Kull er et av de eldste brenselene mennesket kjenner til. Og selv i dag inntar den en ledende posisjon når det gjelder bruk. Årsaken til dette er dens utbredelse, enkel utvinning, prosessering og bruk. Men hva er han? Hva er den kjemiske formelen til kull?
Dette spørsmålet er faktisk ikke helt riktig. Kull er ikke et stoff, det er en blanding av ulike stoffer. Det er mange av dem, så det er umulig å helt bestemme sammensetningen av kull. Derfor, under den kjemiske formelen til kull i denne artikkelen, vil vi heller mene dets grunnstoffsammensetning og noen andre egenskaper.
Men hva kan vi lære om tilstanden til dette stoffet? Kull dannes fra planterester over mange år på grunn av eksponering for høy temperatur og trykk. Og siden planter er organiske i naturen, vil organiske stoffer dominere i sammensetningen av kull.
Avhengig av alderen og andre forhold for opprinnelsen til kull, er det delt inn i flere typer. Hver art er preget av sin elementære sammensetning, tilstedeværelsenurenheter og andre viktige egenskaper.
Brunkull
Er den yngste typen kull. Den har til og med en vegetabilsk treaktig struktur. Dannet direkte fra torv på ca. 1 kilometers dyp.
Denne typen kull inneholder en ganske stor mengde fuktighet: fra 20 til 40 %. Når det utsettes for luft, fordamper det, og kullet smuldrer opp til pulver. Deretter vil vi snakke om den kjemiske sammensetningen av denne spesielle tørre resten. Mengden av uorganiske urenheter i brunkull er også høy og utgjør 20-45 %. Disse urenhetene er silisiumdioksid, oksider av aluminium, kalsium og jern. Den kan også inneholde alkalimetalloksider.
Det er mye flyktige organiske og uorganiske stoffer i dette kullet. De kan være opptil halvparten av massen av denne typen kull. Grunnstoffsammensetningen minus uorganiske og flyktige stoffer er som følger:
- Carbon 50-75%.
- Oxygen 26-37%.
- Hydrogen 3-5%.
- Nitrogen 0-2%.
- Svovel 0,5-3%.
Kull
I henhold til dannelsestidspunktet kommer denne typen kull neste etter brun. Den har en svart eller grå-svart farge, i tillegg til en harpiksaktig, noen ganger metallisk glans.
Fuktigheten til kull er mye mindre enn brun: bare 1-12 %. Innholdet av flyktige stoffer i kull varierer mye avhengig av utvinningsstedet. Den kan være minimal (fra 2%), men kan også nå verdier som ligner brunkull (opptil 48%). Den elementære komposisjonen er som følger:
- Carbon 75-92%.
- Hydrogen 2, 5-5, 7%.
- Oxygen 1, 5-15%.
- Nitrogen opptil 2,7%.
- Svovel 0-4%.
Herfra kan vi konkludere med at den kjemiske formelen til steinkull består av mer karbon enn brunkull. Dette gjør denne typen kull til et drivstoff av bedre kvalitet.
Antrasitt
Antrasitt er den eldste formen for fossilt kull. Den er mørk svart i fargen og har en karakteristisk metallisk glans. Dette er det beste kullet når det gjelder mengden varme det avgir når det brenner.
Mengden av fuktighet og flyktige stoffer i den er veldig liten. Omtrent 5-7 % for hver indikator. Og grunnstoffsammensetningen er preget av et ekstremt høyt karboninnhold:
- Karbon over 90%.
- Hydrogen 1-3%.
- Oxygen 1-1, 5%.
- Nitrogen 1-1, 5%.
- Svovel opptil 0,8%.
Mer kull er kun inneholdt i grafitt, som er et ytterligere trinn i koalifisering av antrasitt.
Charcoal
Denne typen kull er ikke et fossil, så det har noen særegenheter i sammensetningen. Den produseres ved å varme opp tørr ved til en temperatur på 450-500 oC uten luft. Denne prosessen kalles pyrolyse. Under det frigjøres en rekke stoffer fra tre: metanol, aceton, eddiksyre og andre, hvoretter det blir til kull. Forresten er forbrenning av tre også pyrolyse, men på grunn av tilstedeværelsen av oksygen i luften, antennes de frigjorte gassene. Det er dette som forårsaker eksistensenflammer ved brenning.
Tre er ikke homogent, det har mange porer og kapillærer. En lignende struktur er delvis bevart i kullet som oppnås fra den. Av denne grunn har den god adsorpsjonskapasitet og brukes sammen med aktivt kull.
Fuktighetsinnholdet i denne typen kull er svært lavt (ca. 3%), men ved langtidslagring absorberer det fuktighet fra luften og vannprosenten stiger til 7-15%. Innholdet av uorganiske urenheter og flyktige stoffer er regulert av GOSTs og bør ikke overstige henholdsvis 3 % og 20 %. Grunnstoffsammensetningen avhenger av produksjonsteknologien, og ser omtrent slik ut:
- Carbon 80-92%.
- Oxygen 5-15%.
- Hydrogen 4-5%.
- Nitrogen ~0%.
- Svovel ~0%.
Den kjemiske formelen til trekull viser at når det gjelder karboninnhold, er den nær stein, men i tillegg har den bare en liten mengde grunnstoffer som er unødvendige for forbrenning (svovel og nitrogen).
Aktivert karbon
Aktivt karbon er en type karbon med et høyt spesifikt poreareal, noe som gjør det enda mer absorberende enn tre. Kull og kull, samt kokosnøttskall brukes som råvarer for produksjonen. Utgangsmaterialet utsettes for en aktiveringsprosess. Essensen er å åpne tilstoppede porer med høy temperatur, elektrolyttløsninger eller vanndamp.
I løpet av aktiveringsprosessen endres bare strukturen til stoffet, så den kjemiske formelen for aktivt karbonidentisk med sammensetningen av råvarene den ble laget av. Fuktighetsinnholdet til aktivt karbon avhenger av det spesifikke overflatearealet til porene og er vanligvis mindre enn 12%.
