qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnm

Węgiel
Hanna Gaweł II c |

Węgiel jest pierwiastkiem najczęściej występującym w przyrodzie. Węgiel (carbon) jest to niemetal o liczbie atomowej równej 6, masie atomowej równej 12,01. Pierwiastek ten należy do IV grupy układu okresowego. Należy do grupy węglowców, jest niemetalem. Sublimuje bez stopnienia w temperaturze 3653oC. W temperaturze pokojowej jest chemicznie nieaktywny. Węgiel jest jednym z najważniejszych pierwiastków w przyrodzie jako podstawowy składnik organizmów żywych. w próżni lub gazie obojętnym. Jest zbudowany z parzystej liczby atomów węgla. Z węgla w procesie suchej destylacji, inaczej nazywanej odgazowywaniem węgla możemy uzyskać koks, który jest wysokoenergetycznym paliwem o zawartości węgla pierwiastkowego do 96%. Koks jest wykorzystywany głównie w metalurgii, jako paliwo, do wytwarzania karbidu oraz surowiec chemiczny. Proces suchej destylacji węgla polega na ogrzewaniu węgla bez dostępu powietrza w temperaturze 900–1300oC (koksowanie), lub 500-600oC (wytlewanie). W wynik procesu otrzymuje się koks, albo półkoks, oraz liczne produkty uboczne w formie ciekłej (smoła węglowa, woda pogazowa), oraz gazowej (gaz węglowy, koksowniczy).

Rola węgla w przyrodzie jest olbrzymia, przede wszystkim dlatego, że jest on podstawowym pierwiastkiem wszystkich związków organicznych.. Formy występowania w przyrodzie są bardzo różnorodne. Występuje jako zasadniczy składnik we wszystkich tkankach żywych organizmów, występuje w produktach przemiany oraz produktach rozkładu substancji organicznej, ponadto występuje w atmosferze i hydrosferze w postaci dwutlenku węgla. Tlenek węgla, CO, jest powszechnie znany jako trujący gaz powstający w wyniku niecałkowitego spalania węgla lub paliw węglowodorowych, np. gazu ziemnego i benzyny.

Węgiel stanowi zasadniczy składnik asfaltu, ropy naftowej, będących mieszaninami stałych lub ciekłych węglowodorów. Również gaz ziemny składa się z węglowodanów stanowiących obok grupy naftowej ważny surowiec energetyczny i chemiczny w przyrodzie nieorganiczne związki węgla (węglany)są jako: kreda, marmur, nolomity, wapniaki, i inne. pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 12 i symbolu C. Należy do grupy węglowców. Węgiel był znany człowiekowi od czasów starożytnych. W przyrodzie pierwiastek ten występuje w stanie wolnym, a także w związkach chemicznych (węglany, dwutlenek węgla, związki organiczne biosfery oraz paliwa kopalne). Jest najważniejszym pierwiastkiem biogennym. Węgiel jest niemetalem mało aktywnym chemicznie. W związkach występuje na +II (CO), +IV i -IV stopniu utlenienia. W temperaturze pokojowej węgiel łączy się z tlenem w sposób niezwykle powolny, natomiast szybkość ta bardzo wzrasta przy podwyższeniu temperatury. Przy pełnym dostępie tlenu powstaje CO2, przy niedostatecznym CO. Węgiel ma właściwości redukujące, wiele metali można otrzymać przez ogrzewanie ich tlenków z węglem. W bardzo wysokiej temperaturze węgiel łączy się bezpośrednio z niektórymi metalami, tworząc węgliki. Węgliki to związki chemiczne węgla z metalami lub niektórymi niemetalami . Otrzymywane są przez bezpośrednią syntezę z pierwiastków lub redukcję tlenków węgla w wysokiej temperaturze. Są substancjami krystalicznymi. Węglik litowców, berylowców i borowców ulegają działaniu wody i kwasów, przy czym wydziela się odpowiedni węglowodór np. węglik wapnia CaC2, zwany karbinem, reaguje z wodą tworząc acetylen C2H2: CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2. Wiele węglików metali przejściowych oraz węglik boru i krzemu odznaczają się dużą twardością, wysoką temperaturą topnienia, odpornością na działanie wody i kwasów. Stosuje się je w postaci spieków do produkcji narzędzi skrawających , materiałów ogniotrwałych, materiałów ściernych i elementów grzejnych do pieców elektrycznych jako reduktory.

Dwutlenek węgla reagując z wodą daje słaby i nietrwały kwas węglowy, jego wzór to H2CO3 jest to związek nieorganiczny, słaby i jest to dwuzasadowy kwas. Jest bezwodnikiem kwasowym i reaguje z zasadami dając sól. Tworzy się w niewielkiej ilości podczas rozpuszczania dwutlenku węgla w wodzie w wyniku reakcji: CO2+H2OH2CO3. W czasie zagęszczania roztworu ulega rozkładowi, nie można otrzymać go w stanie wolnym. Kwas ten tworzy dwa szeregi pochodnych: węglany obojętne i wodorowęglany. Węglany są bardzo ważną i liczna grupą minerałów. Często towarzyszą złożom rudnym lub same stanowią źródło ważnych metali. Anion (CO3-) tworzy w węglanach połączenia z kationami metali takich jak magnez, żelazo, wapń, cynk, mangan, ołów, miedź, a niekiedy także z anionami dopełniającymi - (OH)-, (Cl))-Najważniejszymi przedstawicielami węglanów są: kalcyt, dolomit, syderyt i magnezyt:

Kalcyt jest ważnym minerałem skałotwórczym. Tworzy on bardzo urozmaicone formy skupień. Oprócz skupień ziarnistych, zbitych i włóknistych występują formy naciekowe - stalaktyty i stalagmity. Minerał ten jest głównym składnikiem osadowych skał wapiennych, pochodzenia zarówno organicznego jak i chemicznego. Obecny jest w złożach żyłowych pochodzenia hydrotermalnego. W grupie skał metamorficznych stanowi podstawowy składnik marmurów. W glebach kalcyt odgrywa również bardzo istotną rolę, wpływając na szereg ich właściwości (przede wszystkim przeciwdziała zakwaszaniu gleb, działa również strukturotwórczo). W warunkach klimatu humidowego kalcyt jest łatwo wypłukiwany w głąb profilu glebowego, ze względu na łatwą rozpuszczalność w roztworze kwasu węglowego. W klimacie aridowym dochodzi do nagromadzenia dużych jego ilości w górnych poziomach profilu glebowego.
Dolomit jest solą podwójną MgCO3 · CaCO3, prawie zawsze zawierającą domieszki żelaza, czasem również cynku, niklu i kobaltu.

