Формула графита в химии

• Графит – это природный материал, относящийся к классу самородных элементов, аллотропная модификация углерода.
• Описание графита
• Типы и марки графита
• Структура и кристаллическая решетка графита
• Свойства графита
• Физические свойства графита
• Применение и использование графита

Описание графита:

Графит (в переводе с греч. – «пишу») – это природный материал, относящийся к классу самородных элементов, аллотропная модификация углерода. Химическая формула графита – C.

Наряду с графитом, алмазом существуют еще много аллотропных форм углерода. Например, графен, фуллерен, углеродные нанотрубки и т.д. Свойства данных веществ совершенно отличаются друг от друга.

Графит широко распространен в природе как минерал. Он встречается обычно в виде отдельных чешуек, пластинок и скоплений, разных по величине и содержанию.

Различают месторождения кристаллического графита, связанного с магматическими горными породами или кристаллическими сланцами, и скрытокристаллического графита, образовавшегося при метаморфизме углей.

Природный графит по своему химическому составу не отличается чистотой. В большом количестве (до 10-25%) в нем присутствует зола, состоящая из разных составляющих (Fe2O3, SiO2, Аl2O3, MgO, Р2О5, CuO, СаО и др.), газы (до 2%) и битумы, иногда вода.

Также графит получается искусственным путем различными способами. Например, нагреванием смеси кокса и пека до 2 800 °C.

Типы и марки графита:

1. В соответствии с ГОСТ 17022-81 «Графит. Типы, марки и общие технические требования» выделяют следующие минералогические типы графита:
2. – кристаллический,
3. – скрытокристаллический.
4. Этим же ГОСТом предусмотрены следующие марки графита: ГСМ-1, ГСМ-2, ГАК-1, ГАК-2, ГАК-3, ГК-1, ГК-2, ГК-3, ГС-1, ГС-2, ГС-3, ГС-4, П, ЭУЗ-М, ЭУЗ-II, ЭУЗ-III, ЭУТ-I, ЭУТ-II, ЭУТ-III, ГТ-1, ГТ-2, ГТ-3, ГЭ-1, ГЭ-2, ГЭ-3, ГЭ-4, ГЛ-1, ГЛ-2, ГЛ-3, ЭУН, ГЛС-1, ГЛС-2, ГЛС-3, ГЛС-4.
5. Им соответствуют следующие виды использования (потребления) графита:
6. – графит специальный малозольный,
7. – графит аккумуляторный,
8. – графит карандашный,
9. – графит смазочный,
10. – графит кристаллический электроугольный,
11. – графит тигельный,
12. – графит элементный,
13. – графит кристаллический литейный,
14. – графит скрытокристаллический электроугольный,
15. – графит скрытокристаллический литейный.

Структура и кристаллическая решетка графита:

Графит имеет слоистую, плоскую структуру. Отдельные слои графита называются графеном. Каждый слой кристаллической решетки графита может по-разному располагаться по отношению друг к другу, образуя политипы.

В каждом слое атомы углерода расположены в гексагональной решетке на расстоянии 0,142 Нм, а расстояние между плоскостями графена составляет 0,335 Нм.

Атомы углерода, расположенные в одной плоскости слоя, связаны между собой ковалентной связью. Углерод имеет четыре свободных электрона.

Однако в ковалентной связи задействованы только три электрона из четырех, поэтому каждый атом углерода связан только с тремя атомами углерода.

Между собой слои графена в графите скреплены слабыми Вандерваальсовыми силами, которые позволяют слоям графита легко быть отделенными друг от друга.

Известны две формы графита: альфа-графит (имеет гексагональную структуру и кристаллическую решетку) и бета-графит (имеет ромбоэдрическую структуру и кристаллическую решетку). Обе формы графита имеют очень схожие физические свойства, за исключением того, что слои графена у каждой формы графита укладываются несколько по-разному.

Рис. 1. Альфа-графит

У α-графита половина атомов каждого слоя располагается над и под центрами шестиугольника, а у β-графита каждый четвёртый слой повторяет первый.

Рис. 2. Бета-графит

Альфа-графит может быть преобразован в бета-форму с помощью механической обработки. Бета-форма переходит в альфа-форму при нагревании графита свыше 1300 °C.

Свойства графита:

– электрическая проводимость графита анизотропна (т.е. зависит от направления внутри самого графита). Он хорошо проводит электрический ток в направлении, параллельном базисной плоскости. В этом случае его электропроводность близка к металлической. В перпендикулярном направлении электропроводность в сотни раз меньше.

– обладает низкой твёрдостью. Твердость школе Мооса 1.

• – относительно мягкий. После воздействия высоких температур становится немного более твёрдым и очень хрупким,
• – плотность 2,08-2,23 г/см³,
• – легко поддается механической обработке,
• – цвет от железо-черного до стально-серого, блеск металлический,
• – неплавкий, устойчив при нагревании в отсутствие воздуха,
• – жирный (скользкий) на ощупь, оставляет след на бумаге и пальцах,
• – при трении графит расслаивается на отдельные чешуйки (это свойство используется в карандашах),

– обладает достаточно большой теплопроводностью. Теплопроводность графита анизотропна. Она составляет от 100 до 354,1 Вт/(м*К) и зависит от марки графита, от направления относительно базисных плоскостей и от температуры,

– коэффициент теплового расширения графита также анизотропен и зависит от температуры.

До 700 К коэффициент теплового расширения графита отрицателен в направлении базисных плоскостей (графит сжимается при нагревании), его абсолютное значение с повышением температуры уменьшается. Выше 700 К коэффициент теплового расширения становится положительным.

В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, коэффициент теплового расширения положителен, практически не зависит от температуры и более чем в 20 раз выше среднего абсолютного значения для базисных плоскостей,

1. – обладает высоким диамагнетизмом,
2. – химически малоактивен,
3. – обладает химической стойкостью. Кислотоупорен,
4. – при высокой температуре реагирует с кислородом, сгорая до углекислого газа,
5. – образует соединение включения с щелочными металлами, солями.

Физические свойства графита:

Наименование показателя:	Значение:
Длина связи С–С, нм	0,142
Расстояние между слоями, нм	0,335
Плотность, г/см2	от 2,08 до 2,23
Температура плавления, оС	3845-3890
Температура кипения, оС	4200
Теплопроводность, Вт/(м·К)	от 100 до 354,1

Применение и использование графита:

• Области использования и применения графита:
• – для изготовления активных масс и щелочных аккумуляторов и масс для графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов,
• – для изготовления аккумуляторных изделий специального назначения,
• – для изготовления масс графитированных антифрикционных изделий из цветных металлов,
• – для изготовления карандашей чертежной и канцелярской групп,
• – для изготовления карандашей канцелярской, школьной и копировальной групп,
• – в качестве антифрикционных компонентов в твердых смазочных покрытиях при изготовлении ядерных реакторов, механизмов космических кораблей, летательных аппаратов, а также для коллоидно-графитовых препаратов,
• – в качестве ингредиента электропроводящей резины, изделий порошковой металлургии, графитовых смазочных карандашей и паст, электропроводящих полимерных пленок,
• – для изготовления консистентных смазок для открытых шестерен прокатных станов, рессор автомобилей и других высоконагруженных узлов трения,
• – для производства электроугольных изделий,
• – для изготовления огнеупорных графитокерамических изделий,
• – для производства первичных химических источников тока,
• – для припыла рабочих поверхностей форм и стержней при получении отливок сложной конфигурации, требующих особо чистой поверхности,
• – для припыла рабочих поверхностей форм и стержней при получении отливок средней сложности,
• – для припыла при получении отливок, не требующих высокой чистоты поверхности,
• – для изготовления противопригарных покрытий при получении отливок,
• – в металлургическом производстве,
• – для изготовления изделий специального назначения,
• – прочее.

© Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com,

https://ru.wikipedia.org/wiki/Графит#Условия_нахождения_в_природе

1. 
2. карта сайта
3. какой цвет натуральный матовый серый темный белый черный графит купить фото кристаллическая решетка химическая формула спб имеет вода тип простое элемент
   свойства форма марки виды строение применение графита цена модификация
   графитом является
   аллотропное видоизменение алмаз графита

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/grafit-tipyi-marki-struktura-svoystva-i-primenenie/

Графит – от карандаша до ядерного реактора

Этот минерал знаком каждому с детства. Сердцевина карандаша – не что иное, как камень графит.

• Минерал задействован и в серьезных сферах деятельности, включая науку, оборонный комплекс и ядерный сектор.
• 
• Как выглядит графит, знает каждый. Это грифель-сердцевинка обычного простого карандаша:

• Минерал мягок, в чем несложно удостовериться: от неосторожного обращения карандаши ломаются.
• Жирноват на ощупь, наделен разной твердостью и плотностью, на что указывают марки карандаша – от мягкой до твердой.
• Цвета и оттенки – полная серая гамма с матовым или металлическим отблеском.

Возможность написания или рисования создает слоистая структура минерала.

Графит – это минерал, природная кристаллическая модификация углерода. Ближайшие родичи – алмаз, лонсдейлит, чароит. Их отличает структура. У графита она слоистая.

Графит можно превратить в алмаз, разогрев до 2000°C и поместив под давление в сотни атмосфер.

1. 
2. В природе «чистый» минерал не замечен, среди примесей обнаружены редкие, ценные металлы.
3. Налажено производство искусственного графита.

История

История и время формирования графита остается загадкой для науки: он слишком похож на другие минералы по описанию.

Единственная зацепка – глиняная утварь культуры Боян-Марицы (территория современных Болгарии и Румынии, 6 тыс. лет назад). Изделия раскрашены графитовыми красками.

Графитом минерал предложил именовать Абраам Вернер. Этот прославленный химик, «окрестивший» десятки камней, взял за основу свойство минерала оставлять четкий красящий след.

Древнегреческий термин γράφω означает «пишу».

На территории России графит найден в 1826 году на Урале.

В истории, литературе минерал фигурирует также как черный/серебристый свинец, карбидное железо.

Физико-химические характеристики

• По химической номенклатуре минерал графит – это чистый углерод с формулой из одного символа (C).
• 
• Состав иногда дополняют абсорбированный газ, битум, вода, механические примеси.

Формула Цвет Цвет черты Блеск Прозрачность Твёрдость Спайность Плотность Сингония

C (углерод)

Серый, чёрный стальной

Чёрная

Металловидный

Непрозрачный

1–2

Совершенная по {0001}

2,09–2,23 г/см³

Гексагональная (планаксиальная)

Класс минерала по международной номенклатуре – самородный элемент. По систематике СССР это неметалл, но наделен характеристиками, присущими металлам, – электропроводностью, магнетизмом.

Где и как добывается

Залежи графита промышленных объемов есть на всех континентах:

• Обе Америки – США, Канада, Бразилия;
• Европа – ФРГ, Гренландия, Италия;
• Австралия.

Сырье каждого графитового рудника можно отличить по структуре, цвету, другим признакам.

Россия располагает тремя крупнейшими месторождениями:

• Бурятия – качественное плотнокристаллическое сырье.
• Краснодарский край (два) – плотно-, мелкокристаллический, чешуйчатый, графитовые сланцы.

Графиты формируются каменноугольным пиролизом либо под влиянием экстремально высоких температур и давления. Например, излияниями магмы на отложения каменного угля.

Его добывают наземным или подземным способами. Графитовые кристаллы находят в сланцах, мраморах, других органических породах.

Ежегодный мировой объем добычи графита – 600 тыс. тонн.

Разновидности

Природный графит многообразен, поэтому разработана классификация по нескольким признакам.

По составу и сферам применения:

• Коллоидный. Техническая разновидность, порошок из искусственного графита. Используется промышленностью.
• Пиролитический. Материал искусственного происхождения. Нашел применение как основа инструментария для исследований микроструктур.
• Силицированный. Графит, обогащенный кремнием. Устойчив к коррозии.

Природный графит по структуре подразделяют на волокнистый, плотнокристаллический, чешуйчатый, графитовый сланец. Выделяют также разновидности – графитит и графитовую слюдку.

Графит синтезируют из кокса и пека. Это продукты переработки каменного угля, нефтяных смол, угольного дегтя. На них воздействуют химически и механически при высоких температурах. Исходное сырье предварительно сортируют, затем прокаливают, пропитывают. Получается материал почти абсолютной чистоты.

Искусственный графит применяют везде, от безобидного пластика до ядерного оборудования. Самые востребованные марки:

• аккумуляторный;
• карандашный;
• литейный;
• смазочный;
• электроугольный;
• элементный;
• ядерный.

Под каждую марку, сферу использования графита подбирается точная пропорция пека и кокса.

Отличить рукотворные образцы несложно. Например, по треугольной штриховке на плоскостях. Она есть только у минерала природного происхождения.

Где используется

Графит почти универсален. В этом нет ничего необычного: необходимые характеристики закладываются на стадии его обработки. Так, одним требуется повышенная теплопроводность, другим – электропроводность. Третьих интересуют прочностные свойства графита.

С учетом кондиций готового продукта минерал востребован для следующих целей:

• Производство тугоплавких емкостей.
• Смазка при выплавке стали, сплавов.
• Стержни ядерных реакторов на АЭС, других агрегатах.
  Сувенирный графитовый блок
• Добавка к составу пластиковых изделий, огнеупоров (керамики, кирпича).
• Исходник частей электроприборов, подшипников, автомобильных рессор.
• Краска, используемая промышленностью и в быту как защитное покрытие от ржавчины.
• Сырье при изготовлении искусственных алмазов.
• Ингредиент лекарств, пищевых парафинов, эфирных субстанций, спиртов, сахара.

Самое известное применение графита – сердцевина карандашей.

Московские ученые создали из графита лекарство для лечения кожных заболеваний.

Графит имеет малую твердость, плотность, слоится, крошится. Эти свойства нужно иметь в виду, чтобы ухаживать за коллекционными образцами и другими изделиями правильно.

Главное – исключить механическое воздействие, падения, удары. Коллекционные образцы лучше сразу покупать с боксом.

Минерал инертен к большинству других веществ, поэтому загрязнения можно удалять теплой водой с моющими средствами.

Лечебное влияние

Первыми оценили графит гомеопаты. Они установили, что минерал подходит для лечения кожных патологий (экземы, псориаз, лишай, другие).

Сегодня список расширен:

• Нарушение обмена веществ.
• Сбой в работе щитовидной железы.
• Заболевания дыхательных путей (ринит, бронхиальная астма).
• Проблемы ЖКТ (гастрит, язва желудка, 12-перстной кишки, колиты).
• Женские недуги (аменорея, хроническое воспаление яичников, мастопатия).
• Конъюнктивит, катаракта, ячмень.

Минерал «курирует» также эмоциональное здоровье. Его прописывают при утренней головной боли, неврастении, апатии, депрессии.

Магические свойства

Эзотерики утверждают: магия графита создает для владельца мощный щит от внешнего негатива (сглаза, порчи, проклятия).

Изделие или первозданный камень подойдёт как оберег дома, офиса.

Астрологи установили, что графит – талисман Овнов. Влияние на остальные знаки Зодиака нейтральное.

Стоимость

В Сети представлено сырье технического назначения и коллекционный материал.

При формировании цены сырья значение придается разновидности, габаритам, проценту углерода. В среднем это 43-47 руб. за кг. Коллекционный материал дороже. Так, образцы минерала 2,5-4,5 см из российских месторождений можно купить за 780-920 руб.

Источник: https://jgems.ru/podelochnye/grafit

Формула графита в химии

Главная » Статьи » Формула графита в химии

Всем известны такие вещества, как графит и алмаз. Графит встречается повсюду. Например, из него делают стержни для простых карандашей. Графит — это вещество вполне доступное и дешевое.

Но такое вещество, как алмаз, крайне отличается от графита. Алмаз — это самый дорогой камень, очень редкий и прозрачный, в отличие от графита. В это трудно поверить, но химическая формула графита совпадает с формулой алмаза.

В данной статье мы разберем, как такое возможно.

История графита насчитывает тысячи лет, поэтому точный год начала его применения установить крайне трудно. Графит знаменит тем, что хорошо проводит электрический ток. Кроме того, этот минерал является очень хрупким. Поэтому из него делают стержни для карандашей.

К химическим свойствам минерала можно отнести образование соединений включения со многими веществами, такими как соли и щелочные металлы. Минерал не растворяется в кислотах.

Формула графита — C, то есть он является одной из аллотропных модификаций знаменитого шестого элемента таблицы Менделеева — углерода.

Алмаз: история и свойства минерала

История алмаза очень необычна. Считается, что первый алмаз был найден в Индии. В то время человечество так и не смогло понять всю силу этого камня. Геологам было лишь известно, что этот камень очень твердый и прочный.

До 15 века алмазы стоили намного меньше, чем изумруды и рубины. И только потом неизвестный ювелир в процессе работы с камнем придал ему красивую огранку, которую позже стали называть бриллиантовой.

Вот тогда-то камень и показал себя во всей своей красе.

Главным образом алмазы используют в промышленности. Этот минерал самый прочный на всем свете, именно поэтому из него делают абразивы, резцы для обработки прочных металлов и многое другое.

Как нам уже известно, формула графита в химии — C, такую же формулу имеет и алмаз.

Различия между алмазом и графитом

Несмотря на то что минералы имеют схожие химические формулы, они резко отличаются друг от друга как внешним видом, так и с химической точки зрения.

Прежде всего, алмаз и графит имеют совершенно различную друг от друга структуру. Ведь графит состоит из сетки шестиугольников, тогда как алмаз имеет кубическую кристаллическую структуру.

Хрупкость графита обуславливается тем, что связь между его слоями нарушить очень легко, его атомы спокойно отделяются друг от друга.

Структура алмаза отличается тем, что один атом углерода окружен еще четырьмя атомами в виде четырехгранного треугольника или пирамиды. Каждый атом находится на одинаковом расстоянии друг от друга. Связь у атомов очень крепкая, именно поэтому алмаз является таким твердым и прочным. Еще одно свойство алмаза — это то, что он может проводить свет, в отличие от графита.

Странно ли, что формула графита совпадает с формулой алмаза, но при этом минералы совершенно разные? Нет! Ведь алмаз создается природой при огромном давлении, а затем очень быстром охлаждении, тогда как графит возникает при низком давлении, но очень высокой температуре.

Что такое аллотропные вещества?

Аллотропные вещества — это очень важное понятие в химии. Это основа основ, которая позволяет отличать вещества друг от друга.

В школе аллотропные вещества изучают на примере графита и алмаза, а также их различии. Итак, изучив различия алмаза и графита, можно сделать вывод, что аллотропия — это существование в природе двух и более веществ, которые различаются по своему строению и свойствам, но имеют схожую химическую формулу или относятся к одному химическому элементу.

Получение алмаза из графита

Формула графита — C — позволила ученым произвести множество опытов, вследствие чего были найдены аллотропные вещества графита.

Преподаватели рассказывают и школьникам, и студентам о том, как ученые пытались создать алмазы из графита. Эта история очень интересная и увлекательная, а еще она позволяет запомнить о существовании таких аллотропных веществ, как графит и алмаз, и об их различиях.

Некоторое время назад ученые пытались создать алмазы из графита. Они считали, что если формула алмаза и графита одинакова, то они смогут создать алмаз, ведь камень очень дорогой и редкий.

Теперь мы знаем, что минерал алмаз появляется в природе при высоком давлении и мгновенном охлаждении. Поэтому ученые решили взорвать ѓрафит, тем самым создав нужные условия для образования алмаза.

И на самом деле случилось чудо, после взрыва на графите образовались очень маленькие кристаллы алмаза.

Применение графита и алмаза

На сегодняшний день и графит, и алмаз используют главным образом в промышленности. Но примерно 10 % от всей добычи алмазов идет на ювелирное дело. Чаще всего из графита изготавливают карандаши, так как он очень хрупкий и ломкий, при этом оставляет следы.

2qm.ru

СОВЕТЫ

Любой цвет можно получить наложением синего, красного и зеленого в различных пропорциях.

Колбочки в сетчатке человеческого глаза чувствительны главным образом к желто-красному цвету с длиной волны 560 нанометров, зеленому цвету с длиной волны 530 нанометров и синему с длиной волны 420 нанометров, хотя в меньшей степени возбуждаются и светом других частот. Поэтому каждый цвет, воспринимаемый глазом, передается в мозг в виде трехпараметрического кода.

Способность воспринимать предметы, цвета и расстояния дается с опытом. Для новорожденного младенца образы, которые он видит, расплывчаты и бессмысленны. Ему нужно время, чтобы научиться пользоваться своими глазами и сопоставлять прошлую и текущую информацию, чтобы начать узнавать предметы.

Тот же процесс можно наблюдать естественным путем в незнакомом окружении или в моменты растерянности — типа пробуждения в незнакомой комнате. Тогда в мозгу вспыхивают ряды альтернативных образов по мере того, как он пытается подчинить здравому смыслу получаемые данные. Каждый глаз видит один и тот же предмет несколько по-разному.

Чем дальше предмет расположен, тем меньше различие двух образов. Это обстоятельство плюс сила напряжения, требуемая для фокусировки, а также четкость изображения служат основой для определения удаленности предмета.

orskportal.ru

Графит формула — химики! напишите формулу алмаза и графита. в школе учила и забыла!! помню что есть небольшая разнице между ними.. — 22 ответа

Ответ от 22 ответа[гуру] Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: химики! напишите формулу алмаза и графита. в школе учила и забыла!! помню что есть небольшая разнице между ними..Ответ от [Grizzly][гуру]и алмаз и графит одна формула — CОтвет от химик[гуру]И алмаз и графит имеют одну формулу С — чистый углерод. Разница состоит в строении кристаллической решетки. У алмаза она упорядоченная. Но к химии это уже не относится.Ответ от Приспособленный[новичек]а разве у графита есть кристаллическая решетка? всегда думала, что он аморфныйАлмаз на ВикипедииПосмотрите статью на википедии про АлмазГрафит на ВикипедииПосмотрите статью на википедии про Графит

22oa.ru

Источник: https://vivien-shop.ru/stati/formula-grafita-v-himii.html

Химическая формула, свойства и получение графита

• Графит относится к природным минералам, является прочным элементом и широко применяется в сфере промышленности.
• 
• Химическая формула – 
• Молярная масса равна  г/моль.
• Физические свойства – это относительно мягкое твёрдое вещество с плотностью 2,08—2,23 г/см, жирное на ощупь черного или серо-черного цвета с металлическим блеском.

Хорошо проводит электрический ток. Имеет низкую твёрдостью (1 по шкале Мооса). Не плавится, сублимируется при , устойчив при нагревании в отсутствие кислорода.

Кристаллическая решетка графита гексагональная (а = 0,24612 нм, с = 0,67079 нм, z = 4). Она состоит из параллельных слоев, которые образованны из правильных шестиугольников, состоящих из атомов углерода.

Атомы С каждого слоя находятся напротив центров шестиугольников, которые располагаются в соседних слоях; положение этих слоев повторяется через один, а каждый из них сдвинут относительно друг друга в горизонтальном направлении на 0,1418 нм.

1. На рисунке ниже показана кристаллическая решетка графита (А, В – это углеродные слои; пунктирными линиями показана элементарная кристаллическая ячейка).
2. 
3. Графит взаимодействует с окислителями и с сильными восстановителями:
4. 
5. В промышленности графит получают с помощью нагревания смеси кокса и пека до .
6. Другой способ – это нагревание газообразных углеводородов до  в вакууме с получением пироуглерода, который далее нагревают до  при давлении 50 МПа с образованием пирографита.

Применение

Графит применяется при производстве плавильных тиглей, инертных электродов для электролиза, используется как твёрдый смазочный материал, наполнитель пластмасс, стержень для карандашей, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах.

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-grafita/

Источник: https://vseprokamni.ru/vidy/organicheskie/ximicheskaya-formula-grafita.html

Свойства и формула графита

Формула графита

Графит — это природный минерал серого или черно-стального цвета с металлическим блеском, являющийся одной из модификаций углерода, формула графита – С (углерод).

Главными свойствами графита является высокая электропроводность, стойкость к высоким температурам (графит не плавится при температуре до 3000⁰С при условии отсутствия кислорода) и действию кислот. Материал легкий в обработке, прочный и инертный по отношению к большинству газов, жидкостей и твердых веществ.

Основным элементом в составе графита является углерод, но при этом он может содержать примеси в виде золы, влаги, летучих веществ.

Благодаря своим физико-химическим свойствам, графит нашел широкое применение в металлургической, строительной, ювелирной отраслях, а также в машиностроении.

Кристаллическая решетка графита

Кристаллическая решетка графита имеет слоистую структуру. Углеродные слои слабоволнистые, практически плоские, расположены параллельно друг другу и слабо связаны между собой. В структуре кристаллической решетки графита каждый атом углерода очень тесно связан с четырьмя соседними, что придает графиту прочность в пределе одного слоя, но легкую расщепляемость на тонкие слои.

Более того, результаты многих исследований доказали, что, благодаря единой химической формуле графита и алмаза и одинаковому составу атомов, при высокой температуре (выше 1500⁰С) и давлении в 6 ГПа кристаллическая решетка графита может преобразоваться в кристаллическую решетку алмаза.

Марки графита

В результате переработки графита его физико-химические свойства могут меняться, поэтому для их обозначения принято разделять графиты на марки, каждая из которых имеет определенные технологические и физико-химические свойства. Главным критерием при делении графитов на промышленные марки является степень его очистки, а каждая марка графита используется для изготовления отдельных видов продукции.

На сегодняшний день на Украине более всего востребованы марки графита ГЭ-0 (крупнозернистые малозольные графиты общего назначения), графит ГЛ-1 (графит литейный) и МПГ-7 (изостатические графиты). Намного реже используются особокачественные и особочистые (ОСЧ) импортные графиты. К сожалению, на Украине налажено производство лишь электродных марок графитов (ГЭ).

Применение графита

Использование разных марок графита основано на уникальных свойствах каждой из них. Благодаря стойкости к высоким температурам, их используют при изготовлении футеровочных плит и плавильных тиглей.

Высокая электропроводимость графита и его стойкость к действию кислот и водных растворов, позволяют изготавливать из него различные нагревательные элементы и электроды.

Очень широко графиты применяются для получения химически активных металлов. Так для получения алюминия очень важны электропроводность и газообразность продукта – а эти свойства, как известно, присущи графиту. Также из графитов изготавливают твердые смазочные материалы, наполнители платсмасс. Их используют в ядерных реакторах в качестве замедлителя нейронов.

Также используются для изготовления токосъемников и контактных щеток для электротранспорта, электрических машин, подъемных кранов, мощных реостатов.

