* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

423 УГЛЕРОД 424 угольной к-ты и бикарбонатов; в горных поро­ дах—нерастворимые карбонаты (кальция, маг­ ния и других металлов), причем на долю одно­ го СаС0 приходится ~ 160 • 10 млрд. m углеро­ да. Эти колоссальные запасы не представляют однако энергетической ценности; гораздо бо­ лее ценными являются горючие углеродистые материалы—ископаемые угли (см.), торф (см.), затем нефть, углеводородные газы и другие природные битумы (см.). Запас этих веществ в земной коре также довольно значителен: об­ щая масса У . в ископаемых углях достигает ~ 6 000 млрд. т, в нефти ~ 10 млрд. m и т. д. В свободном состоянии У. встречается доволь­ но редко (алмаз и часть вещества графитов). Ископаемые угли почти или вовсе не содержат' свободного У . : они состоят гл. обр. из высо­ комолекулярных (полициклических) и весьма устойчивых соединений У. с другими элемента­ ми (Н, О, N , S)„eHie очень мало изученных. Уг­ леродистые соединения живой природы (био­ сферы земного шара), синтезируемые в расти­ тельных и животных клетках, отличаются чрез­ вычайным разнообразием свойств и количеств состава; наиболее распространенные в расти­ тельном мире вещества—клетчатка и лигнин— играют роль и в качестве энергетич. ресурсов (см. Дерево). У . сохраняет постоянство распре­ деления в природе благодаря непрерывному круговороту, цикл к-рого слагается из синте­ за сложных органич. веществ в растительных и животных клетках и из обратной дезагрегации этих веществ при их окислительном распаде (горение, гниение, дыхание), приводящем к об­ разованию С 0 , к-рая вновь используется ра­ стениями для синтеза. Общая схема этого круго­ ворота м. б. представлена в следующем виде: 6 3 2 гливанием чистого сахара или пиперонала, спе­ циальной обработкой газовой сажи и т. п. Искусственный графит, полученный электротермич. путем, по составу представляет собою почти чистый У. Природный графит всегда бывает загрязнен минеральными примесями и кроме того содержит нек-рое количество свя­ занных Н и О; в относительно чистом состоя­ нии он м. б. получен лишь после ряда специаль­ ных обработок: механич. обогащения, промыв­ ки, обработки окислителями и прокаливания при высокой t° до полного удаления летучих веществ. В технологии У. никогда не имеют дела с совершенно чистым У.; это относится не только к натуральному углеродному сырью, но и к продуктам его обогащения, облагоражива­ ния и термич. разложения (пиролиза). Ниже приведено содержание У. в нек-рых углероди­ стых материалах (в % ) : Костяной уголь . . Торф (сухой) . . . Почвенный гумус (сухой) Бурые угли . . . . Каменные угли . . Антрацит Кокс металлургический . . . . . . Древесный уголь . Сажа Кровяной уголь . . 6—12 40—50 ~- 70 45—70 70—90 90—95 70—92 70—98 80—95 88—91 Иромышл. активные у г л и . . . 80—99 Графит природный 40—98 Графит, обогащенный и прокален. 98,0—99,8 Графит ачесоновский искусств. 99,8 Наиболее чистый уголь лаборат. изготовления . 99,8 Алмаз 99,80—99,95 | С0 * 2 Органич. кислоты и С 0 « 2 I „ СОз->-Н-СНО->Углеводы-*Жиры->- Белки - • Аминокислоты t Горение топлива С0 « 2 Уголь ч Карбонизация ' • П о л у ч е н и е У. Углеродистые соединения растительного и яшвотного происхождения не­ устойчивы при высоких t° и, будучи подверг­ нуты нагреванию не ниже 150—400° без до­ ступа воздуха, разлагаются, выделяя воду и летучие соединения У. и оставляя твердый не­ летучий остаток, богатый углеродом и обычно называемый у г л е м . Этот пиролитич. процесс носит название о б у г л и в а н и я , или с у х о й п е р е г о н к и , и широко применяется в тех­ нике: см. Дерево, с у х а я п е р е г о н к а , Дре­ весный уголь, Животный уголь. Высокотемпера­ турный пиролиз ископаемых углей, нефти и торфа (при £°450—1 150°) приводит к выделению У. в графитообразной форме (кокс, ретортный уголь); о технологии этого процесса—см. Кок­ сование, Кокс, Каменный уголь, с у х а я п е ­ р е г о н к а , Газ нефтяной и Торф. Чем вы­ ше t° обугливания исходных материалов, тем получаемый уголь или кокс ближе по составу к свободному У., а по свойствам—к графиту. Аморфный же уголь, образующийся при t° ниже 800°, не м. б. рассматриваем как свобод­ ный У . , ибо содержит значительные количества химически связанных других элементов, гл. обр. водорода и кислорода. Из технич. про­ дуктов к аморфному углю наиболее близки по свойствам активированный уголь (см.) и' сажа (см.). Наиболее чистый уголь м. б. получен обу­ Ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а У. Свободный У. практически совершенно неплавок, неле­ туч и при обыкновенной t° нерастворим ни в одном из известных растворителей. Он раст­ воряется только в нек-рых расплавленных ме­ таллах, особенно при t°, приближающихся к t° , последних: в железе (до 5%), серебре (до 6%)! рутении (до 4%), кобальте, никеле, золо­ т е й платине. При отсутствии кислорода У. я в ­ ляется наиболее жароупорным материалом; жид­ кое состояние для чистого У. неизвестно, а пре­ вращение его в пар начинается лишь при t° выше 3 000°. Поэтому определение свойств У. производилось исключительно для твердого аг­ регатного состояния. Из модификаций У. ал­ маз обладает наиболее постоянными физич. свой­ ствами; свойства графита в различных его об­ разцах (даже наиболее чистых) значительно варьируют; еще более непостоянны свойства аморфного угля. Важнейшие физич. константы различных модификаций У. сопоставлены в таблице. Алмаз—типичный диэлектрик, в ' т о время как графит и уголь обладают металлич. электропроводностью. По абсолютной величи­ не проводимость их меняется в очень широких пределах, но для углей она всегда ниже, чем для графитов; у графитов же приблюкается к про­ водимости настоящих металлов. Теплоемкость всех модификаций У. при t° > 1 000° стремится к постоянному значению 0,47. При t° ниже — 180° теплоемкость алмаза становится исчезающе малой и при —27° она практически дела­ ется равной нулю. Х и м и ч е с к и е с в о й с т в а У. При нагре­ вании выше 1 000° к а к алмаз, так и уголь по­ степенно превращаются в графит, который по­ этому следует рассматривать как наиболее устойчивую (в условиях высоких температур) монотропную форму У. Превращение аморф­ ного угля в графит начинается повидимому ок. 800° и заканчивается при 1 100° (в этой по­ следней точке уголь теряет свою адсорбцион­ ную активность и способность к реактивации, а электропроводность его резко возрастает, ос­ таваясь в дальнейшем почти постоянной). KUH