Jest on głównym składnikiem skał o tej samej nazwie tj. dolomitów, a także marmurów dolomitowych. Znany jest ponadto z żyłowych utworów hydrotermalnych.
Syderyt jest ważną rudą żelaza, o zawartości tego pierwiastka około 48,3%. Występuje w skupieniach drobnokrystalicznych, zbitych. Jest obecny w skałach osadowych, w pęcherzach pogazowych skał wulkanicznych, żyłach pochodzenia hydrotermalnego. Może także tworzyć konkrecje i pokłady w utworach pochodzenia sedymentacyjnego i torfach.
Magnezyt występuje w skałach osadowych, dolomitach, a także w postaci żył w zwietrzałych skałach serpentynitowych. Magnezyt wypalony służy do wyrobu materiałów ogniotrwałych, specjalnych cementów i izolatorów elektrycznych, znajduje również zastosowanie w przemyśle papierniczym. Węglany kwaśne – wodorowęglany: sole i estry (b. nietrwałe) kwasu węglowego zawierające jon HCO3-. Najważniejsze: wodorowęglan sodu NaHCO3, wodorowęglan amonu NH4HCO3. Węglany obojętne – np. CaCO3 – słabo rozpuszczalny w wodzie. Węgiel ma zastosowanie jako ważny surowiec energetyczny, natomiast organiczne związki węgla stanowią podstawę życia na Ziemi i są używane w przemyśle chemicznym. Jeden z izotopów węgla, C-14, jest promieniotwórczy. Izotop ten ma kluczowe znaczenie w wielu badaniach biochemicznych.
Atomy węgla występują także w cząsteczkach gazu ziemnego i ropy naftowej, które są także zaliczane do minerałów. Węglany pochodne nieorganiczne, sole organiczne, estry nietrwałego kwasu węglowego. Sole podczas ogrzewania rozkładają się z wydzieleniem CO2. Bardzo rozpowszechnione w przyrodzie. Estry są cieczami o przyjemnym zapachu, wrzącymi bez rozkładu, stosowanymi w syntezie organicznej. Poliestry kwasu węglowego – poliwęglany, które są tworzywami termoplastycznymi.

Konfiguracja elektronowa atomu węgla w stanie wzbudzonym 1s22s12p3 Zatem atom węgla w stanie wzbudzonym ma cztery nie sparowane elektrony walencyjne, które pojedynczo obsadzają cztery orbitale drugiej powłoki. Taki atom węgla zdolny jest do utworzenia czterech trwałych wiązań kowalencyjnych. Z konfiguracji powłoki walencyjnej wynika, że orbital 2s ma inną energię niż trzy pozostałe orbitale 2p3. Czy oznacza to, że tworzy on inny rodzaj wiązania. Reakcje chemiczne dowodzą, że wszystkie (cztery) wiązania atomu węgla w związkach organicznych mają ten sam charakter. Stosując duże uproszczenie możemy przyjąć, że następuje "wymieszanie" czterech orbitali walencyjnych powłoki atomu węgla, co prowadzi do uśrednienia ich energii. Dzięki temu każdy z nich może tworzyć takie same wiązania. Zatem jedną z podstawowych właściwości atomu węgla jest zdolność do tworzenia czterech równo cennych wiązań. Drugą ważną cechą jest możliwość wiązania się atomów węgla między sobą w cząsteczki zawierające od dwóch do wielu tysięcy atomów. Wysoka wartość energii wiązania kowalencyjnego między atomami węgla (C-C) powoduje dużą trwałość związków organicznych i pozwala na tworzenie przez węgiel niekiedy bardzo długich łańcuchów prostych, rozgałęzionych, zamkniętych i pierścieni.
Na podsumowanie można stwierdzić, że węgiel jest jednym z najważniejszych pierwiastków w życiu człowieka. Gdyby nie minerały składające się z węgla, takie jak np. węgle kopalne, grafit, ropa naftowa i gaz ziemny nie był by możliwy rozwój cywilizacyjny, który się głównie opiera na związkach zawierających węgiel, a także nie było by możliwe normalne życie na ziemi.

Pochodzenie węgla
Złoża węgla formowały się w ziemi od 360 do 286 milionów lat temu. Węgiel powstawał na bagnistych obszarach, które w owych czasach porastały wilgotne lasy tropikalne. Drzewa z tamtego okresu tylko w małym stopniu przypominały jednak te, które spotykamy współcześnie. Do największych należały ogromne paprocie, widłaki i skrzypy. Szczątki obumarłych roślin opadały na dno bagnistych jezior oraz lagun, a tam z powodu małej ilości tlenu i bakterii, rozkładały się bardzo powoli. Zjawisko to również można obserwować współcześnie. W pierwszej fazie gnijące rośliny zmieniają się w torf. Procesowi temu towarzyszy wydzielanie metanu, który jest głównym składnika gazu ziemnego (90%). Torf nie przekształca się samoistnie w węgiel. Jego pokłady najpierw zostają poddane odpowiedniemu ciśnieniu a tym samym zgniataniu pod ciężarem wciąż narastającej ilości obumarłych roślin. Z jednej warstwy torfu o grubości od 10 do 15 metrów może powstać jednometrowa warstwa węgla. Po zapełnieniu bagna substancją roślinną, na złożach torfu osadzały się warstwy przekształcić się mułu i piasku . Kiedy następnie teren obniżał się, a wody morskie lub jeziorne ponownie go zalewały dochodziło do kolejnego etapu akumulacji roślinnej . Cykl ten powtarzał się wielokrotnie i dlatego mówimy, że węgiel kamienny powstał w procesie sedymentacji cyklicznej. Doprowadziła ona do powstania licznych, oddzielonych od siebie skałami osadowymi, pokładów węgla. Ich grubość zawsze różni się znacznie i wynosi nawet od kilku milimetrów do kilku metrów.

Węgiel kamienny jest skałą osadową która powstała z obumarłych szczątków roślinnych. Skała ta zawiera od 75 do 97 % węgla pierwiastkowego. Przypuszcza się, że węgiel kamienny powstał w erze paleozoicznej, a dokładniej w karbonie, z obumarłych roślin, które uległy zwęgleniu bez dostępu atmosferycznego powietrza. Cechami charakterystycznymi węgla kamiennego są matowy połysk, ciemna czarna barwa oraz czarna rysa.
Jednym z podstawowych zastosowań węgla kamiennego jest zastosowanie jako paliwo opałowe. Jego wartość opałowa mieści się między 16,7 a 29,3 MJ/Kg. Wartość ta jest w dużej mierze zależna od składu węgla, to jest ilości zawartego w nim popiołu, ilości zawartej w nim siarki jak również wilgotności. Dla porównania wartość opałowa czystego węgla to około 33 MJ/Kg. W Polsce zostały wyróżnione 3 typy węgla kamiennego. Podział ten wiąże się z przeróżnymi cechami węgla kamiennego, które określają jego przydatność technologiczną. Cechami tymi są ciepło spalania i zawartość części lotnych w przeliczeniu na substancję suchą jak również bezpopiołową, spiekalność oraz dylatacja.
W Polsce węgiel kamienny otrzymał status surowca strategicznego, ze względu na fakt, iż zaspakaja aż 65 procent zapotrzebowania energetycznego państwa. Obecnie zauważa się tendencję spadkową w wydobyciu węgla kamiennego, gdyż w 1994 roku wydobycie wynosiło 132 miliony ton, a już 5 lat później spadło aż o dwadzieścia milionów ton. Szacuje się, że Polska posiada jedne z największych zasobów węgla kamiennego na świecie. Z tego powodu Polska zajmowała przez kilka lat miejsce w światowej czołówce krajów o największym wydobyciu tego surowca. Przyczynami zmniejszenia wydobycia węgla kamiennego w Polsce jest między innymi zamykanie nierentownych kopalń, używanie energooszczędnych jak również surowcowo oszczędnych technologii, większe użycie innych źródeł energii, wyczerpanie niektórych złóż oraz przyczyny ekologiczne, takie jak chęć zmniejszenia emisji dwutlenku węgla. Współcześnie węgiel kamienny wydobywany jest w Polsce w Zagłębiu Lubelskim, województwie Śląskim a także Małopolskim. Główne miasta "węglowe" to Libiąż, Brzeszcze oraz Jaworzno.
Na świecie największe zasoby węgla kamiennego znajdują się w południowo-wschodnich Chinach, Indiach, RPA, Australii, Stanach Zjednoczonych a także na Ukrainie.

Węgiel brunatny Węgiel brunatny jest skałą osadową powstałą z obumarłych szczątków roślinnych. Skała ta zawiera od 62 do 75 procent węgla pierwiastkowego. Przypuszcza się, że węgiel brunatny powstał w erze kenozoicznej, a ściślej mówiąc w trzeciorzędzie, z obumarłych roślin, które uległy zwęgleniu bez dostępu atmosferycznego tlenu.
Jednym z użyć węgla brunatnego jest zastosowanie jako paliwo opałowe. Jednakże jego wartość opałowa jest dużo niższa od wartości opałowej węgla kamiennego, gdyż wacha się ona między 7,5 a 21 MJ/Kg. Węgiel brunatny jest jednym ze źródeł energii, które nie są odnawialne. Węgiel brunatny jest klasyfikowany na wiele możliwości. Jednym z nich jest podział ze względu na wielkość ziarna. W tym podziale mamy 7 sortymentów. Kolejnym podziałem jest podział ze względu na twardość. Tutaj występują dwa typy: pierwszy - miękki, który jest wydobywany głównie w kopalniach odkrywkowych; drugi - twardy głównie wydobywany w kopalniach podziemnych. Węgiel brunatny może być wykorzystywany tylko w najbliższym otoczeniu kopalni. Spowodowane jest to przez skłonność mokrego i zapopielonego węgla brunatnego do zbijania się w masę trudną do rozładowania podczas transportu. Co więcej węgiel ten w zimie bardzo często zamarza. Z tego powodu większość elektrowni zasilanych węglem brunatnym jest ulokowana w bliskim otoczeniu kopalń tego surowca. Węgiel brunatny w tym przypadku doprowadzany jest do elektrowni przy pomocy przenośników taśmowych. Jedynie elektrownia Konin jest zaopatrywana w węgiel brunatny dostarczany z kopalni za pomocą specjalnej kolei przemysłowej. W Polsce surowiec ten wydobywany jest w Zagłębiu Turoszowskim, Bełchatowskim, Konińskim oraz Sieniawie Lubuskiej. Najważniejsze miasta wydobywcze węgla brunatnego to Bełchatów, Konin, Turek, Koło, Bogatynia i Turów. Natomiast perspektywiczne złoża węgla brunatnego znajdują się w Gubin-Mosty-Brody oraz Legnica-Prochowice-Ścinawa. W tym drugim przypadku sądzi się, że jest to największe złoże węgla brunatnego w Europie, a nawet na świecie.
Wydobycie węgla brunatnego w Polsce jest mniej więcej dwukrotnie mniejsze w porównaniu z wydobyciem węgla kamiennego. Także w tym przypadku można zauważyć tendencję spadkową, gdyż w 1999 roku wydobyto 63 miliony ton węgla brunatnego, a już dwa lata później o 3,5 miliona ton mniej. Polska jest na 6 miejscu wśród państw wydobywujących węgiel brunatny. Polskę poprzedzają Niemcy, Rosja, Stany Zjednoczone, Australia oraz Grecja. Antracyt jest to skała osadowa lub/i metamorficzna, organogeniczna, stanowiąca odmianę węgla. Jest to najstarsza geologicznie odmiana węgla kamiennego, charakteryzująca się największą zawartością węgla, a co za tym idzie najwyższą wartością energetyczną ze spalania.

Charakterystyka:
•Typ węgla oznaczony w PN symbolem 42 charakteryzuje się bardzo małą zawartością części lotnych (3-10%), wysokim ciepłem spalania, brakiem zdolności spiekania oraz własności koksujących.
•Zawiera 1-3% wilgoci, 3-8% popiołu.
•Zawartość węgla w antracycie wynosi 90-97%.
•Barwa: Jest koloru czarnego lub ciemnoszarego
•Połysk: ma silny szklisty, półmetaliczny
Jest skałą zbitą i twardą, zawiera niewielkie ilości węglowodorow, niekiedy także pirytu i kwarcu. Jest najbardziej "uwęgloną' odmianą węgla.