Кроме того, графит является главным компонентом в составе стержней для черных графитовых карандашей (как правило, используется в составе с каолином).

Источник: https://sait-sovetov.net/stati-tehnika/svojstva-i-formula-grafita-698.php

Что такое графит и как он выглядит: описание и виды, состав, многообразие использования

Графит – это представитель класса самородных камней. По своей структуре он многослойный, но мягкий настолько, что его можно резать ножом. Кристаллы вещества часто задействуют во многих промышленных сферах.

Что такое графит

Графит представлен веществом серого цвета с металлическим отблеском. Минерал очень распространен в природе, он образует крупные скопления кристаллов. Часто его можно найти выраженным кристаллическими включениями в другие горные породы: гнейсы, слюду, известняк и гранит.

Минерал формируется под влиянием экстремально высоких температур.

Особенности минерала обусловлены скольжением структурных слоев относительно друг друга. Он обладает высокой теплопроводностью, что ценится в промышленности.

В натуральной среде минерал имеет несколько модификаций и разновидностей. Он подразделен по структурному признаку на гексагональный и ромбоэдрический тип.

Для ромбоэдрической модификации первому идентичен каждый четвертый слой. Такой тип графита встречается преимущественно в качестве примесей. В гексагональном варианте характерна кристаллическая решетка, у которой половина атомов смещена к центру шестиугольника.

Разновидности минерала

Природный графит является аллотропным соединением из углерода с содержанием примесей. В зависимости от состава его можно классифицировать:

По сферам применения и содержанию примесей:

• Пиролитический – искусственно воспроизведенный минерал применяется в инструментах для микроскопических исследований.
• Коллоидный – технический графит, используемый в промышленности, преобразованный из чистейшего искусственного камня в порошок.
• Силицированный – устойчивое к эрозиям и коррозиям вещество, полученное искусственным методом с добавлением жидкого кремния при изготовлении.

По структуре	По цвету
Чешуйчатый	Серебристый серый
Графитовый сланец	Белый
Волокнистый	Матовый светлый
Плотнокристаллический	Черный

История и происхождение минерала

Точная история вещества не может быть установлена до сих пор. Причиной этому служит сходство с другими веществами, красящие свойства которых подобны графиту. Первое упоминание минерала в истории связано с глиняной посудой культуры Боян-Марицы, раскрашенной с использованием минерала.

Название «графит» предложено химиком Абраамом Вернером. Он первый заметил красящее свойство вещества, что объясняет корень названия «графос» – «писать» по-гречески.

Минерал известен еще как «карбидное железо», «черный свинец», «серебристый свинец».

Сопутствующие по нахождению минералы:

• шпинель;
• гранаты;
• пирит;
• горный хрусталь.

Месторождения и обработка камня

Добыча графита может выполняться наземными и подземными способами. Часто структура минерала зависит от его местонахождения.

В крупнейшем Ботогольском месторождении добываются преимущественно плотнокристаллические виды. Они сосредоточены в виде гнезд и рассеянных россыпей близ сиенитов и известняков.

Минерал чешуйчатой структуры находят в Тайгинском месторождении. Добываемые там минералы отличаются формой кристаллов в виде лепестков или пластинок. Они пластичны, обладают жирным блеском и мажутся при взаимодействии.

Минерал, появившийся из-за каменноугольного пиролиза, добывают преимущественно в Курейском месторождении. Крупные залежи кристаллов образуются под влиянием природных явлений, например магматических излияний на каменноугольные отложения.

Главные экономически значимые центры по нахождению графита сосредоточены:

• в России;
• США;
• Гренландии;
• Германии;
• Италии;
• Австралии;
• Канаде;
• Бразилии.

В России расположены три крупнейших месторождения вещества. Славятся они разнообразием добываемого минерала:

• Ботогольское месторождение в Бурятии – графит плотнокристаллического типа.
• Курейское в Краснодарском крае – чешуйчатый, мелкокристаллический, графитовые сланцы.
• Ногинское в Красноярском крае – минерал высочайшего качества, плотнокристаллический.

Тайгинский графитовый карьер

Обрабатывают минерал только в промышленных целях. Мягкость структуры требует осторожности и технологической точности в этом деле. Необходимо правильно выбирать инструменты и методы токарной обработки минерала, иначе он даст сколы, трещины. От обработки напрямую зависит качество будущего изделия.

В процессе промышленной обработки графита изменяется его структура. Поэтому у вещества под разными марками разные свойства и показатели прочности. Эти моменты зависят от квалификации специалистов, токарных устройств и программы шлифовки.

Иногда минерал не обрабатывают искусственным путем вовсе, в обиходе это зовется природным типом вещества.

К просмотру как обрабатывают графит:

Искусственный графит

Для производства синтетического графита на кокс (побочный продукт обработки каменного угля) и пек (остатки перегонки нефтяных смол и каменноугольного дегтя) при высоких температурах воздействуют химически и механически.

От марки графита зависит соотношение пека и кокса, что отражается на его дальнейших свойствах. Обычно такой минерал обладает высокой чистотой (до 99 %). От его технических характеристик зависит дальнейшая область применения. В производственном цикле часто присутствуют еще дополнительные стадии просева, отбраковки исходного материала, прокаливания, пропитки.

Искусственный графит подразделяют по маркам в зависимости от сферы применения:

• элементный;
• смазочный;
• электроугольный;
• литейный;
• карандашный;
• аккумуляторный;
• специальная марка, применяемая в эксплуатации ядерных реакторов.

