Uglerod nima – ahamiyati va aylanishi

Uglerod - garchi biz uning nomini juda ko'p eshitsak ham, uning ta'siri va funktsiyasi haqida biz bilmagan elementlardan biridir. Uglerod hayotimizda non va suv kabi muhim ahamiyatga ega.

Uglerod barcha hayvon va o'simlik moddalarining ajralmas qismidir. Ko'mir, olmos, grafit, tabiiy gaz, qazib olinadigan yoqilg'i kabi muhim moddalar asosan uglerodning bir turidir. Uglerod boshqa elementlardan ajralib turadigan noyob tuzilishga ega. Uglerod aylanishi hayotning uzluksizligini va ekologik muvozanatni ta'minlaydi.

Uglerod tarixi haqida aniq ma'lumot yo'q. Biroq, bu qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lgan va ishlatilgan moddadir. Qadimgi davrlardan beri uglerod ko'mir, olmos va grafitning bir shakli ekanligi ma'lum bo'lgan. Britaniyalik kimyogar Garri Kroto 1960-70 yillarda uglerod atomlari va birikmalari bo'yicha juda batafsil tadqiqotlar, tajribalar va tadqiqotlar o'tkazdi. Bugungi kungacha olib borilgan tajribalar va tadqiqotlar natijasida uglerod inson hayoti uchun muhim element ekanligi aniqlangan.

Kimyoviy tuzilishi va xususiyatlari

Odatda tabiatda uchraydigan metallmas element bo'lgan uglerodning kimyoviy belgisi C va uning atom raqami 6, atom og'irligi 12.011. U 3727 C eriydi va 4830 C qaynaydi. Uglerod - elementlarning davriy jadvalidagi 4-A guruhidagi element. U kremniy, germeniy, qalay va qo'rg'oshin kabi elementlar bilan bir guruhga kiradi. Ushbu guruh elementlari bir xil xossalarga ega va ularning kimyoviy shakli boshqa elementlardan farq qiladi.

Uni tabiatda va turli xil elementlarga ega bo'lgan birikmada topish mumkin. To'rt milliondan ortiq birikmalar; ya'ni 95 foiz aralashmalar uglerodni o'z ichiga oladi. Bu ko'plab organik birikmalarning asosiy tarkibiy qismidir. Olmos va grafit uglerodning eng toza, kristalli, elementar shakllaridir. Ko'mir, koks va ko'mir kabi tarkibiy qismlar kamroq uglerodli birikmalardir.

Uglerod yer qobig'ining 0,2 foizi tashkil etadi. U eng keng tarqalgan elementlar orasida oltinchi o'rinni egallaydi. U atmosferada hajmi bo'yicha 0,03 foiz karbonat angidridni tashkil qiladi. Tabiiy suvlarda mavjud bo'lgan karbonatlar va uglevodorodlar eng ko'p uglerod birikmalaridir. Ohaktosh, dolomit konlari, marmar, istiridye qobig'i, dengiz tubi va karbonatlar kabi ko'plab minerallar uglerod tarkibiga kiradi.

Tabiiy uglerodda 5 ta radioaktiv izotop mavjud. Radioaktiv izotoplar orasida eng barqaror "C12" izotopidir. Uglerodning 98,89 foizini tashkil etuvchi "C12" izotopi uglerodning eng keng tarqalgan izotopi hisoblanadi. Atom og'irligi uchun xalqaro standart sifatida ishlatiladigan ushbu izotop, atom massasining birligi sifatida "12 dalton" qiymatiga ega.

Uglerodni metall va metallmas elementlardan ajratib turadigan muhim farq shundaki, u ion bog'lanishidan ko'ra kovalent bog'lanish hosil qiladi. Uglerodning eng muhim allotroplari (kristall shakli) olmos, grafit, fulleren va ko'mirdir. Ko'mir, uglerod - bu aniq, noyob tuzilishga ega bo'lmagan "amorf uglerod" tipidagi modda.

Uglerodning birikmalari, alotroplari va tuzilmalari haqida ba'zi diqqatga sazovor joylarni sanab o'tamiz:

• Uglerod, kislorod va azot yordamida u juda xilma-xil shakli va tartibda minglab turli moddalar va birikmalar hosil qilishi mumkin.
• Uglerodning eng muhim xususiyati shundaki, u zanjirlarni ketma-ket joylashtirib juda osonlikcha hosil qilishi mumkin.
• Olmos uglerod va uglerod birikmalarining tuzilishi va mustahkamligi tufayli qattiq va inertdir.
• Grafit uglerodning eng keng tarqalgan allotropidir. Yog'li va izlari tufayli qalam qo'shimchalarida va moylarda ishlatiladi.
• Grafitdan maxsus usullar bilan olingan nanometr uzunlikdagi naychalar "nanotubalar" deb nomlanadi. Ushbu naychalar yuqori sezuvchanlik detektorlarini tayyorlashda ishlatiladi.
• Rangsiz olmos ma'lum bo'lgan eng qiyin moddadir, qora rangli grafit esa yumshoq.
• Tabiatda eng ko'p uchraydigan uglerod birikmalari metall uglerodlardir. Bunga misol sifatida; karbonat angidrid, kaltsiy karbonat (animo kislotasi), ko'mir va bo'r.
• Uglerod elementi og'ir, suyultirilgan kislotalarda, asoslarda va organik erituvchilarda erimaydi.
• Uglerod kaliy nitrat kabi oksidlovchi moddalar bilan melit kislotasini hosil qiladi. U yuqori haroratda ba'zi metallar va karbidlarni hosil qiladi.
• Xom neftdan olinadigan neft hosilalari uglerod zanjiridan hosil bo'lgan moddalardir.
• Uglevodorodlar uglerod tomonidan vodorod bilan hosil bo'lgan birikma. Metan gazi yoki botqoq gazi eng sodda uglevodorod hisoblanadi. Metan gazi tabiiy gazning asosiy birikmasidir.
• Karbonat angidrid va uglerod oksidi uglerod kislorod bilan hosil qiladigan eng oddiy birikmalardir. Ikkalasi ham gazlar va uglerod oksidi zaharli hisoblanadi. Marsning 96 foizida karbonat angidrid mavjud.
• Koks tarkibida 90 foiz uglerod mavjud. Koks va ko'mir amorf ugleroddir.
• Sof uglerod havosiz muhitda shakarni isitish va parchalash natijasida olinadi.
• Hujayra membranasi, qobig'i, tuxum oqi va ko'z linzalari kabi organik tuzilmalarda uglerod mavjud.

Ba’zi uglerod atamalari

Uglerod birikmalar muhim funktsiyalarni bajaradi. Ushbu birikmalar va ba’zi uglerod atamalari haqida to’xtalamiz:

Fullerenlar : Uglerodning sun’iy alotroplari.Ularda beshburchak, olti burchakli kristallar bo’lishi mumkin. Bundan tashqari, u «Bakminstefuleren» yoki «Bakkibols» nomi bilan ham tanilgan. U 60 ta uglerod atomidan tashkil topgan molekula. Bundan tashqari, u «Carbon60» yoki «C60» deb ta’riflanadi. Uning radiusi 1 nanometrga teng. Fullerenlar kosmosdagi sayyora tumanligida aniqlandi. Ular yerdan tashqarida borligi isbotlangan eng katta molekulalardir.

Uglerod qorasi (qora): U mutloq qora kukun. Bu juda nozik taneli elementar uglerod. Ushbu zarralar diametri 25-400 millimikron bo’lishi mumkin. U gaz va suyuq uglevodorodlarning kam yonishi natijasida olinadi yoki bu neftning to’liq yonmaganligi deb ataladi. U pigmentlarda, siyohlarda va rezina va rezina ishlab chiqarishda qo’llaniladi. 

Faollashgan uglerod : Uglerodni, masalan, o’tin, ko’mir, suyak, neft mahsulotlari, yong’oq va guruch qobig’idan turli xil jarayonlar natijasida olinadi. U muhim adsorbent. Uning ichki teshiklari keng. Bu inson salomatligiga zarar etkazmaydi. U kukun, granulalar shaklida ishlab chiqarilishi mumkin.  (Adsorbent: zaharli moddalar molekulalarining yuzasiga yopishib, ularning singishini oldini oluvchi modda)

Karbonat : Bu noorganik birikma yoki metallning karbonat kislota bilan reaktsiyasi natijasida hosil bo’lgan moddadir. Bu metallar bilan reaktsiyasi natijasida kaltsiy karbonat kabi tuzlarni hosil qiladi. Difenil karbonat yoki dietil karbonat shakllari uning organik birikmalar bilan reaktsiyasi natijasida hosil bo’ladi.

Uglerod oksidi : Bu noorganik birikma. Bu gaz yoki suyuqlik shaklida bo’lishi mumkin; u hidsiz va rangsiz. Yonuvchan, uning alangasi binafsha rangga ega. Bu zaharli va portlovchi gaz. Spirtli ichimliklar va benzol bilan yaxshi, suvda ozgina eriydi. U maxsus po’lat ishlab chiqarishda keng qo’llaniladi.