Występowanie:
Antracyt powstaje w wyniku działania bardzo wysokich temperatur i olbrzymiego ciśnienia; podczas procesów diagenetycznych (diageneza) oraz metamorficznych. Jego złoża występują na dużych głębokościach, głównie w osadach karbońskich.

Miejsca występowania: Karbońskie zagłębia w Anglii - (Wielka Brytania), Francja, Belgia, Niemcy, Ukraina, USA, Kanada. Także w utworach permskich: Chiny, Australia, Syberia.
W Polsce - w okolicach Wałbrzycha i Nowej Rudy - (eksploatacja nie jest już obecnie prowadzona; na terenach pokopalnianych należacych do zlikwidowanej KWK Nowa Ruda utworzono muzeum, które udostepnia do zwiedzania podziemną trasę turystyczną biegnącą autentycznymi wyrobiskami górniczymi www.kopalnia.pnet.pl).

Wydobycie w Polsce
Antracyt był w Polsce wydobywany w latach 1993-1998 z jedynego, udokumentowanego w kraju złoża Wałbrzych-Gaj. Po likwidacji kopalń KWK Wałbrzych i KWK Victoria skreślono antracyt z listy zasobów geologicznych Polski.

Zastosowanie:
•Jest używany jako wysokokaloryczne paliwo.
•Wykazuje duże przewodnictwo elektryczne, dzięki czemu służy także do wyrobu elektrod.
•stosowany w przemyśle chemicznym i gumowym
•stosowany w przemyśle hutniczym
•do produkcji barwnikow
•do produkcji gazu przemysłowego i koksu.

Wykorzystanie węgla
Węgiel jest przede wszystkim popularnym surowcem energetycznym. W niektórych domach do dziś używa się go do ogrzewania. Obecnie jednak większość węgla zużywana jest w przemyśle lub w elektrowniach. Zanim zaczęto wydobywać na szeroką skale gaz ziemny, uzyskiwano go z węgla. Dzieje się tak do dziś w krajach pozbawionych naturalnych złóż gazu.
Produktem wysokotemperaturowego odgazowywania węgla kamiennego jest koks, paliwo stosowane do wytapiania rud żelaza. Aby uzyskać koks, podgrzewa się węgiel w szczelnie zamkniętych piecach koksowniczych. Bez dostępu tlenu nie ma spalania, a jedynie dochodzi do wytrącenia lekkich olejów, związków smoły węglowej, amoniaku i gazu. Powstająca z tego substancja to koks.
Węgiel jest również wykorzystywany w przemyśle chemicznym. Związki amoniaku, smoła węglowa oraz lekkie oleje są niezbędne przy produkcji barwników do różnych materiałów w tym antyseptycznych, lekarstw, detergentów, substancji zapachowych oraz niszczących chwasty, nawozów, lakierów do paznokci, a także słodzików zawierających sacharynę.

Gdzie się go poszukuje?
Węgiel jest najczęściej występującym surowcem energetycznym pochodzenia organicznego. Obliczono, ze przy obecnym zużyciu, znane ludzkości złoża winny wystarczyć tylko na ponad 200 lat. Jednocześnie szacuje się, że nasza planeta kryje zasoby piętnastokrotnie większe od dotąd poznanych. Wśród obecnie dostępnych 75% światowych zasobów węgla znajduje się na obszarze trzech krajów ; w Stanach Zjednoczonych 30%, w Rosji i byłych republikach radzieckich 25% i w Chinach 10%.
Wśród największych potentatów w wydobyciu węgla trzeba wymienić również Australię, Niemcy, Kanadę, Indie, Polskę, Republikę Południowej Afryki oraz Wielką Brytanię. W Ameryce Południowej węgiel wydobywa się jedynie w Argentynie, Chile Brazylii i Kolumbii. Większość tych złóż znajduje się głęboko pod ziemią, na obszarach porośniętych przez lasy tropikalne. Spośród krajów afrykańskich tylko w ośmiu z nich wydobywa się węgiel, najwięcej w RPA.

Jak się go poszukuje?
Chińczycy jako pierwsi odkryli węgiel przed około trzema tysiącami lat, który prawdopodobnie objawił się ich oczom jako minerał zalegający na powierzchni ziemi, zboczach gór lub w korycie rzeki. Starożytni górnicy eksploatując złoże posuwali się wydrążonymi korytarzami coraz głębiej i głębiej .W obecnych czasach odkrywaniem nowych pokładów zajmują się geolodzy a poszukiwania są łatwiejsze dzięki zdjęciom lotniczym i satelitarnym. Geolodzy wywołują sztuczne wstrząsy podziemne (podobnie jak w przypadku gazu ziemnego), które doprowadzają do powstania drgań rejestrowanych na powierzchni ziemi przez sejsmografy (geofony). Wykres drgań dostarcza informacji jak ułożone są warstwy skorupy ziemskiej i jaka jest ich budowa geologiczna.
Po pobraniu próbek można z dużym prawdopodobieństwem określić czy w tym miejscu znajduje się węgiel, jakiej jakości i na jakiej głębokości.
Inną metodą, przydatną w pracach na tak bardzo dużych głębokościach jest sonda, którą spuszcza się do otworu wiertniczego, następnie wyciąga ją na powierzchnię z określoną prędkością a sonda wyposażona w instrumenty bada porowatość skał, radioaktywność, uskoki pomiędzy poszczególnymi warstwami oraz mierzy oporność czyli sposób w jaki skały przewodzą ładunki elektryczne.

Górnictwo odkrywkowe
Grubość poszczególnych pokładów węgla jest zróżnicowana i waha się od kilku centymetrów do kilku metrów. Jednak bez względu na grubość, eksploatuje się je w dwojaki sposób, w kopalniach odkrywkowych lub głębinowych. Jeżeli węgiel znajduje się blisko powierzchni ziemi (Australia, Stany Zjednoczone) wydobywa się go w kopalniach odkrywkowych. Metoda ta stosowana jest również przy eksploatacji złóż węgla brunatnego. W wielkiej Brytanii kopalnie odkrywkowe mają średnio trzydzieści trzy metry głębokości. W najgłębszej kopalni w Niemczech eksploatuje się węgiel na głębokości do 325 metrów .Kopalnia odkrywkowa to poważna ingerencja w środowisko naturalne. Roboty górnicze rozpoczynają się od usunięcia wierzchniej warstwy gleby i skał, które składowane na sąsiadujących terenach tworzą olbrzymie, rozległe hałdy.
Węgiel wydobywa się za pomocą gigantycznych koparek. Największe maszyny są zdolne do udźwignięcia ogromnych ładunków, nawet o masie 100 ton. Największa koparka na świecie znajduje się w kopalni węgla brunatnego w niemieckim mieście Hambach, która jest w stanie udźwignąć do 13 000 ton ładunku. Gdy pokłady węgla w kopalni odkrywkowej zostają wyczerpane, podejmuje się starania mające na celu przywrócenie środowiska do pierwotnego stanu.

