Grafit

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Grafit
Graphite mineral aggregate.jpg
Formula chimică C
Clasa mineralului semimetale, nemetale
Sistem de cristalizare hexagonal
Clasa cristalului bihexagonal-bipiramidal 6/m\ 2/m\ 2/m
Culoare cenușiu până la negru
Urma neagră
Duritate 1-2
Densitate 2,1 - 2,3
Luciu metalic, mat
Transparență opac
Spărtura neregulată, flexibil
Clivaj perfect
Habitus hexagonal, plăci, solzos, cristale mici, masiv, agragat granular
Suprafața cristalului {001}
Cristale gemene
Punct de topire 3700 °C
Conductivitate termică
Propriețăți optice
Refracția n=1,93-2,07 (roșu)
Refracția dublă
Pleocroism roșu intens
Deviația optică uniaxial negativ
Unghiul de dispersie
alte caracteristici
reactivitatea chimică insolubil în acizi
Minerale asemănătoare molibdenit
Radioactivitate inexistent
Magnetism grafitul pirolitic este magnetic bipolar
Caractere speciale anizotropie (ex. duritate)

Grafitul sau plombagina (denumire de specialitate) este un mineral răspândit în natură ce face parte din categoria nemetalelor, fiind după diamant un element stabil datorită structurii simetrice de C60 cu o compoziție chimică de Carbon pur cristalizând hexagonal, rar romboedric sau fiind sub formă amorfă. Grafitul are în structură cristale opace de culoare neagră, hexagonale, formă tabulară, solzoasă, sau bare.
Luciul fiind metalic la formele cristaline și mat la agregatele amorfe. Duritatea pe scara Mohs este între 1 - 2, densitatea 2,1 - 2,3 având o urmă neagră cenușie.

Denumirea de plombagină este folosită și pentru a se face referire la un tip de hârtie acoperit cu grafit ce servește la multiplicarea textelor. Obiectul mai este cunoscut și ca hârtie de indigo, denumire dată de culoarea caracteristică.

Caracteristici[modificare | modificare sursă]

Grafitul sublimează la o temperatură de 3825 °C, fiind insolubil în acizi, devine magnetic bipolar numai după o tratare pirolitică (încălzire), are un caracter anizotropic accentuat (de ex. radiația solară este izotropă (uniformă în cele 3 dimensiuni), laserul este anizotrop) și este un bun conductor electric. - coeficientul de dilatare liniara pe °C - 7.86 - punct de fierbere °C - 4200 - căldura latentă de topire Kcal/Kg - ≈4000 - căldura specifică Kcal/Kg x °C - 1,170 - conductivitatea termică la 20 °C Kcalx0,001/°C x cm x s - 0,012 - căldura de combustie Kcal/Kg ≈7800

Istoric[modificare | modificare sursă]

Etimologia termenului provine din limba greacă: γραφειν (graphein) = a scrie, aceasta fiind datorată urmei negre lăsată pe hârtie, proprietate care a determinat folosirea mineralului în fabricarea minelor de creioane. In epoca târzie a fierului (între secolul V și I î.e.n.) grafitul era folosit la înegrirea obiectelor din ceramică, unele din acestea fiind descoperite în Passau.

Răspândire[modificare | modificare sursă]

Grafitul apare în natură sub formă de granule, în rocile metamorfice bogate în carbon, și ca vinișoare sau sub formă de filon în pegmatite.
Mineralul este exploatat în Romania, China, Coreea, Madagascar, Zimbabwe, Brazilia, Cehia, Ucraina și India în mine și cariere de exploatare la zi a grafitului, în total 600.000 tone pe an.

Producere pe cale sintetică[modificare | modificare sursă]

Prin coxificarea (încălzirea sub un curent de aer la 3000 °C) a materialelor bogate în carbon, cum sunt cărbunele brun, antracitul, petrolul sau unele materiale sintetice, se produce o transformare a materialului amorf bogat în carbon în grafit policristalin.

Structură[modificare | modificare sursă]

Structura hexagonală a cristalelor de grafit

În grafitul cristalin există o structură de straturi paralele (straturi bazale); aceste straturi au legături covalente hexagonale între atomi (o legătură stabilă), în schimb două straturi alăturate sunt legate între ele prin legături ionice (legături labile). Această modificare de legături prin schimbarea de direcție determină anizotropia grafitului, ce atrage după sine:

  • clivajul perfect dintre straturi
  • proprietățile de izolator termic și electric prin stratul bazal (ortogonal) și conductibilitatea bună termică și electrică în lungul straturilor bazale.

În așa numitele fibre de sticlă din carbon există straturi paralele, dar nu ca filele unei cărți, ci ca file îndoite, șifonate; prin tratare (piroliză) aceste straturi (file) vor fi netezite, rezultând fibrele de carbon (engl.: carbon fibre) care vor fi pe o anumită direcție bune conducătoare termice și electrice.

Legături externe[modificare | modificare sursă]

Commons
Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de Graphit