Karbondisulfid : Bu noorganik birikma. Uning sof shakli hidsiz, boshqa shakllari ham og’ir hidga ega. U yaltiroq, rangsiz yoki sarg’ish suyuqlikdir. Agar u qattiq yonib ketsa, u portlashi va ishqalanish natijasida yonib ketishi mumkin.

Karbontetraklorid: bug’i havodan 5 marta og’irroq bo’lgan xlorli, rangsiz, shirin hidli suyuqligi. U suvda erimaydi. Bu portlovchi emas. Nafas olganda zaharli bo’lishi mumkin. Sovutgichlarda keng qo’llaniladi.

Uglerod aylanishi

Uglerod - bu yuz minglab birikmalarni shakllantirishga va hayotni saqlab qolish uchun etarlicha xilma-xillik va murakkabliklarni yaratishga qodir yagona element. Shunday qilib, uglerod o'z ichiga olgan ba'zi birikmalar tirik mavjudotlarning 18 foizini tashkil qiladi. Ushbu birikmalar tirik hujayralarning qurilish bloklari hisoblanadi. Uglerod ba'zi elementlar, xususan kislorod, vodorod, azot, oltingugurt va fosfor bilan birgalikda bu hayotni saqlab qolish uchun zarur bo'lgan elementidir.

Umuman olganda, ba'zi kimyoviy, fizikaviy va geologik jarayonlar natijasida atmosferada, suvlarda, dengizlarda va erdagi uglerod atomlarining aylanishi "uglerod aylanishi" deb nomlanadi. Uglerod aylanishi hayotni saqlab qolish uchun juda muhim voqeadir. Ushbu siklning manbai atmosferada va suv resurslarida erigan karbonat angidriddir. Atmosfera (atmosfera), gidrosfera (saxaroza), litosfera (tosh sfera), biosfera (tirik sfera) o'rtasida sodir bo'ladigan uglerod aylanishi. Bu hayotning eng muhim jarayoni bo'lgan fotosintezning asosiy rolidir. Shuningdek, u haroratning haddan tashqari pasayishi va ko'tarilishining oldini olish orqali iqlim va ekologik muvozanatni ta'minlaydi.

Atmosferadagi karbonat angidrid gazining ko'payishi biz "issiqxona effekti" deb ataydigan vaziyatni keltirib chiqaradi. "Issiqxona gazi" deb ham ataladigan bu holat uglerod aylanishining ishlashiga salbiy ta'sir qiladi. Atrof muhitga salbiy ta'sir ko'rsatadigan amaliyotlar, masalan, o'rmonlarda daraxtlarni kesish, o'rmon yong'inlari, sanoatda va transportda ishlatiladigan ko'mir va qazilma yoqilg'ilar issiqxona gazlarini keltirib chiqaradi va uglerod muvozanati buziladi. Shunday qilib, muzliklar eriydi, dengiz sathi ko'tariladi va iqlim o'zgaradi.

Ishlatilishi

Uglerod ko’plab sohada ajralmas moddadir. Rivojlangan mamlakatlar iqtisodiyotining rivojlanish darajasi tarkibida uglerodli birikmalar bo’lgan mahsulotlar, yoqilg’i, kimyoviy moddalar va dori-darmonlarni ishlab chiqarish va qayta ishlash bilan bog’liq. Uglerod birikmalari bilan sintetik mahsulotlar mamlakatlar iqtisodiy rivojlanishida muhim rol o’ynaydi.

U temir va po’lat sanoatida keng qo’llaniladi. Yuqori o’choqlarda temir rudasini qayatarishda ishlatiladi. Uglerod dioksidi ichimliklar karbonatlanishida qaytaruvchi sifatida, metallurgiyada uglerod oksidi ishlatiladi. Uglerod tolasi bardoshli va engil kompozit materialdir, u avtomobilsozlik va samolyot sanoatida muhim mahsulotdir.

Uglerodni ishlatadigan va tarkibiga kiradigan ba’zi tarmoqlar va mahsulotlar quyidagilardir: Bosib chiqarish siyohi, temir qotishmalarini qayta ishlash, po’lat sanoati, yadro reaktsiyasini boshqarish, shinalar, plastmassalar, bo’yoq pigmentlari, yog ‘va hosilalari, qalamlar, elektr stantsiyalarida va boshqalarda.