Górnictwo głębinowe
W Europie podstawowym eksploatacją złóż węgla jest górnictwo głębinowe. W Stanach Zjednoczonych metodą taką wydobywa się około 40 %, w Australii około 50% węgla.
Aby umożliwić połączenie górnych pokładów z dolnymi buduje się pionowe szyby , którymi górnicy zjeżdżają lub wracają . Taką samą drogą przemieszcza się na powierzchnię wydobyty minerał. Podziemna kopalnia najczęściej zajmuje wielki obszar, a specjalne kolejki wożą górników od szybu do ściany węgla, często na wielokilometrowe odległości.W przypadku złóż położonych na mniejszej głębokości buduje się szyby pochyłe (sztolnie) a węgiel transportuje się taśmociągiem na powierzchnię.Wydobycie odbywa się metodą filarową lub budową równoległych tuneli. Metoda filarowa polega na drążeniu złoża , przy pozostawianiu części węgla w postaci filarów zabezpieczających strop. Przy tej metodzie duża część pokładu pozostaje jednak pod ziemią.
Efektywniejszą jest metoda stosowana w Europie (powoli wprowadzana w Stanach Zjednoczonych) polegająca na kopaniu dwóch równoległych tuneli w odległości do 20 metrów. Specjalne maszyny górnicze wybierają węgiel między tunelami. Przy tej metodzie można wydobyć aż 90% istniejącego węgla.

WĘGIEL – Odmiany alotropowe węgla

Diament

Diament w stanie czystym tworzy bezbarwne i przezroczyste kryształy, bardzo twarde, silnie łamiące światło, nie przewodzące prądu elektrycznego. W sieci przestrzennej diamentu każdy z atomów węgla jest otoczony przez cztery inne atomy, których środki ciężkości wyznaczają czworościan foremny. Wszystkie wiązania chemiczne w sieci przestrzennej diamentu są wiązaniami kowalencyjnymi. Długość tych wiązań jest jednakowa i wynosi 154pm. Taka sama jest długość wiązania między atomami węgla w cząsteczce etanu. Pod względem chemicznym diament jest bardzo mało aktywny nawet w dużych temperaturach. Ulega powolnemu spalaniu w powietrzu dopiero powyżej temperatury wynoszącej 1100K w czystym tlenie spalanie ma bardziej gwałtowny przebieg. Diamenty nie ulegają działaniu zasad i kwasów. Natomiast ulega reakcji ze stopioną saletrą i stopionym węglanem sodu. Diament w stanie czystym tworzy bezbarwne i przezroczyste kryształy, bardzo twarde, silnie łamiące światło, nie przewodzące prądu elektrycznego. W sieci przestrzennej diamentu każdy z atomów węgla jest otoczony przez cztery inne atomy, których środki ciężkości wyznaczają czworościan foremny. Wszystkie wiązania chemiczne w sieci przestrzennej diamentu są wiązaniami kowalencyjnymi. Długość tych wiązań jest jednakowa i wynosi 154pm. Taka sama jest długość wiązania między atomami węgla w cząsteczce etanu. Pod względem chemicznym diament jest bardzo mało aktywny nawet w dużych temperaturach. Ulega powolnemu spalaniu w powietrzu dopiero powyżej temperatury wynoszącej 1100K w czystym tlenie spalanie ma bardziej gwałtowny przebieg. Diamenty nie ulegają działaniu zasad i kwasów. Natomiast ulega reakcji ze stopioną saletrą i stopionym węglanem sodu.

Diamenty zawierające obce domieszki są zabarwione na żółto, brunatno, fioletowo lub zielono, a w Brazylii znajdują się diamenty zabarwione nawet na czarno (karbonado). Diament krystalizuje w wysokich temperaturach i ciśnieniach panujących głęboko pod powierzchnią Ziemi. Spotykano go też w meteorytach, gdzie być może powstaje w wyniku metamorfizmu uderzeniowego. Diamenty występują na Borneo, w Indiach Wschodnich, Meksyku, Kalifornii i w Afryce.

Ciężar diamentów mierzy się w jednostkach zwanych karatami, przy czym jeden karat waży 0,2g. Oszlifowane diamenty zwane brylantami, odznaczają się przepiękną grą świateł i są uważane za najpiękniejsze kamienie szlachetne. Diament niezwykle silnie załamuje światło, a także bardzo silnie je rozszczepia. Okazy diamentów, które nadają się do celów jubilerskich spotykane są stosunkowo rzadko. Przeważająca część wydobywanych diamentów używana jest do celów technicznych: szlifowania bardzo twardych ciał, cięcia szkła, wyrobu ostrzy do świdrów górniczych, a także łożysk do osi w precyzyjnych przyrządach Ogrzewany bez dostępu powietrza diament przechodzi w grafit. Przeprowadzenie przemiany w odwrotnym kierunku napotyka wiele trudności, które zostały pokonane dopiero w ostatnich latach. Grafit posiada mniejszą gęstość, a co za tym idzie luźniejszą strukturę sieci przestrzennej niż diament. Przemiana grafitu w diament wymaga zastosowania wysokiego ciśnienia.

Znane są doświadczenia francuskiego naukowca Moissana, które były prowadzone w latach 1893-1896. Rozpuszczał on grafit w stopionym żelazie, a otrzymany stop chłodził następnie w ciekłym ołowiu. Szybko krzepnąca zewnętrzna warstwa stopu kurczyła się i wywierała bardzo wysokie ciśnienie na nie zakrzepniętą jeszcze ciecz, która znajdowała się głębiej. Wydzielanie się węgla ze stopu w czasie stygnięcia zachodziło pod znacznie zwiększonym ciśnieniem. Po roztworzeniu zakrzepniętego metalu w kwasie Moissan znajdował w pozostałości niewielkie ziarna, które uważał za kryształki diamentu. Obecnie jednak wyniki te uważa się za wątpliwe.

