#Hemija

Lekcija: Ugljenik

Ugljenik je veoma dragocen hemijski element. I to i bukvalno! Naime, skupoceni dijamant je oblik ugljenika. Naziv mu potiče od grčke reči adams, što znači „nepobediv“, jer je najtvrđi mineral u prirodi. Brušenjem se od dijamanta dobija brilijant, oblik kojim se ističe njegova lepota i sjaj i koji se koristi za nakit. Draguljari znaju načine kako da razlikuju prave od lažnih brilijanata. To rade tako što upoređuju provodljivost toplote i gustinu.

raw-diamond

Dijamant (levo) i brilijant (desno).

Hajde da pričamo o ljubavi

Bez obzira da li imaš simpatiju ili si ti nečija simpatija mnogo je neprijatno kada se o tome priča. Evo nekoliko neprijatnih situacija u kojima ćete se možda i vi pronaći...

Pročitaj dalje

Nalaženje u prirodi

Ugljenik je u prirodi veoma rasprostranjen u vidu svojih jedinjenja. Ubraja se u biogene elemente i u ljudskom telu je drugi po zastupljenosti, sa 18%. U elementarnom stanju javlja se u nekoliko alotropskih modifikacija.

Ugljenik - hemijski element

Ugljenik se nalazi u drugoj periodi i IVa grupi periodnog sistema. Broj valentnih elektrona u atomu ovog elementa je četiri.

carbon-atom

Utvrđeno je da gradi molekule sa većim brojem atoma, odnosno kristalne rešetke.

Alotropske modifikacije

Dijamant

Izuzetno je tvrd, providan je i ne provodi električnu energiju.

struktura_dijamanta

Na slici je prikazan model strukture dijamanta. Atomi grade razgranatu strukturu i svaki od njih je fiksiran. Zato je dijamant tako čvrst.

Koristi se, zbog svoje tvrdoće, za obradu drugih materijala, stakla, kao i drugog dragog kamenja. Od njega se pravi vrh zubarske bušilice.

Grafit

Mekan je, crne boje i sjajan, a dobro provodi toplotu i električnu energiju.

graphite

Na slici je prikazan model strukture grafita. Atomi su raspoređeni u slojevima. Privlačenja između slojeva nije tako jako kao što je između atoma u istom sloju. Zato slojevi klize jedan preko drugog, te je grafit značajno mekši u odnosu na dijamant.

Koristi se za pravljenje olovaka i elektroda.

Fuleren

Ovaj oblik ugljenika otkriven je 1985. Predstavlja čitavu familiju različitih oblika ugljenika, čiji su molekuli u obliku elipse, tube, sfere itd.

C60

Jedan od oblika fulerena podseća na fudbalsku loptu, pa se zove i fudbalen.

Koristi se za podmazivanje.

Amorfni ugljenik

Amorfni ugljenik je čađ, a i koks i aktivni ugalj takođe su amorfne supstance koje sadrže ugljenik.

Amorphous_Carbon

Ovakav oblik ugljenika nazivamo amorfnim, jer nema jasnu strukturu. Naziv je nastao od grčkih reči: prefiks „a“ znači „bez“, dok „morphé“ znači „oblik“.

Koristi se za prečišćavanje vode i pravljenje filtera za gas maske, jer ima veliku površinu za koju se lepe druge čestice.

Kako i zašto treba da peremo zube?

Kada god pozirate za fotografiju kažu vam: „Nasmešite se!" To znači, otvorite usta i pokažite zube. Zbog toga ćete na slici izgledati srećno. Što su zdraviji zubi, srećnije izgledaš. Zašto je to tako?

Pročitaj dalje

Ugljenik(II)-oksid

Nastaje pri nepotpunom sagorevanju ugljenika:

monoksid

Ispuštaju ga fabrički dimnjaci i automobili, a ima ga i u duvanskom dimu. To je bezbojan gas, bez mirisa i koji se ne rastvara u vodi i ne reaguje sa njom (neutralan je oksid). Otrovan je, jer potiskuje kiseonik iz hemoglobina eritrocita. Jedan je od zagađivača životne sredine.

Ugljenik(IV)-oksid

Nastaje potpunim sagorevanjem ugljenika:

potpunaoksidacija

Takođe, nastaje i oksidacijom ugljenik(II)-oksida:

oksidacija-oksida

Za razliku od ugljenik(II)-oksida, ugljenik(IV)-oksid ne može da reaguje sa kiseonikom. On ne podržava gorenje.

To je gas bez boje i mirisa, koga sva živa bića ispuštaju procesom disanja, a biljke ga usvajaju tokom fotosinteze. Industrija je dovela do povećanja njegove koncentracije u vazduhu, što je zagađivanje, jer je ugljenik(IV)-oksid gas staklene bašte.

Ugljenik(II)-oksid ima manju gustinu od vazduha, a ugljenik(IV)-oksid veću. Eksperimentator je dobio ugljenik(IV)-oksid dodatkom sirćetne kiseline u staklenu posudu sa sodom bikarbonom. Potom je njegova pomoćnica napravila mehure od sapunice i pogledajte kako su dokazali da ugljenik(IV)-oksid ima veću gustinu od vazduha:

Šta kada bi sva voda sa Zemlje nestala?

Naš život ne bi mogao ni da se zamisli bez vode. Kada gledamo Zemlju iz svemira, ono što je najupadljivije jeste VODA. Da li kao tečnost u okeanima ili ledena ostrva na polovima, ali voda čini 70% površine naše planete, to je voda ispod nas, a iznad na nebu vodena para formira oblake.

Ali šta bi se desilo kada bi sva voda sa Zemlje nestala: iscurila, isparila, otekla, isušila se... Jednostavno otišla?

Pročitaj dalje

Primena ugljenik(IV)-oksida

Koristi se za gašenje požara jer ne podržava gorenje, a i pošto je teži od vazduha, prekriva zapaljenu supstancu i ne dozvoljava joj kontakt sa kiseonikom.

Ugljenik(IV)-oksid u čvrstom stanju naziva se suvi led. Koristi se kao rashladno sredtvo i imitaciju magle u filmskoj industriji.

Sledeći filmić prikazuje čak osam „kul“ eksperimenata sa suvim ledom:

Ugljena kiselina

Ugljenik(IV)-oksid je kiseli oksid, pa reaguje sa vodom:

karbo-kis

Ova kiselina je slaba i lako se razlaže na ugljenik(IV)-oksid i vodu (otuda povratna strelica u hemijskoj jednačini). To se dešava i u gaziranim pićima, uz karakteristično šuštanje. U gazirana pića se, inače, ubacuje ugljenik(IV)-oksid pod pritiskom.

Kada protresemo takvo piće u konzervi, sva je prilika da ćemo se isprskati kada otvorimo konzervu. No, eksperiment za kraj današnje lekcije pokazuje da ne mora uvek da bude tako: