ქვანახშირი არის ერთ-ერთი უძველესი საწვავი, რომელიც ცნობილია ადამიანისთვის. და დღესაც მოხმარების მხრივ წამყვან პოზიციას იკავებს. ამის მიზეზი არის მისი გავრცელება, მოპოვების, დამუშავებისა და გამოყენების სიმარტივე. მაგრამ რა არის ის? რა არის ნახშირის ქიმიური ფორმულა?
სინამდვილეში, ეს კითხვა მთლად სწორი არ არის. ქვანახშირი არ არის ნივთიერება, ეს არის სხვადასხვა ნივთიერების ნაზავი. ბევრი მათგანია, ამიტომ ნახშირის შემადგენლობის სრულად დადგენა შეუძლებელია. ამიტომ, ამ სტატიაში ნახშირის ქიმიური ფორმულის ქვეშ ვიგულისხმებთ მის ელემენტარულ შემადგენლობას და სხვა მახასიათებლებს.
მაგრამ რა შეგვიძლია გავიგოთ ამ ნივთიერების მდგომარეობის შესახებ? ქვანახშირი წარმოიქმნება მცენარეთა ნარჩენებისგან მრავალი წლის განმავლობაში მაღალი ტემპერატურისა და წნევის ზემოქმედების გამო. და რადგან მცენარეები ბუნებით ორგანულია, ნახშირის შემადგენლობაში ორგანული ნივთიერებები ჭარბობს.
ნახშირის ასაკისა და წარმოშობის სხვა პირობების მიხედვით იყოფა რამდენიმე სახეობად. თითოეული სახეობა გამოირჩევა ელემენტარული შემადგენლობით, არსებობითმინარევები და სხვა მნიშვნელოვანი მახასიათებლები.
ყავისფერი ქვანახშირი
ნახშირის ყველაზე ახალგაზრდა სახეობაა. მას მცენარეული ხის სტრუქტურაც კი აქვს. წარმოიქმნება უშუალოდ ტორფისგან დაახლოებით 1 კილომეტრის სიღრმეზე.
ამ ტიპის ნახშირი შეიცავს საკმაოდ დიდ ტენიანობას: 20-დან 40%-მდე. ჰაერის ზემოქმედებისას ის აორთქლდება და ნახშირი იშლება ფხვნილად. შემდეგი, ჩვენ ვისაუბრებთ ამ კონკრეტული მშრალი ნარჩენის ქიმიურ შემადგენლობაზე. ასევე მაღალია არაორგანული მინარევების რაოდენობა ყავისფერ ნახშირში და შეადგენს 20-45%-ს. ეს მინარევებია სილიციუმის დიოქსიდი, ალუმინის, კალციუმის და რკინის ოქსიდები. ის ასევე შეიძლება შეიცავდეს ტუტე ლითონის ოქსიდებს.
ამ ნახშირში ბევრი არასტაბილური ორგანული და არაორგანული ნივთიერებაა. ისინი შეიძლება იყოს ამ ტიპის ნახშირის მასის ნახევარი. ელემენტარული შემადგენლობა არაორგანული და აქროლადი ნივთიერებების გამოკლებით ასეთია:
- ნახშირბადი 50-75%.
- ჟანგბადი 26-37%.
- წყალბადი 3-5%.
- აზოტი 0-2%.
- გოგირდი 0.5-3%.
ნახშირი
წარმოქმნის დროის მიხედვით, ამ ტიპის ქვანახშირი მოდის ყავისფერის შემდეგ. მას აქვს შავი ან რუხი-შავი ფერი, ასევე ფისოვანი, ზოგჯერ მეტალის ბზინვარება.
ნახშირის ტენიანობა ყავისფერზე გაცილებით ნაკლებია: მხოლოდ 1-12%. ნახშირში აქროლადი ნივთიერებების შემცველობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება მოპოვების ადგილის მიხედვით. ის შეიძლება იყოს მინიმალური (2%-დან), მაგრამ ასევე შეუძლია მიაღწიოს მურა ნახშირის მსგავს მნიშვნელობებს (48%-მდე). ელემენტარული შემადგენლობა ასეთია:
- ნახშირბადი 75-92%.
- წყალბადი 2, 5-5, 7%.
- ჟანგბადი 1, 5-15%.
- აზოტი 2,7%-მდე.
- გოგირდი 0-4%.
აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ნახშირის ქიმიური ფორმულა უფრო მეტი ნახშირბადისგან შედგება, ვიდრე ყავისფერი ნახშირისგან. ეს ხდის ამ ტიპის ნახშირს უკეთესი ხარისხის საწვავად.