Свойства и применение графита

Еще при производстве графита закладываются специальные качества с уклоном в определенную отрасль. У некоторых видов повышена теплопроводность, у других – электропроводность или прочность. Используют вещество с учетом этих особенностей.

Применение графита приходится на:

• Изготовление карандашей, красок. В этой области применяется исключительно черный графит. Такая краска имеет антикоррозийные свойства, устойчива к эрозии.
• В металлургии при производстве тугоплавких емкостей, различных форм.
• При литье порошок из графита используют как смазку. Добавляют его в состав огнеупорного кирпича и пластмассовых изделий.
• Высокая электропроводность материала позволяет делать из него контакты для электроприборов.
• Из природного минерала можно получить искусственные алмазы, необходимые в производстве сверхпрочных режущих инструментов.
• В машиностроении из него делают подшипники, поршневые, уплотненные кольца.
• Мажущий графит часто применяют в изготовлении велосипедных цепей, рессорах автомобилей.
• Применим в медицине. Нередко содержится в составе лекарств.
• В пищевой промышленности минерал также находит применение. Его можно найти в составе парафинов, эфиров, спиртах и даже в сахаре.

Физико-химические свойства

Главные характеристики и оптические свойства графита:

• Химическая формула: C – углерод.
• В состав, помимо углерода, могут входить абсорбированный газ, механические примеси. После сжигания частично остаются в золе. Иногда включает воду и битум.
• Удельное сопротивление: 8 Ом*квадр. мм/м.
• Твердость: 1–2 по шкале Мооса.
• Плотность: 2,15 г/куб. см.
• Температура плавления выражена в 3890 градусах по Цельсию.
• Полуметаллический блеск.
• Структура: один атом углерода имеет ковалентные связи с тремя другими соседними атомами углерода.
• Тип кристаллической решетки: ромбоэдрическая, гексагональная.
• Электропроводность приближена к электропроводности металлов по абсолютной величине и знаку температурного коэффициента.
• Удельная теплоемкость: в интервале температуры от 200 до 2000 К.
• Теплопроводность: 100–355 Вт/(м*К), зависит от марки.
• Магнитные свойства: монокристаллам вещества свойственна диамагнитность. Коэффициент Холла изменяется с положительного на отрицательный при 2400 К.
• Растворимость: кроме расплавленных металлов, не способен растворяться в других растворителях, особенно в тех, у которых высокая температура плавления.
• Химически инертен к другим веществам.
• Слюдоподобный излом.
• Цветовая палитра выражена серебристым, серым, черным цветом.

Возможно, вы однажды слышали, что если съесть карандашный графит, то поднимется температура. Такая байка некогда была популярна среди школьников.

Кто-то пользовался этим методом, чтобы прогуливать уроки. Но скорее всего, вместо температуры ребенок, проглотив минерал, содержащийся в грифеле карандаша, получит пищевое расстройство или отравление.

Графит является одним из важнейших материалов, применяемых в промышленности. Месторождения минерала значимы для всей экономики страны. Такие ресурсы ценятся за свои полезные свойства при изготовлении различных изделий и в самом процессе производства.

Как вы думаете, смог бы графит найти применение в быту? Делитесь мнением в х, делайте репост в социальные сети.

Источник: https://zakamnem.ru/vidy/grafit

Что такое графит? химическая формула и свойства графита

14.05.2018

Бизнес 15 ноября 2016

Графит является веществом, которое встречается в природе. Это одна из модификаций углерода, которая характеризуется определенной кристаллической решеткой. Это обуславливает свойства, которыми обладает графит. В природе углерод встречается в двух основных видах. Это графит и алмаз. Их химическая формула идентична, но физические свойства радикально отличаются.

Именно строение кристаллической решетки влияет на эти характеристики. В ней есть свободные электроны, которые определяют физические свойства вещества. Графит, плотность, виды и область применения которого интересны для множества производств, стоит рассмотреть подробнее.

Основные свойства

Графит представляет собой серое вещество с металлическим блеском. Оно обладает высокой теплопроводностью (3,55 Вт/град./см). Благодаря этому графит активно применяют в различных сферах промышленности.

Этот показатель выше, чем у кирпича, что объясняется наличием подвижных электронов в кристаллической решетке. Они также содействуют хорошей электропроводимости.

Во всех агрегатных состояниях это вещество характеризуется низким сопротивлением току (от 0,4 до 0,6 Ом).

Графит является инертным веществом, которое не растворяется химически активными компонентами. Это возможно только при попадании его в среду расплавленного металла с высокой точкой кипения. Графит в таких условиях расплавляется полностью, образуя карбиды.

Низкий коэффициент трения и высокая точка плавления обуславливают хорошие герметизирующие качества. Плотность графита (кг/м3) составляет 2,23. Но при этом материал хорошо изгибается и режется.

Структура

Рассматривая, какая плотность у графита, а также свойства и виды, необходимо уделить внимание его структуре. Это слоистое вещество. Его атомы углерода выстраиваются в кристаллическую решетку, похожую на соты. Шестиугольники в одном слое плотно прилегают друг к другу. Однако связь между каждым уровнем слаба. Именно эта особенность позволяет легко сломать графит.

По шкале Мооса твердость материала равна единице. Для сравнения, у алмаза этот показатель равен 10, а у керамогранита – 5. При температуре 1500°С, согласно исследованиям ученых, кристаллическая решетка графита может преобразовываться в алмаз.

