Ugljik - elementarna tvar i anorganski spojevi ugljika

Karbonati su soli ugljične ili karbonatne kiseline. Ugljična kiselina disocira otapanjem u vodi i stvara dvije vrste iona; hidrogenkarbonatni i karbonatni ion. Pa tako stvara karbonatne (kalcijev karbonat, natrijev karbonat ...) i hidrogenkarbonatne (natrijev hidrogenkarbonat, kalcijev hidrogenkarbonat ...) soli.

Kristalna struktura uveliko utiče na fizičke osobine minerala, a najpoznatiji primjeri su dijamant i grafit, koji imaju isti kemijski sastav (ugljik), a različite osobine. Dijamant je najtvrđi mineral, dok je grafit izuzetno mekan

Stanično disanje oslobađa ugljikov dioksid (ugljikov(IV) oksid) kao višak u reakciji. Ugljikov dioksid se stvara i kao rezultat izgaranja. Oslobađaju ga vulkani, termalni izvori i gejziri, a oslobađa se i iz karbonatnih stijena otapanjem.

\n

Vatrogasni aparati punjeni ugljičnim dioksidom (CO₂) koriste se za gašenje električnih uređaja pod naponom, razvodnih ormara i električnih instalacija (do 1000 V). Ugljični dioksid kao sredstvo gašenja hladi mjesto požara i djeluje ugušujuće na plamen. Prednost mu je što se brzo uklanja iz prostora.

\n

Ugljik je kemijski element atomskog (rednog) broja 6 i atomske mase 12,0107(8). Ugljik je nemetal bez okusa i mirisa, a periodnom sustavu elemenata predstavlja ga simbol C

Ugljik i njegovi spojevi sastavni su dio žive i nežive prirode. Proces kruženja ugljika povezuje živu i neživu prirodu, omogućuje izmjenu energije i sav život na Zemlji.

\n

Ugljična kiselina (karbonatna kiselina (H₂CO₃) slaba je anorganska kiselina. Nastaje otapanjem ugljikova(IV) oksida u vodi, no vrlo mala količina CO₂ izreagira sa vodom, jer se čak 99 % CO₂ u vodi nalazi u molekularnom stanju.

\n\n\n\n

CO₂ + H₂O ------> H₂CO₃

\n\n\n\n

\n

\n

Gorenjem ugljika na zraku mogu nastati dva ugljikova oksida, ugljikov monoksid (CO) i ugljikov dioksid (CO₂). Ako je zraka tj. kisika dovoljno, nastat će onaj koji sadrži više kisika (CO₂), dok će uslijed nedostatka kisika nastati onaj koji ga sadrži manje kisika (CO).

\n\n\n\n

2C(s) +O₂(g) -----> 2CO(g)

\n

\n

Alotropske modifikacije ugljika su dijamant, grafit, fuleren (C₆₀). Svi su građeni od atoma ugljika, ali imaju različite struktrure pa se razlikuju u fizikalnim svojstvima.

\n

Gazirana pića su nakon proizvodnje prezasićena ugljičnim dioksidom. Kao rezultat toga, zbog principa fizikalne kemije poznate kao Henryjev zakon, plin doživljava pritisak zbog kojeg želi pobjeći iz tekućine u kojoj se nalazi.

\n

Gorenjem tvari koje sadržavaju ugljik uz dovoljan pristup zraka (O₂) nastaje ugljikov (IV) oksid poznat i kao ugljikov dioksid:

\n\n\n\n

C(s) + O₂(g) --> CO₂(g)

\n\n\n\n

\n

Ugljikov monoksid je plin bez boje i mirisa koji nastaje nepotpunim izgaranjem tvari u kojima ima ugljika, te je jako otrovan jer se veže na hemoglobin u krvi čime spriječava prijenos kisika (često zvan \"tihi ubojica\"). Vezanje ugljikova(II) oksida za hemoglobinsko željezo onemogućava vezanje kisika i na taj način sprječava normalnu opskrbu stanica kisikom. Znakovi trovanja su: glavobolja, vrtoglavica, lupanje srca, opća slabost, šum u ušima.

