Grafiet koolstof

Grafiet, ook wel plumbago of zwart lood genoemd, mineraal bestaande uit koolstof. Grafiet heeft een gelaagde structuur die bestaat uit ringen van zes koolstofatomen, gerangschikt in ver uit elkaar liggende horizontale vellen. Grafiet kristalliseert dus in het hexagonale systeem, in tegenstelling tot hetzelfde element dat kristalliseert in het octaëdrische of tetraëdrische systeem als diamant. Dergelijke dimorfe paren zijn meestal vrij gelijkaardig in hun fysieke eigenschappen, maar in dit geval niet. Grafiet donkergrijs tot zwart, ondoorzichtig en zeer zacht (met een hardheid van 1 ¹ / ₂op de schaal van Mohs), terwijl diamant kleurloos en transparant kan zijn en de hardste van nature voorkomende stof is. Grafiet voelt vettig aan en laat een zwarte vlek achter, vandaar de naam van het Griekse werkwoord graphein, 'schrijven'. Voor gedetailleerde fysische eigenschappen van grafiet, zie native element (tabel).

koolstof: eigenschappen en toepassingen

vormen, diamant en grafiet, zijn kristallijn van structuur, maar verschillen in fysische eigenschappen vanwege de rangschikking van de atomen

Grafiet wordt gevormd door de metamorfose van sedimenten die koolstofhoudend materiaal bevatten, door de reactie van koolstofverbindingen met hydrothermale oplossingen of magmatische vloeistoffen, of mogelijk door de kristallisatie van magmatische koolstof. Het komt voor als geïsoleerde schubben, grote massa's of aderen in oudere kristallijne gesteenten, gneis, schist, kwartsiet en marmer en ook in graniet, pegmatiet en leisteen van koolstofhoudend klei. Kleine isometrische kristallen van grafietkoolstof (mogelijk pseudomorfen na diamant) in meteorietijzer worden cliftoniet genoemd.

Grafiet wordt gebruikt in potloden, smeermiddelen, smeltkroezen, gietstukken, poetsmiddelen, booglampen, batterijen, borstels voor elektrische motoren en kernen van kernreactoren. Het wordt op grote schaal gewonnen in China, India, Brazilië, Noord-Korea en Canada.

Grafiet werd voor het eerst per ongeluk gesynthetiseerd door Edward G. Acheson terwijl hij experimenten met hoge temperaturen op carborundum uitvoerde. Hij ontdekte dat bij ongeveer 4.150 ° C (7.500 ° F) het silicium in het carborundum verdampte, waardoor de koolstof in grafische vorm achterbleef. Acheson kreeg een octrooi voor de productie van grafiet in 1896 en de commerciële productie begon in 1897. Sinds 1918 is petroleumcokes, kleine en imperfecte grafietkristallen omgeven door organische verbindingen, de belangrijkste grondstof voor de productie van 99 tot 99,5 procent puur grafiet.