ანტრაციტი
ანტრაციტი არის ნამარხი ნახშირის უძველესი ფორმა. მუქი შავი ფერისაა და აქვს დამახასიათებელი მეტალის ბზინვარება. ეს არის საუკეთესო ნახშირი იმ სითბოს რაოდენობით, რომელიც გამოყოფს წვის დროს.
მასში ტენისა და აქროლადი ნივთიერებების რაოდენობა ძალიან მცირეა. დაახლოებით 5-7% თითოეული ინდიკატორისთვის. და ელემენტარული შემადგენლობა ხასიათდება ნახშირბადის უკიდურესად მაღალი შემცველობით:
- ნახშირბადი 90%-ზე მეტი.
- წყალბადი 1-3%.
- ჟანგბადი 1-1, 5%.
- აზოტი 1-1, 5%.
- გოგირდი 0.8%-მდე.
მეტ ნახშირს შეიცავს მხოლოდ გრაფიტი, რომელიც ანტრაციტის კოალიფიკაციის შემდგომი ეტაპია.
ნახშირი
ამ ტიპის ნახშირი არ არის ნამარხი, ამიტომ მას აქვს გარკვეული თავისებურებები მის შემადგენლობაში. იწარმოება მშრალი ხის 450-500 oC ტემპერატურაზე ჰაერის გარეშე გაცხელებით. ამ პროცესს პიროლიზი ეწოდება. მის დროს ხისგან გამოიყოფა მთელი რიგი ნივთიერებები: მეთანოლი, აცეტონი, ძმარმჟავა და სხვა, რის შემდეგაც იგი იქცევა ნახშირად. სხვათა შორის, ხის წვა ასევე არის პიროლიზი, მაგრამ ჰაერში ჟანგბადის არსებობის გამო გამოთავისუფლებული აირები აალდება. ეს არის ის, რაც განაპირობებს არსებობასანთებს წვისას.
ხე არ არის ერთგვაროვანი, მას აქვს ბევრი ფორები და კაპილარები. მსგავსი სტრუქტურა ნაწილობრივ შემორჩენილია მისგან მიღებულ ნახშირში. ამ მიზეზით, მას აქვს კარგი ადსორბციის უნარი და გამოიყენება გააქტიურებულ ნახშირბადთან ერთად.
ამ ტიპის ნახშირის ტენიანობა ძალიან დაბალია (დაახლოებით 3%), მაგრამ ხანგრძლივი შენახვისას ის შთანთქავს ტენიანობას ჰაერიდან და წყლის პროცენტული მაჩვენებელი იზრდება 7-15%-მდე. არაორგანული მინარევებისა და აქროლადი ნივთიერებების შემცველობა რეგულირდება GOST-ებით და არ უნდა აღემატებოდეს შესაბამისად 3%-ს და 20%-ს. ელემენტარული შემადგენლობა დამოკიდებულია წარმოების ტექნოლოგიაზე და დაახლოებით ასე გამოიყურება:
- ნახშირბადი 80-92%.
- ჟანგბადი 5-15%.
- წყალბადი 4-5%.
- აზოტი ~0%.
- გოგირდი ~0%.
ნახშირის ქიმიური ფორმულა გვიჩვენებს, რომ ნახშირბადის შემცველობით იგი ახლოსაა ქვასთან, მაგრამ გარდა ამისა, მას აქვს მხოლოდ მცირე რაოდენობით წვისთვის არასაჭირო ელემენტები (გოგირდი და აზოტი)..
გააქტიურებული ნახშირბადი
გააქტიურებული ნახშირბადი არის ნახშირბადის სახეობა მაღალი სპეციფიური ფორების ზედაპირის ფართობით, რაც ხდის მას უფრო შთამნთქმელს ხდის ვიდრე ხე. მისი წარმოებისთვის ნედლეულად გამოიყენება ნახშირი და ქვანახშირი, ასევე ქოქოსის ნაჭუჭები. საწყისი მასალა ექვემდებარება აქტივაციის პროცესს. მისი არსი არის დაბლოკილი ფორების გახსნა მაღალი ტემპერატურით, ელექტროლიტური ხსნარებით ან წყლის ორთქლით.
გააქტიურების პროცესში იცვლება მხოლოდ ნივთიერების სტრუქტურა, ამიტომ გააქტიურებული ნახშირბადის ქიმიური ფორმულაიდენტურია იმ ნედლეულის შემადგენლობისა, საიდანაც იგი მზადდებოდა. გააქტიურებული ნახშირბადის ტენიანობა დამოკიდებულია ფორების სპეციფიკურ ზედაპირის ფართობზე და ჩვეულებრივ 12%-ზე ნაკლებია..