Przeprowadzenie przemiany grafitu w diament, która nie budziła żadnych wątpliwości udało się przeprowadzić dopiero w roku 1955 przez amerykański zespół badawczy pod kierownictwem R. Wentorfa. Otrzymane sztucznie diamenty nie nadają się do celów jubilerskich, ale w zastosowaniach przemysłowych nie ustępują diamentom naturalnym. Produkowane według najnowszych technologii sztuczne diamenty mają taką samą strukturę atomu, jak ich "naturalni" kuzyni. Aby odróżnić naturalne diamenty od syntetycznych, eksperci korzystają z supernowoczesnego sprzętu. Syntetyki produkowane są przy zastosowaniu tzw. metody wysokociśnieniowo-wysokotemperaturowej. Na dnie komory reakcyjnej umieszcza się syntetyczne zarodki kryształu diamentów, a w jej obrębie - syntetyczny diamentowy proszek z dodatkami pierwiastków żelaza, kobaltu, grafitu, niklu. Temperatura w komorze wynosi od 1350°C do ok. 1500°C. Czas wzrastania diamentu jednokaratowego wynosi około 60 godzin, a pięciokaratowego - ok. 180 godzin.

Początkowo diamenty syntetyczne były wytwarzane tylko w bardzo małych jednostkach. Już jednak na początku lat siedemdziesiątych w zakładach General Electric zaczęto produkować diamenty o masie ponad 1 karata. Na dzień dzisiejszy wytworzenie kamieni o masie ok. 20 karatów i większych już nie stanowi, od strony technicznej, żadnego problemu. W obecnych czasach na świecie wydobywanych jest około 100 milionów karatów, czyli 20 ton diamentów na rok. Roczna produkcja diamentów syntetycznych wynosi obecnie około 450 milionów karatów, co pokrywa około 90% łącznego światowego zapotrzebowania.

Z diamentem wiązano wiele przesądów. Był używany jako amulet chroniący przed urokiem i mocą szatańską. Mógł rozproszyć diabelskie ciemności i odbijać pioruny. Dziś krystaloterapia stosuje go jako środek wzmacniający siły ducha i umysłu. Diamenty zostały przywiezione do Europy z Indii, gdzie były wydobywane z piasków rzecznych i żwirów. Znacznie później zostały odkryte pokłady znajdujące się w Afryce i do dziś właśnie tam są wydobywane. Jednak najpiękniejsze okazy diamentów zostały wydobyte właśnie w Indiach. W Europie stały się modne dopiero w XII wieku, kiedy zaczęły napływać ze Wschodu w okresie wojen krzyżowych. Aż do XVI stulecia na królewskich insygniach błyszczały raczej rubiny i szmaragdy. Stopniowo jednak poszerzała się opinia o absolutnej piękności i trwałości diamentów.
Diament stanowi najpiękniejszą formę krystaliczną węgla. Żaden inny kamień szlachetny nie dorównuje mu twardością. Przetrwał miliardy lat, opierając się siłom natury, by olśniewać swym pięknem i blaskiem.

Skład chemiczny diamentu poznano dopiero pod koniec XIX wieku, wcześniej badacze byli przekonani, że ten niezwykły kamień o nietypowych właściwościach utworzony jest przez nieznany pierwiastek zwany ziemią diamentową. Tymczasem diament to brat grafitu. Diament, podobnie jak grafit, zbudowany jest z atomów węgla.

Atomy węgla są połączone krótkimi, mocnymi wiązaniami w sześciennej, krystalicznej siatce. Krystalizacja przebiega w ekstremalnych warunkach, gdy ciśnienie przekracza 70000 kilogramów na centymetr kwadratowy, a temperatura jest wyższa od 1300°C, co odpowiada warunkom na głębokości 100-200 km pod powierzchnią skorupy ziemskiej. Słowo diament pochodzi z greckiego słowa adamas – niepokorny, niepokonany, niezwyciężony. Diament jest najtwardszym materiałem naszej planety. Osiąga najwyższy, t.j. 10 stopień twardości w skali Mohsa według, której określana jest twardość minerałów.
Przez ponad 1000 lat, począwszy od IV wieku p.n.e., jedynym znanym źródłem diamentów były Indie. W 1725 r. odkryto złoża w Brazylii, a w 1860 w Afryce Południowej. To właśnie w RPA znajduje się jedno z największych pierwotnych złóż diamentów. Poza tym duże pokłady występują także w Tanzanii, Botswanie, Angoli, Rosji, Australii i Kanadzie. Do najlepszych złóż wtórnych, ze względu na jakość dostarczanego surowca jubilerskiego, zaliczane są złoża rozciągające się wzdłuż wybrzeża Namibii.

Nieobrobiony i niewypolerowany diament wygląda jak niegodny zainteresowania kawałek szkła. Dopiero po jego obróbce i wyszlifowaniu faset zaiskrzy i ukaże swoją pełną urodę. BUDOWA DIAMENTU OBRÓBKA DIAMENTU KROK PO KROKU

- oznaczanie
Po dokładnym zbadaniu przez specjalistę surowego kamienia i decyzji w jaki sposób będzie on obrabiany, na kamieniu laserem wypalone są płaszczyzny cięcia (ryski) następnie jest cięty i szlifowany.
- łupanie
Łupanie jest metodą dzielenia kamienia, gdy surowy diament jest rozdzielony na dwie lub więcej części, jednym uderzeniem wzdłuż łupnych linii – zatem w określonym kierunku. Powyższa technika była stosowana przed setkami lat w Indii, jednak aby ją zastosować potrzeba dużej zręczności. Łupanie prowadzone jest zawsze równolegle wzdłuż kierunku kryształu.
- cięcie
Cięcie prowadzi się w poprzek kierunku kryształu. Kamień jest cięty ekstremalnie cienką, diamentową tarczą powleczoną olejem i diamentowym pyłem. Tarcze osiągają od 10 000 – 15 000 obrotów na minutę. Najlepiej prowadzić cięcie z prędkością około jednego milimetra na godzinę. Rozcinanie wielkich kamieni może trwać kilka tygodni.
- zaokrąglanie
Przez zaokrąglanie łupanego lub już rozciętego kamienia diament uzyskuje swój przyszły kształt.
- szlifowanie
Podczas szlifowania na powierzchni diamentu wytwarzane są fasety.