\n

Ugljik stvara dvije vrste oksida u kojima ima valencije (II) i (IV). Kako je kisik uvijek dvovalentan oksid u kojem je ugljik dvovalentan stvorit će ugljikov monoksid (CO), a oksid u kojem je ugljik četverovalentan dati će ugljikov dioksid (CO₂)

\n

\n

Gorenjem ugljika na zraku mogu nastati dva ugljikova oksida: ugljikov monoksid (CO) i ugljikov dioksid (CO₂). Ako je zraka tj. kisika dovoljno, nastat će onaj koji sadrži više kisika (CO₂), dok će uslijed nedostatka kisika nastati onaj koji ga sadrži manje kisika (CO)

\n

\n

Ugljik stvara dvije vrste oksida u kojima ima valencije (II) i (IV). Kako je kisik uvijek dvovalentan oksid u kojem je ugljik dvovalentan stvorit će ugljikov monoksid (CO), a oksid u kojem je ugljik četverovalentan dati će ugljikov dioksid (CO₂)

\n

Dijamant je tvrd, proziran, visokog tališta i vrelišta, ne otapa se, ne provodi struju (izolator), ali vodi toplinu

Alotropska modifikacija ili alotropija je pojava da se ista tvar javlja u više strukturnih oblika koji se razlikuju po fizikalnim i/ili kemijskim svojstvima. Alotropi su dva ili više oblika istog kemijskog elementa koja se međusobno razlikuju po načinu međusobnog vezivanja atoma. Alotropija se odnosi na elementarne tvari, dok slična polimorfija samo na spojeve

\n\n\n

\n

\n

Ugljik se nalazi u sastavu živih bića, u tlu, vodi i zraku u obliku organskih i anorganskih spojeva. Anorganski spojevi ugljika dolaze u tri skupine: oksidi (CO,CO₂), kiseline (ugljična kiselina) i soli (npr. kalcijev karbonat, natrijev karbonat). U Organskim spojevima ugljik je temeljni element žive tvari tj. čitavog biljnog i životinjskog svijeta.

\n

\n

Alotropske modifikacije ugljika su dijamant, grafit, fuleren (C₆₀). Svi su građeni od atoma ugljika, ali imaju različite struktrure pa se razlikuju u fizikalnim svojstvima.

\n

\n

Ugljik se u prirodi pojavljuje u elementarnom stanju ili u sastavu kemijskih spojeva. Najvažnije elementarne tvari ugljika su: grafit, dijamant i fulereni. Svi su oni građeni od atoma ugljika ali imaju različite strukture pa se razlikuju u fizikalnim svojstvima.

\n

Fuleren je bilo koja molekula sastavljena samo od ugljika. U obliku je šuplje sfere, elipsoida ili cijevi. Loptasti fulereni se također nazivaju \"buckyballs\", a cilindrični fulereni se zovu nanocijevi ili \"buckytubes\"

\n

Kako je kisik uvijek dvovalentan oksid u kojem je ugljik četverovalentan (IV) dati će ugljikov dioksid (CO₂)

\n

Dijamant je alotropska modifikacija ugljika. U kristalu dijamanta svaki je atom ugljika vezan sa četiri susjedna atoma ugljika vrlo jakim vezama. Ugljikovi atomi čine čvrstu trodimenzionalnu strukturu.

U grafitu su atomi ugljika povezani u šesteročlane prstenove koji čine slojeve. Veze između slojeva su slabe, a slojevi ugljikovih atoma mogu kliziti jedan preko drugoga te zbog toga grafit ostavlja trag na papiru

Ugljik još nazivamo i karbon (od latinski: carboneum) pa tako i ugljičnu kiselinu možemo zvati i karbonatna kiselina