukowymi, odkrył w 1781 roku, że woda powstaje przez spalanie wodoru.
Woda występująca w przyrodzie w stanie płynnym, nie jest chemicznie czysta; w odróżnieniu od pary i lodu, które mogą być chemicznie czyste.

Zamarzanie wody zaczyna się od najbardziej płynnej jej powierzchni. Jeżeli ochładzać wodę, to początkowo kurczy się do temperatury 4ºC. Wówczas jest najgęstsza. Potem następuje jej rozszerzanie i ta rozszerzona, mniej gęsta woda zamarza w 0ºC. Zamarza od powierzchni w głąb, gdzie jest nieco cieplejsza woda. Lód ma gęstość 0,92 w porównaniu z najgęstszą wodą (w 4ºC), w której gęstość przyjmujemy jako 1,0. Lód jest lżejszy, dlatego utrzymuje się na powierzchni wody, zabezpieczając dolne warstwy przed zamarzaniem. Umożliwia to utrzymywanie życia w wodzie nawet w ciężkie mrozy.
Dzięki właściwości rozszerzalności, woda zamarzając w szczelinach skład, rozsadza je. To samo dotyczy niestety rur wodociągowych w miastach, które często pękają zimą, gdy woda zamarzając zmniejsza gęstość i „rozsadza” rurę.

Jeśli chcesz zamówić pracę lub pomoc w pracy z dziedziny chemii, napisz na: pisanieprac24wawa@gmail.com