ZASADA 4C
- barwa (colour)
Czysty diament jest minerałem bezbarwnym. Ponieważ często w sieci krystalicznej diamentu występują również jony innych pierwiastków, np.: boru, azotu, manganu, żelaza, zdecydowana większość wydobywanych kamieni jest zabarwiona. Wyróżnia się diamenty o barwach typowych, tzn. od bezbarwnych po różne odcienie barwy żółtej, brązowej lub szarej, oraz diamenty o barwach fantazyjnych, np. niebieskiej, różowej, zielonej. Szacuje się, że na 10 tysięcy kamieni o barwach typowych przypada tylko jeden o barwie fantazyjnej. Klasa barwy oznaczana jest za pomocą litery lub zakresu liter między D a Z. Najlepszą barwę mają kamienie oznaczone literą D.
- czystość (clarity)
Duża liczba wrostków w postaci innych minerałów, spękań i różnorodne zaburzenia w strukturze diamentu mogą powodować niewłaściwe rozchodzenie się promieni świetlnych wnikających do wnętrza kamienia. Skutkiem tego jest obniżona brylancja.
Diamenty mogą mieć znamiona nie tylko wewnętrzne (nazywane inkluzjami), ale również zewnętrzne – zwane skazami. O tym, do jakiej klasy czystości określony diament zostanie przypisany decyduje nie tylko obecność wyżej wymienionych znamion, ale również ich rozmieszczenie, wielkość, liczba, łatwość dostrzegania i ich wpływ na brylancję.
- masa (carat)
Masę kamieni szlachetnych, w tym diamentów, wyznacza się w karatach metrycznych. Termin karat pochodzi z języka łacińskiego, od nazwy rośliny Ceratonia siliqua (szarańczyn), której nasiona po wysuszeniu mają jednakowy ciężar i dawniej były używane jako jednostka masy.
Międzynarodowym skrótem jednostki karat jest przyjęte zwyczajowo oznaczenie „ct". Jeden karat metryczny (jeden karat) został zdefiniowany jako 200 mg co jest równoważne 0,2 g. Masa diamentu podawana jest w karatach z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
- szlif (cut)
Tylko dzięki właściwemu oszlifowaniu diamentu można dostrzec jego wspaniałą brylancję. To zjawisko powstaje w wyniku całkowitego wewnętrznego odbicia i rozszczepienia promieni świetlnych, jak również odbicia światła od zewnętrznych powierzchni (faset).
Diamentom, tak jak i innym kamieniom szlachetnym i ozdobnym, można nadać rozmaite szlify. Wśród diamentów możemy wyróżnić kamienie o szlifie brylantowym okrągłym (brylanty) oraz kamienie o szlifach fantazyjnych. Słowa „diament” i „brylant” często stosowane są zamiennie. Nie jest to jednak prawidłowe, bo o ile każdy brylant jest diamentem, to nie każdy diament jest brylantem. Na ogół diament o szlifie brylantowym okrągłym posiada 57 fasetek.

Podstawowe szlify diamentowe:

SŁYNNE DIAMENTY

Cullinan - największy na świecie diament nieobrobiony o masie 3106 ct, zwany również Gwiazdą Afryki. Znaleziony w 1905 roku. Został pocięty na 103 części.

De Beers - największy na świecie diament o barwie żółtej i masie 234,50 ct.
Grand Conde - największy na świecie brylant o barwie jasnoróżowej i masie 50 ct.
Gwiazda Ziemia - największy na świecie diament o barwie kawowobrązowej i masie 111,59 ct. Oszlifowany w kształcie łezki z 284,90-karatowego surowca pozyskanego w 1967 r. w kopalni w RPA.

Hope - najsłynniejszy diament barwy szafirowoniebieskiej, o owalnym szlifie i masie 45,52 ct. Mimo wyjątkowej urody, diament nigdy nie cieszył się dobrą sławą. Przypisywano mu szatańską moc sprowadzania nieszczęść i zadawania śmierci. I rzeczywiście, wielu spośród jego właścicieli ginęło śmiercią gwałtowną. Kronikarze śledzący losy najwspanialszych klejnotów naliczyli 126 nieszczęśliwych przypadków wśród posiadaczy kamienia.

Kooh-i-Noor - jeden z najsłynniejszych diamentów o masie 108,93 ct, wydobyty w 1849 r. Kamieniowi towarzyszy głęboko zakorzeniony przesąd, że diament sprowadza nieszczęście na wszystkich noszących go mężczyzn, dlatego też przesądna królowa Wiktoria kazała zamieścić w testamencie klauzulę, że jeśli diament przypadnie męskiemu spadkobiercy, może być noszony tylko przez jego królewską małżonkę.

Orłow - zaliczany do najczystszych i najpiękniejszych diamentów świata - masa 189,62 ct.

Grafit

Grafit to druga odmiana alotropowa węgla. Występuje także w postaci minerału. Jest czarno-szarym ciałem stałym, o słabym metalicznym połysku; tłusty w dotyku, miękki i bardzo dobrze przewodzący ciepło i elektryczność.

Gęstość grafitu wynosi 2,1-2,3g/cm3. Sieć przestrzenna grafitu zbudowana jest z równoległych warstw, w obrębie których atomy węgla wykazują liczbę koordynacyjną 3. Wiązania między atomami węgla w sieci przestrzennej maja długość 142pm. Kąt między wiązaniami wynosi 120°. Odległość dwóch sąsiadujących ze sobą warstw wynosi 335pm.

Grafit zawiera atomy węgla w hybrydyzacji sp2. Ze względu na słabe powiązanie warstw, charakteryzuje się dobrą łupliwością w kierunku do nich równoległym, a co za tym idzie wykazuje on bardzo małą twardość. Grafit nie koroduje i jest antystatyczny.

Jest mało aktywny chemicznie, chociaż bardziej reaktywny niż diament. Grafit spala się w powietrzu po ogrzaniu do temperatury około 1000K Grafit występuje w większej ilości przede wszystkim na wyspie Cejlon, Madagaskarze, Syberii, Korei, w Stanach Zjednoczonych i Kalifornii.