В процессе промышленной обработки структура вещества меняется. Вместе с этим у разных марок графита определяются неодинаковые свойства. Если же добытый материал не был обработан искусственно, это природный тип вещества.

Видео по теме

Природный графит

Графит, плотность и свойства которого значительно отличаются в зависимости от марки производителя, в природных условиях встречается в 2 основных вариантах. Первый тип называется гексагональным. Он обладает кристаллической решеткой, в которой половина атомов в каждом слое находится над и под центром шестиугольника.

Вторая модификация – ромбоэдрическая. Каждый четвертый по счету слой повторяет первый. Эта модификация в природе встречается только в виде примесей. Если это вещество нагревать при температуре 2500-3300 К, то его кристаллическая решетка превратится в гексагональную. В естественных условиях материал чаще встречается именно в этом виде.

Состав

В природе графит никогда не встречается в чистом виде. Он содержит довольно большое количество золы (иногда до 20%). Она состоит из множества разных соединений (FeO, MgO, CuO, CaO и т. д.). До 2% массы в природном графите могут занимать газы. Может также присутствовать битум и вода.

Плотность порошка графита меняется в зависимости от дисперсионности, наличия пор. Указанное выше значение может снижаться до 2,09 кг/м3. На ощупь графит жирный. Если его взять руками, на пальцах останется характерный след. Поэтому из такого материала создают стержни для простого карандаша. Он оставляет четкий след на бумаге.

Искусственный графит

Для производства очень важно учитывать, какова плотность графита. Физика дает понять, что чем больше плотность этого вещества, тем больше его теплопроводность. Искусственный графит характеризуется высокой чистотой (до 99%). Это также значительно увеличивает плотность материала.

Производство очищенного графита осуществляется путем термохимических и термомеханических воздействий. Для каждой отрасли производства изготавливается вещество с определенным набором качеств. Это позволяет удовлетворить потребности промышленности в графите с заданными физическими характеристиками.

Маркировка веществ, созданных искусственно, включает в себя разбивку типов материала по сфере назначения. Различают литейный, электроугольный, аккумуляторный, элементный, смазочный и карандашный графит. Существуют также специальные марки, применяемые в ядерных реакторах.

Сфера применения

При производстве задаются определенные свойства графита. Применение этого вещества полностью зависит от них. Графит используют в металлургии при изготовлении тугоплавких форм или ковшей, емкостей.

При литейном процессе порошок из представленного вещества используется в виде смазки. Одной из составляющих огнеупорного кирпича является также графит. Его добавляют в смесь при изготовлении пластмассы.

Для изготовления контактов электроприборов также применяется этот материал. Этому способствуют электропроводные свойства вещества.

Из представленного природного минерала получают искусственные алмазы. Их применяют при изготовлении сверхпрочных режущих инструментов. В машиностроении графитовый порошок выступает материалом для подшипников, а также поршневых и уплотнительных колец. В виде смазочного материала он подходит для обработки велосипедных цепей, автомобильных рессор, дверных петель.

Даже в составе многих лекарственных препаратов можно встретить графит.

Применение в пищевой промышленности

Представленное вещество также широко применяется в пищевой промышленности. Для этого при производстве оно подвергается определенной обработке. Плотность железа, этилового спирта, графита и сахара, по понятным причинам, различна. Но представленный материал может как содержать в себе, так и входить в состав некоторых веществ. Он находится в парафинах, эфирах, спирте и даже в сахаре.

В этом можно убедиться, если провести несложный опыт. Сначала нужно взять кусочек сахара. Его кладут на твердую крышку и накрывают колпачком (можно наперстком). Затем металл, которым накрыт сахар, сильно нагревают. Из-под наперстка со временем станет выделяться едкий дым. Если к нему поднести спичку, газ станет гореть.

Когда дым перестанет выделяться, можно снять наперсток. На крышке остается черная масса. Это уголь. Он представляет собой углерод, из которого и состоит графит.

Нахождение в природе

Графит, плотность которого зависит от его чистоты, находится в природе в довольно больших количествах. Ежегодно во всем мире добывается около 600 тыс. т этого вещества. Наибольшие запасы его сосредоточены в Мексике, Чехии, Китае, Украине, Бразилии, России, Канаде и Южной Корее.

С давних времен месторождения графита вызывали интерес человечества. Сегодня эти природные ресурсы разрабатывают с целью обеспечения промышленности материалами с требуемыми качествами. Графит находят в гранитах, известковых породах, слюде или гнейсах в виде волокнистых или кристаллических вкраплений. Добыча выполняется открытым и подземным способами.

Стоимость графита

Графит, плотность и чистота которого влияют на его стоимость, сегодня реализуется по достаточно приемлемым ценам. На это влияет размер его кристаллов, а также содержание углерода. Чем оно выше, тем дороже стоит графит. При достаточно большом содержании углерода повышаются физические свойства материала. Это ценно для промышленности самых разных отраслей.

Сегодня средняя стоимость графита составляет около 45 руб./кг. Если же его обрабатывали искусственно, стоимость значительно увеличивается. Также цена на природный минерал зависит от расположения месторождения.

Ознакомившись с основными свойствами и характеристиками графита, можно сделать вывод, что от его плотности зависит как стоимость, так и технические качества материала. Поэтому добытый в природе минерал подлежит последующей обработке. Это повышает его качества.

Источник: https://makdrag.ru/kamni-po-zodiaku/chto-takoe-grafit-himicheskaya-formula-i-svojstva-grafita.html