Grafito Categoría I : Elementos nativos | |
Grafito nativo | |
General | |
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número CAS | |
Clase Strunz |
1.CB.05a
1 ELEMENTOS (Metales y aleaciones intermetálicas; metaloides y no metales; carburos, siliciuros, nitruros, fosfuros) |
La clase de Dana |
1.3.6.2
Elementos nativos y amalgamas 1.3.6.2 Grafito C |
Fórmula química | VS |
Identificación | |
Forma masa | 12,0107 ± 0,0008 uma C 100%, |
Color | gris metalizado gris oscuro; negro |
Clase de cristal y grupo espacial | bipiramidal dihexagonal; P 6 3 / mmc |
Sistema de cristal | hexagonal |
Red Bravais | primitivo P |
Macle | el {1121} |
Escote | perfecto en {0001} |
Rotura | Mineral sectil, concoidal, irregular |
Habitus | cristales masivos y muy raros |
Facies | cristales hexagonales |
Escala de Mohs | de 1,00 a 2,00 |
Línea | gris acero; negro |
Brillar | metálico; mástil |
Propiedades ópticas | |
Índice de refracción | w = 1,93-2,07 |
Birrefringencia | Uniaxial (-) |
Fluorescencia ultravioleta | alguna |
Transparencia | opaco |
Propiedades químicas | |
Densidad | 2,09-2,23 g / cm³ |
Temperatura de fusión | Punto de sublimación: 3652 ° C . ° C |
Solubilidad | en agua: insoluble |
Propiedades físicas | |
Magnetismo | No |
Radioactividad | alguna |
Precauciones | |
WHMIS | |
D2A, D2A : Material muy tóxico que causa otros efectos tóxicos mezcla no probada que puede contener al menos 0,1% de un carcinógeno (sílice cristalina); mezcla no probada que puede contener al menos un 1,0% de un producto que causa toxicidad crónica (sílice cristalina) |
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Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |
El grafito es una especie mineral que es, junto con el diamante , la lonsdaleita y la chaoita , uno de los alótropos nativos del carbono .
Su fórmula química es "C" pero las formas nativas permiten encontrar trazas de hidrógeno ("H"), nitrógeno ("N"), oxígeno ("O"), silicio ("Si")., Aluminio ("Al" ), hierro ("Fe") o incluso arcilla .
Es un elemento nativo cuyos depósitos se formaron a expensas de rocas carbonáceas (rocas ricas en carbono, del tipo carbón ). Compuesto por carbono puro, corresponde al último grado de coalificación alcanzado en condiciones de metamorfismo o contacto regional (pegmatitas o depósitos hidrotermales en el halo de contacto de ciertos granitos). También se puede formar por reducción de carbonatos . Ocurre en perchas “en forma de masas lamelares micáceas, frondosas, compactas o pulverulentas; raramente en laminillas hexagonales; a menudo en lentejuelas irregulares dispersas. Tiene un tacto graso, mancha los dedos y deja una marca negruzca en el papel ” .
También está presente en meteoritos.
En el XVIII ° siglo, exploración de yacimientos de carbón rico llevó a malinterpretar rocas de grafito (esquistos, cuarcitas), tonalidad negruzca, como el ántrax.
Estructura de grafito.
Malla elemental.
La estructura del grafito está formada por láminas hexagonales no compactas, llamadas grafenos , separadas aproximadamente por 0,336 nm en la dirección de su normal. En cada hoja, cada átomo de carbono está fuertemente unido por enlaces covalentes de tipo sigma para sus 3 electrones sp 2 , y enlaces covalentes de tipo π para su otro electrón p. Estos enlaces π son enlaces conjugados con los tres átomos vecinos, los electrones son muy móvil allí, lo que explica la gran conductividad eléctrica y térmica, así como el color negro del grafito. Los enlaces entre las láminas son débiles y serían del tipo de enlace de Van der Waals , lo que explicaría la rotura y la baja dureza . Por otro lado, esto se cuestiona en trabajos recientes. .
El grafito es la forma estable de carbono a temperaturas y presiones ordinarias.
La apariencia del grafito es la de un sólido negro con un brillo submetálico; su dureza es baja, entre 1 y 2 en la escala de Mohs .
Debido a su estructura de hoja, todas las propiedades físicas del grafito son anisotrópicas . En particular, la conductividad eléctrica es muy diferente en el plano de las hojas y en la dirección perpendicular.
El grafito existe en dos politipos :
El carbón existe en todos los estados intermedios entre el carbón amorfo y el grafito hexagonal. Hablamos de grafito "lubricostratic" (del latín lubricare , "hacer resbaladizo") cuando las capas se mueven paralelamente al azar, y de grafito "turbostratico" (del latín turbo , "vortex") si también se hacen girar en aleatorio.
El grafito tiene muchas aplicaciones industriales, en diversas formas naturales o sintéticas:
También se utiliza con fines medicinales como absorbente para el envenenamiento oral y en uso militar para dañar las plantas de energía como una bomba de grafito .
En las artes plásticas se utiliza para dibujar . Se utiliza en particular para hacer lápices, a menudo con el nombre incorrecto de " lápiz de mina ".
El uso doméstico más habitual es el lápiz .
También se puede utilizar como un compuesto de aleación (con Titanio o Fibra de vidrio ) en la fabricación de marcos de raquetas de tenis (también existe en Aluminio ).
Se utiliza una forma pirolítica de grafito en la fabricación de compuertas para tetrodos de muy alta potencia en la radiodifusión . Cabe mencionar, por ejemplo, el tetrodo TH539 que se utilizó hastaMarzo de 2003en una de las dos unidades transmisoras Allouis de onda larga de 1000 kW.
El grafito sintético generalmente se produce mediante el proceso Acheson : los principales productores en 2020 son Showa Denko Carbon , SGL Carbon , Schunk Kohlenstofftechnik (Alemania), Imerys (Francia), Tōkai Carbon (Japón) y Morgan Advanced Materials (Gran Bretaña)).
En 2019, la Agencia Australiana de Energías Renovables (ARENA) anunció A $ 9,41 millones en ayuda para un proyecto del Grupo Hazer (compañía australiana de energía renovable) para convertir biogás (aquí de la digestión anaeróbica de lodos de aguas residuales) en grafito e hidrógeno ($ 10,72). millones de dólares en una planta demostradora en Munster, Australia Occidental).