Grafit znalazł bardzo wiele zastosowań. Odporność grafitu z niewielką domieszką gliny na wysokie temperatury spowodowała, że jest on wykorzystywany do produkowania tygli chemicznych. Używa się go również do wyrobu elektrod dla przemysłu elektrochemicznego oraz elektrometalurgicznego, co jest związane z jego dobrym przewodnictwem elektrycznym. Znalazł również zastosowanie do wyrobu ołówków; w formie zawiesiny w oleju maszynowym jest stosowany jako smar do mechanizmów pracujących w wyższych temperaturach. Grafitu używa się także jako moderatora w reaktorach jądrowych.

Sadza

Dawniej za odmianę alotropową węgla uważano także sadzę. Jest ona czarnym, miękkim ciałem stałym. Sadza składa się z drobnych cząsteczek grafitu. W skali przemysłowej otrzymuje się ją przez rozkład termiczny węglowodorów lub w procesie ich niecałkowitego spalania. Znajduje ona zastosowanie do wyrobu tuszu, farb drukarskich i malarskich, a także do wypełniania kauczuku

Fulereny

Składają się z parzystej ilości atomów węgla. To kolejna odmiana alotropowa węgla, która została odkryta stosunkowo niedawno. Ich kształt często przypomina kulę lub sferoidę. Fulereny to miękkie żółte lub brązowe kryształki, które łatwo sublimują i są dobrze rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych. Nie rozpuszczają się w wodzie, natomiast rozpuszczone w benzynie przybierają czerwoną barwę. Gęstość fulerenów wynosi 1,65 g/cm3. Fulereny mają też właściwości półprzewodnikowe oraz nadprzewodnikowe. Najtrwalsze i najczęściej spotykane fulereny to: C60 i C70. Ten pierwszy jest nazywany jest futbolanem ze względu na kształt, który dla piłki futbolowej jest taki sam. Mówiąc bardziej naukowo, C60 to dwudziestościan o ściętych wierzchołkach, w ten sposób, że cząsteczkę tworzy 12 pierścieni pentagonalnych i 20 heksagonalnych. Jest półprzezroczysty.

Nazwa fulereny została nadana na cześć budowniczego Buckminstera Fullera, który skonstruował kopuły do złudzenia przypominające odkryte związk Fulereny naturalnie można spotkać w szungicie (minerał – występuje głównie w Rosji) i strzałkach piorunowych - tworach powstałych w miejscu uderzenia pioruna w ziemię.

Fulereny otrzymuje się poprzez bombardowanie promieniem laserowym obracającej się tarczy grafitowej w supersonicznym strumieniu helu. Obecnie najbardziej popularną i wydajną metodą otrzymywania fulerenów jest metoda płomieniowa. Polega ona na spalaniu substancji organicznych (najczęściej jest to toluen). Dzięki tej metodzie produkcja fulerenów na świecie wynosi obecnie kilkanaście ton. W wyniku tego procesu otrzymuje się tzw. sadzę fulerenową, będącą mieszanką wielu fulerenów. W celu oczyszczenia i rozdzielenia stosuje się wieloetapową ekstrakcję, najczęściej przy użyciu jako rozpuszczalnika benzenu lub toluenu.

Nanorurki Nanorurki (CNT) - są bliskimi kuzynami fulerenów. Nanorurki są strukturami o średnicy wewnętrznej wynoszącej od ułamka do kilkuset nanometrów, oraz długości rzędu nawet kilku tysięcy nanometrów. Nanorurki to struktury węglowe, wyglądające jak bardzo rozciągnięte fulereny - kształt ich przypomina tubę, czyli pusty walec. Z ich kształtu wynikają bardzo ciekawe właściwości. Są one bardzo wytrzymałe i mają duże przewodnictwo cieplne. Nanorurki są wykorzystywane w elektronice, zostały odkryte w 1991 roku.

Z punktu widzenia chemii kwantowej, nanorurki zbudowane są wyłącznie z wiązań sp2. Wiązania te są mocniejsze od wiązań sp3 tworzących diament, co pozwala nanorurkom uzyskiwać większą wytrzymałość. Nanorurki samoczynnie zlepiają się w włókna za pomocą oddziaływań Van der Waalsa. Pod dużym ciśnieniem można przekształcić część wiązań sp² w sp³, tworząc z nich niezwykle wytrzymałe materiały takie jak ADNR.

Zagrożenia
Przy wydobyciu węgla giną setki górników. Wykonywanie tego zawodu jest związane z bardzo wysokim ryzykiem i jak dotąd różne środki zaradcze nie zabezpieczają bezpieczeństwa ludziom pracującym w kopalniach. Również kontakt z węglem i jego pochodnymi stanowi duże zagrożenie dla zdrowia. Kontakt z węglowodorem może spowodować raka skóry a dym oraz gazy emitowane podczas spalania węgla często prowadzą do schorzeń układu oddechowego w tym raka płuc.
Dym zawierający również dwutlenek siarki w połączeniu z wodą tworzy kwas siarkowy powodujący „kwaśne deszcze”. Kwaśny deszcz niszczy drzewa, inną roślinność, zabija wodną faunę oraz osłabia materiały budowlane. Dwutlenek węgla, następny produkt uboczny spalania węgla to gaz odpowiedzialny za efekt cieplarniany, zjawisko, które może doprowadzić do niebezpiecznego ocieplenia klimatu naszej planety.

Perspektywy na przyszłość
Pomimo tylu zagrożeń i ciągłych poszukiwań czystszych źródeł energii, węgiel wciąż jest podstawowym surowcem energetycznym. Metody wydobycia węgla są bardzo kosztowne i dlatego trwają badania nad bardziej efektywnym wykorzystaniem tego surowca. Specjaliści pracują nad nowatorską metodą spalania złóż węgla pod ziemią aby tą drogą pozyskiwać gaz. Wielkie nadzieje budzi też możliwość uzyskiwania z węgla płynnego paliwa, które w przyszłości zastąpi topniejące zasoby ropy naftowej.

Bibliografia:
„Słownik chemiczny”, Piotr Chmielewski, Adam Jezierski, wydanie I 2003, wyd. EUROPA
„The Usborne Illustrated Dictionary of Science”, przekład – Piotr Kątowski Jan Fenrych, Wojciech Magowski, praca zbiorowa, wydanie II 2004, wyd. Podsiedlik, Raniowski i Spółka
„Did you know”, praca zbiorowa, wydanie I 2003, wyd. Reader’s Digest
„Vademecum Chemia”, Małgorzata Dubiel, Joanna Pabian, wydanie I 2007, wyd. GREG