Kohle ist einer der ältesten Brennstoffe der Menschheit. Und auch heute noch nimmt es in Sachen Nutzung eine Spitzenstellung ein. Der Grund dafür ist seine Verbreitung, einfache Extraktion, Verarbeitung und Verwendung. Aber was ist er? Wie lautet die chemische Formel von Kohle?
Eigentlich ist diese Frage nicht ganz richtig. Kohle ist kein Stoff, sondern ein Gemisch aus verschiedenen Stoffen. Es gibt viele von ihnen, daher ist es unmöglich, die Zusammensetzung der Kohle vollständig zu bestimmen. Daher meinen wir in diesem Artikel unter der chemischen Formel der Kohle eher ihre elementare Zusammensetzung und einige andere Merkmale.
Aber was können wir über den Zustand dieser Substanz lernen? Kohle entsteht über viele Jahre hinweg aus den Überresten von Pflanzen, da sie hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt sind. Und da Pflanzen organischer Natur sind, überwiegen organische Substanzen in der Zusammensetzung von Kohle.
Abhängig vom Alter und anderen Bedingungen der Herkunft der Kohle wird sie in mehrere Typen unterteilt. Jede Art zeichnet sich durch ihre elementare Zusammensetzung, das Vorhandensein, ausVerunreinigungen und andere wichtige Eigenschaften.
Braunkohle
Ist die jüngste Kohlesorte. Es hat sogar eine pflanzliche Holzstruktur. Direkt aus Torf in etwa 1 Kilometer Tiefe entstanden.
Diese Art von Kohle enthält ziemlich viel Feuchtigkeit: von 20 bis 40 %. An der Luft verdunstet es und die Kohle zerfällt zu Pulver. Als nächstes werden wir über die chemische Zusammensetzung dieses speziellen Trockenrückstands sprechen. Der Anteil an anorganischen Verunreinigungen in Braunkohle ist ebenfalls hoch und beträgt 20-45 %. Diese Verunreinigungen sind Siliziumdioxid, Oxide von Aluminium, Calcium und Eisen. Es kann auch Alkalimetalloxide enth alten.
Diese Kohle enthält viele flüchtige organische und anorganische Substanzen. Sie können bis zur Hälfte der Masse dieser Kohleart betragen. Die elementare Zusammensetzung abzüglich anorganischer und flüchtiger Substanzen ist wie folgt:
- Kohlenstoff 50-75%.
- Sauerstoff 26-37%.
- Wasserstoff 3-5%.
- Stickstoff 0-2%.
- Schwefel 0,5-3%.
Kohle
Je nach Entstehungszeit kommt diese Kohle nach Braun. Es hat eine schwarze oder grauschwarze Farbe sowie einen harzigen, manchmal metallischen Glanz.
Die Feuchtigkeit von Kohle ist viel geringer als die von Braun: nur 1-12%. Der Geh alt an flüchtigen Stoffen in Kohle ist je nach Abbauort sehr unterschiedlich. Sie kann minimal sein (ab 2 %), aber auch braunkohleähnliche Werte erreichen (bis 48 %). Die elementare Zusammensetzung ist wie folgt:
- Kohlenstoff 75-92%.
- Wasserstoff 2, 5-5, 7%.
- Sauerstoff 1, 5-15%.
- Stickstoff bis zu 2,7 %.
- Schwefel 0-4%.
Hieraus können wir schließen, dass die chemische Formel von Steinkohle aus mehr Kohlenstoff besteht als Braunkohle. Dies macht diese Art von Kohle zu einem hochwertigeren Brennstoff.
Anthrazit
Anthrazit ist die älteste Form fossiler Kohle. Es ist dunkelschwarz und hat einen charakteristischen metallischen Glanz. Dies ist die beste Kohle in Bezug auf die Wärmemenge, die sie beim Verbrennen freisetzt.
Die Menge an Feuchtigkeit und flüchtigen Substanzen darin ist sehr gering. Etwa 5-7% für jeden Indikator. Und die elementare Zusammensetzung zeichnet sich durch einen extrem hohen Kohlenstoffgeh alt aus:
- Kohlenstoffgeh alt über 90 %.
- Wasserstoff 1-3%.
- Sauerstoff 1-1, 5%.
- Stickstoff 1-1, 5%.
- Schwefel bis 0,8%.
Mehr Kohle ist nur im Graphit enth alten, das eine weitere Stufe der Inkohlung von Anthrazit ist.
Kohle
Diese Art von Kohle ist kein Fossil, daher weist sie einige Besonderheiten in ihrer Zusammensetzung auf. Es wird hergestellt, indem trockenes Holz ohne Luft auf eine Temperatur von 450-500 oC erhitzt wird. Dieser Vorgang wird Pyrolyse genannt. Dabei werden eine Reihe von Substanzen aus Holz freigesetzt: Methanol, Aceton, Essigsäure und andere, wonach es zu Kohle wird. Übrigens ist die Verbrennung von Holz auch eine Pyrolyse, aber durch das Vorhandensein von Sauerstoff in der Luft entzünden sich die freigesetzten Gase. Das ist es, was die Existenz verursachtFlammen beim Brennen.
Holz ist nicht homogen, es hat viele Poren und Kapillaren. Eine ähnliche Struktur ist teilweise in der daraus gewonnenen Kohle erh alten. Aus diesem Grund hat es eine gute Adsorptionskapazität und wird zusammen mit Aktivkohle verwendet.
Der Feuchtigkeitsgeh alt dieser Kohleart ist sehr gering (ca. 3%), aber bei längerer Lagerung nimmt sie Feuchtigkeit aus der Luft auf und der Wasseranteil steigt auf 7-15%. Der Geh alt an anorganischen Verunreinigungen und flüchtigen Substanzen wird von GOSTs geregelt und sollte 3 % bzw. 20 % nicht überschreiten. Die elementare Zusammensetzung hängt von der Produktionstechnologie ab und sieht ungefähr so aus:
- Kohlenstoff 80-92%.
- Sauerstoff 5-15%.
- Wasserstoff 4-5%.
- Stickstoff ~0%.
- Schwefel ~0%.
Die chemische Formel der Holzkohle zeigt, dass sie in Bezug auf den Kohlenstoffgeh alt Stein nahe kommt, aber zusätzlich nur eine geringe Menge an Elementen enthält, die für die Verbrennung unnötig sind (Schwefel und Stickstoff).
Aktivkohle
Aktivkohle ist eine Kohleart mit einer hohen spezifischen Porenoberfläche, die sie noch saugfähiger als Holz macht. Als Rohstoffe für seine Herstellung werden Holzkohle und Steinkohle sowie Kokosnussschalen verwendet. Das Ausgangsmaterial wird einem Aktivierungsprozess unterzogen. Seine Essenz besteht darin, verstopfte Poren mit hohen Temperaturen, Elektrolytlösungen oder Wasserdampf zu öffnen.
Während des Aktivierungsprozesses ändert sich nur die Struktur der Substanz, also die chemische Formel der Aktivkohleidentisch mit der Zusammensetzung der Rohstoffe, aus denen es hergestellt wurde. Der Feuchtigkeitsgeh alt von Aktivkohle hängt von der spezifischen Oberfläche der Poren ab und liegt in der Regel unter 12 %.
