carbune a fost folosit din cele mai vechi timpuri pentru o gamă largă de scopuri, inclusiv arta si medicina, dar de departe utilizarea sa cea mai importantă a fost combustibil metalurgic. Cărbunele este combustibilul tradițional al forjei unui fierar și al altor aplicații în care este necesară o căldură intensă. Cărbunele a fost, de asemenea, folosit istoric ca sursă de pigment negru prin măcinarea acestuia. În această formă, cărbunele a fost important pentru chimiștii timpurii și a fost un constituent al formulelor pentru amestecuri precum pulberea neagră. Datorită suprafeței sale ridicate, cărbunele poate fi utilizat ca filtru și ca catalizator sau ca adsorbant.
combustibil Metalurgicedit
cărbunele arde la temperaturi care depășesc 1.100 grade Celsius (2.010 grade Fahrenheit). Prin comparație, punctul de topire al fierului este de aproximativ 1.200 până la 1.550 CTF (2.190 până la 2.820 CTF). Datorită porozității sale, este sensibil la fluxul de aer, iar căldura generată poate fi moderată prin controlul fluxului de aer către foc. Din acest motiv, cărbunele este încă utilizat pe scară largă de fierari. Cărbunele a fost folosit pentru producția de fier încă din epoca romană și oțel în timpurile moderne, unde a furnizat și carbonul necesar. Brichetele de cărbune pot arde până la aproximativ 1.260 de Centimetre c (2.300 de Centimetre F) cu o forjă forțată de suflante de aer.
în secolul al 16-lea, Anglia a trebuit să adopte legi pentru a împiedica țara să devină complet denudată de copaci din cauza producției de fier. În secolul al 19-lea cărbune a fost în mare parte înlocuit cu cocs în producția de oțel din cauza costurilor.
combustibil Industrialedit
Din punct de vedere istoric, cărbunele a fost folosit în cantități mari pentru topirea fierului în înfloriri și mai târziu furnale și forje de podoabe. Această utilizare a fost înlocuită cu cărbune în secolul al 19-lea, ca parte a Revoluției Industriale.
combustibil pentru gătit și încălzireedit
înainte de Revoluția Industrială, cărbunele era folosit ocazional ca combustibil pentru gătit. Este considerat ca un combustibil fără fum; adică carbonul este suficient de pur încât arderea acestuia provoacă substanțial mai puțină poluare a aerului decât ar arde materialul organic original necarbonizat. În secolul 20, legislația privind aerul curat impunea combustibili fără fum (mai ales cocs sau cărbune) în multe zone ale Europei. În secolul 21, cărbunele a fost susținut ca o modalitate de a îmbunătăți sănătatea oamenilor care ard biomasă brută pentru gătit și/sau încălzire. „Brichetele de cărbune” moderne, utilizate pe scară largă pentru gătitul în aer liber, sunt realizate cu cărbune, dar pot include și cărbune ca sursă de energie, precum și acceleranți, lianți și umplutură.
Agent Reducătoredit
anumite tipuri de cărbune, cum ar fi cărbunele din lemn, sunt utilizate pentru reducerea oxizilor metalici încălziți la metalele respective:
- ZnO + c Zn + Co
- Fe2O3 + 3c 2FE + 3CO
carbune poate fi, de asemenea, utilizat pentru a reduce abur super-încălzit la hidrogen (împreună cu formarea de monoxid de carbon):
- c + H2O (1000 C) H2 + Co (gaz de apă)
producția de Syngas, auto fuelEdit
ca multe alte surse de carbon, cărbunele poate fi utilizat pentru producerea diferitelor compoziții de syngas; adică diverse co + h2 + CO2 + N2 amestecuri. Gazul de sinteză este de obicei utilizat ca combustibil, inclusiv propulsie auto, sau ca materie primă chimică.
în vremuri de petrol limitate, automobile și chiar autobuze au fost transformate pentru a arde gaz de lemn (un amestec de gaze constând în principal din diluarea azotului atmosferic, dar care conține și gaze combustibile, în mare parte monoxid de carbon) eliberat prin arderea cărbunelui sau a lemnului într-un generator de gaz de lemn. În 1931, Tang Zhongming a dezvoltat un automobil alimentat cu cărbune, iar aceste mașini au fost populare în China până în anii 1950 și în Franța ocupată în timpul celui de-al doilea război mondial (numit gazog unktifnes).
Pirotehniceedit
cărbunele este utilizat în producția de pulbere neagră, care este utilizat pe scară largă în producția de artificii. De obicei, este măcinat într-o pulbere fină, gradul airfloat fiind cea mai bună dimensiune a particulelor disponibile comercial. Atunci când este utilizat în compoziții de pulbere neagră, este adesea măcinat cu bile cu alte ingrediente, astfel încât acestea să fie amestecate intim. Anumite cărbune funcționează mai bine atunci când sunt utilizate pentru a face pulbere neagră, acestea includ molid, salcie, paulownia și viță de vie, printre altele. Cărbunele produce scântei fine de culoare Portocaliu închis / auriu. De obicei, pulberea cu o dimensiune a ochiurilor de la 10 la 325 este utilizată pentru a obține dușuri de scântei aurii în compoziții pirotehnice.
utilizarea cosmetică a bambusului charcoalEdit
cărbunele este, de asemenea, încorporat în mai multe produse cosmetice. Poate fi produs a. o. din bambus obișnuit tăiat în bucăți mici și fiert în apă pentru a îndepărta compușii solubili. Cărbunele de bambus brut se obține după uscare și carbonizare într-un cuptor la temperatură ridicată. Rolul cărbunelui în produsele cosmetice se bazează pe proprietățile sale de absorbție foarte eficiente la scară microscopică.
