Ropa naftowa
Ropa naftowa – (olej skalny) - ciekła mieszanina jednorodna węglowodorów w stanie gazowym, ciekłym lub stałym, wzajemnie w sobie rozpuszczonych, Powstała przed wieloma tysiącami lat ze szczątków roślinnych i zwierzęcych w wyniku procesów gnilnych zachodzących w temperaturze około 200st. Pod dużym ciśnieniem, głęboko pod ziemią. Złoża ropy naftowej występują na dużych głębokościach, rzędu kilku kilometrów, w osadach głębinowych mórz i na obszarach lądowych. Ropa naftowa i produkty jej destylacji są substancjami palnymi. Płonącej ropy, benzyny i nafty nie można gasić wodą, gdyż jako lżejsze od niej, wypływają na powierzchnię i palą się dalej. Do gaszenia należy użyć piasku lub przykryć ogień kocem, aby odciąć dopływ powietrza do palącej się substancji.
Właściwości ropy naftowej:
- tłusta, oleista ciecz barwy żółtej, brunatnej lub czarnej
- charakterystyczna przenikliwa woń
- substancja palna
- spala się żółtym kopcącym płomieniem
- nie rozpuszcza się w wodzie, pływa po jej powierzchni
- gęstość ropy naftowej jest mniejsza od gęstości wody
By była zdatna do użycia poddajemy ją destylacji (frakcjonowanej).
Destylacja frakcjonowana – metoda oczyszczania i rozdzielania na frakcje ciekłej mieszaniny.
Frakcja – mieszanina cieczy o podobnej lub takiej samej temperaturze wrzenia
Kolumna destylacyjna ropy naftowej:
Gaz rafineryjny, benzyna, nafta, oleje napędowe, smary, mazut, asfalt - produkty destylacji frakcjonowanej ropy naftowej
Gaz rafineryjny - gaz składający się głównie z węglowodoru: metanu.
Benzyna – jest ciekłą mieszaniną węglowodorów zawierających od 5 do 12 atomów węgla w cząsteczkach.
Nafta – jest ciekłą mieszanina węglowodorów mających od 9 do 15 atomów węgla w cząsteczkach.
Olej napędowy – składa się z węglowodorów zawierających od 12 do 25 atomów węgla w cząsteczkach.
Mazut – olej składający się z węglowodorów, których cząsteczki zawierają do 40 atomów węgla. Część stosowana jest jako olej opałowy, a część poddaje się dalszej przeróbce, której produktami są olej smarowy i parafina.
Asfalt (bitumin) – jest substancją smolistą, czarną, półstałą( w temp. pokojowej) otrzymywaną z mazutu.
Gaz ziemny
Gaz ziemny – gazowa mieszanina jednorodna lekkich węglowodorów, głownie metanu, z domieszkami siarkowodoru, dwutlenku węgla, azotu i wodoru. Gaz ziemny towarzyszy złożom ropy naftowej. Naturalne gazy ziemne nagromadzone głęboko pod ziemią powstały w ciągu wielu wieków w wyniku stopniowego rozkładu szczątków organizmów żywych. Wypełniają drobne szczeliny materiałów porowatych(pisaki, wapienie) wywierając na skały bardzo duże ciśnienie.
Właściwości gazu ziemnego:
- bezwonny
- spala się niebieskim płomieniem
- właściwości wybuchowe
Zastosowanie:
- stosowany w celach opałowych,
- w kuchenkach gazowych
- w przemyśle chemicznym
Alternatywne źródła energii:
- energia wody – buduje się zapory i hydroelektrownie na rzekach.
- energia wiatru – na dużych obszarach górskich i nadmorskich stawia się olbrzymie ilości wiatraków
- energia słońca – przetwarzana w energię elektryczną za pomocą fotokomórek. Baterie słoneczne wykonane z materiałów łatwo pochłaniających energię i umieszczone na dachach domów, mogą stanowić wymienniki ciepła.
- energia geotermiczna – w niektórych miejscach na Ziemi np. na Islandii, wykorzystuje się energię z wytryskującej z gejzerów gorącej wody i pary.
- energia jądrowa – praca elektrowni jądrowych polega na wykorzystaniu energii otrzymywanej w reaktorach podczas rozszczepienia jąder atomowych np. uranu. W reakcjach tych wydziela się bardzo duża ilość ciepła.
Alotropia węgla
Alotropia węgla - występowanie tego samego pierwiastka węgla w odmianach różniących się od siebie budową wewnętrzną. Węgiel w stanie wolnym występuje w przyrodzie w postacie trzech odmian zwanych odmianami alotropowymi. Odmiany te różnią się między sobą właściwościami oraz aktywnością chemiczną. Różnice we właściwościach wynikają z różnej budowy wewnętrznej (struktury) tych minerałów.
Odmianami alotropowymi węgla są diament, grafit i fulereny.
Diament:
Właściwości:
- najtwardszy ze znanych minerałów
- przeźroczyste ciało stałe
- bezbarwny lub błękitny, niebieski, brunatny do czarnego
- gęstość 3,5 g/cm3
- ma właściwości półprzewodnikowe
- jest dobrym przewodnikiem ciepła
- jest trudno topliwy i odporny na działanie kwasów i zasad
- spala się w wysokiej temperaturze
Zastosowanie diamentu:
- oszlifowany pod odpowiednim kątem diament to brylant stosowany w produkcji biżuterii
- wyrób narzędzi wiertniczych(końcówki wierteł)
- ostrza noży do cięcia twardych materiałów i szkła
- materiały ścierne
- jako elementy w aparaturze naukowej i medycznej,
Grafit
Grafit
Atomy węgla w krysztale grafitu tworzą warstwy. Każdy atom w danej warstwie jest połączony z trzema innymi atomami trzema mocnymi wiązaniami kowalencyjnymi. Wiązania węgiel – węgiel między warstwami sa dłuższe i znacznie słabsze niż w danej warstwie.
Właściwości:
- nieprzeźroczysty, miękki, łupliwy materiał o stalowoszarej barwie
- gęstość 2,3g/cm3
- dobrze przewodzi prąd elektryczny i ciepło
- jest odporny na wysoką temperaturę
Zastosowanie grafitu:
- wyrób cegieł ogniotrwałych
- grafit do ołówków
- czarne farby, chroniące żelazo przed korozją
- „suchy” smar zmniejszający tarcie
- naczynia(np. tygle) ognioodporne
- elektrody
- w reaktorach jądrowych
Fulereny
Fulereny – składają się z parzystej liczby atomów węgla, przy czym cząsteczka najmniejsza ma 28 atomów węgla, a największa do dziś otrzymana zawiera 1500 atomów węgla. Najczęściej występują w dwóch postaciach: C60 - futbolan i C70.
Właściwości fulerenów:
- C60 jest półprzeźroczystym, brązowym ciałem stałym o metalicznym połysku, fullereny w stanie stałym są barwy żółtej
- gęstość 1,65 g/cm3
- wykazują właściwości półprzewodnikowe i nadprzewodnikowe
- C60 nie rozpuszcza się w wodzie ani eterze
- C60 rozpuszcza się w węglowodorach i czterochlorku węgla (fulereny rozpuszczone w benzynie przyjmują czerwone zabarwienie)
Atomy węgla w fulerenach łączą się z sobą tworząc kryształy w kształcie piłek futbolowych lub tzw. nanorurek.