Sursa carbonului
cărbunele poate fi utilizat ca sursă de carbon în reacțiile chimice. Un exemplu în acest sens este producerea de disulfură de carbon prin reacția vaporilor de sulf cu cărbune fierbinte. În acest caz, lemnul trebuie carbonizat la temperaturi ridicate pentru a reduce cantitățile reziduale de hidrogen și oxigen care duc la reacții adverse.
purificare și filtraredit
cărbunele poate fi activat pentru a-i crește eficiența ca filtru. Cărbunele activat absoarbe ușor o gamă largă de compuși organici dizolvați sau suspendați în gaze și lichide. În anumite procese industriale, cum ar fi purificarea zaharozei din zahăr din trestie, impuritățile provoacă o culoare nedorită, care poate fi îndepărtată cu activat charcoal.It este, de asemenea, utilizat pentru a absorbi mirosurile și toxinele din gaze, cum ar fi aerul. Filtrele de cărbune sunt, de asemenea, utilizate în unele tipuri de măști de gaz. Utilizarea medicală a cărbunelui activ este în principal absorbția otrăvurilor. Cărbunele activat este disponibil fără prescripție medicală, deci este utilizat pentru o varietate de aplicații legate de sănătate. De exemplu, este adesea folosit pentru a reduce disconfortul și jena din cauza gazelor excesive (flatulență) în tractul digestiv.
cărbune de animale sau negru osos este reziduul carbonic obținut prin distilarea uscată a oaselor. Conține doar aproximativ 10% carbon, restul fiind fosfați de calciu și magneziu (80%) și alte materiale anorganice prezente inițial în oase. În general, este fabricat din reziduurile obținute în industria lipiciului și gelatinei. Puterea sa de decolorare a fost aplicată în 1812 de Derosne la clarificarea siropurilor obținute în rafinarea zahărului; dar utilizarea sa în această direcție a scăzut foarte mult, datorită introducerii unor reactivi mai activi și mai ușor de gestionat. Este încă folosit într-o oarecare măsură în practica de laborator. Puterea de decolorare nu este permanentă, pierzându-se după o utilizare de ceva timp; poate fi reînviată, totuși, prin spălare și reîncălzire. Cărbunele din lemn elimină, de asemenea, într-o oarecare măsură, Materialul colorant din soluții, dar cărbunele animal este, în general, mai eficient.
ArtEdit
cărbunele este utilizat în artă pentru desen, realizând schițe brute în pictură și este unul dintre mediile posibile pentru realizarea unui parsemaj. De obicei, trebuie păstrat prin aplicarea unui fixativ. Artiștii folosesc în general cărbune în trei forme:
- cărbunele de viță de vie este creat prin arderea viței de vie.
- cărbunele de salcie este creat prin arderea bastoanelor.
- cărbunele praf este adesea folosit pentru a” tonifica ” sau a acoperi secțiuni mari ale unei suprafețe de desen. Desenarea peste zonele tonifiate îl întunecă și mai mult, dar artistul poate, de asemenea, să lumineze (sau să șteargă complet) în zona tonifiată pentru a crea tonuri mai deschise.
- pulbere de cărbune comprimat de cărbune amestecat cu liant de gumă comprimat în bastoane rotunde sau pătrate. Cantitatea de liant determină duritatea bățului. Cărbunele comprimat este utilizat în creioane de cărbune.
HorticultureEdit
o utilizare suplimentară a cărbunelui a fost redescoperită recent pentru horticultură. Deși grădinarii americani au folosit cărbune pentru o perioadă scurtă de timp, cercetările asupra solurilor Terra preta din Amazonia au descoperit utilizarea pe scară largă a cărbunelui produs prin piroliză în absența oxigenului, adică biochar, de către nativii precolumbieni pentru a ameliora solul neproductiv în sol bogat în carbon. Tehnica poate găsi o aplicație modernă, atât pentru îmbunătățirea solurilor, cât și ca mijloc de sechestrare a carbonului.
creșterea Animaleloredit
cărbunele este amestecat cu furaje, adăugat la așternut sau utilizat la tratarea gunoiului de grajd. Păsările de curte beneficiază de utilizarea cărbunelui în acest mod.
îngrijorarea că cărbunele activat ar putea fi utilizat fără scrupule pentru a permite animalelor să tolereze hrana de calitate scăzută contaminată cu aflatoxine a dus la Asociația oficialilor americani de Control al hranei pentru animale care l-au interzis în 2012 să fie utilizat în hrana animalelor comerciale.
MedicineEdit
cărbunele a fost consumat în trecut ca supliment alimentar pentru probleme gastrice sub formă de biscuiți cu cărbune. Acum poate fi consumat sub formă de tabletă, capsulă sau pulbere, pentru efecte digestive. Cercetările privind eficacitatea acestuia sunt controversate.
cărbunele a fost utilizat în combinație cu zaharina în cercetare pentru a măsura timpul de transport mucociliar.
cărbunele a fost, de asemenea, încorporat în formulele de pastă de dinți; cu toate acestea, nu există dovezi care să determine siguranța și eficacitatea acestuia.
maimuțele colobus roșii din Africa au fost observate consumând cărbune în scopul auto-medicației. Dietele lor cu frunze conțin niveluri ridicate de cianură, ceea ce poate duce la indigestie. Așa că au învățat să consume cărbune, care absoarbe cianura și ameliorează indigestia. Aceste cunoștințe despre suplimentarea dietei lor sunt transmise de la mamă la copil.
