Zoom-31 CARBON

posted on 15 Jul 2012 11:49 by nirankas in ZOOM directory Knowledge
 
 
 
ดีฮ้าฟ
 
 

วันนี้เรามาดูเรื่องราวของคาร์บอนกัน
คาร์บอน คือ ธาตุลำดับที่หกตามตารางธาตุ
เป็นธาตุที่เจอะเจอทุกหนแห่งมีทั้งในรูปสารประกอบ และ ธาตุบริสุทธิ์
 
 
 

ภาพตารางธาตุมาจาก theagecases.blogspot.com
 
 
 

คุณจะพบเห็นคาร์บอนบริสุทธิ์ได้หลากหลายรูปแบบ โดยแบ่งตาม
การจัดเรียงตัวของโมเลกุล เอาเฉพาะที่เห็นกันบ่อยๆมี สามแบบ
คือ อะมอร์ฟัส, แกรไฟต์ และที่รู้จักกันดีคือ เพชร
 
 
 
 

ภาพถ่านไม้
 
 

อะมอร์ฟัส คือ คาร์บอนที่มีการเรียงตัวของโมเลกุลไม่เป็นระเบียบ
ตัวอย่างก็เช่น ถ่านไม้ที่ใช้ย่างไก่และหุงข้าวเหนียว หรือ
ถ่านแอ็คติเวทเตทคาร์บอน ที่ใช้เป็นสารกรองน้ำดื่ม
 
 
 
 
ภาพถ่านไม้ขยาย 17 เท่า
 
 

การผลิตถ่านประเภทนี้ ทำโดยการเอาเปลือกไม้หรือวัสดุจากธรรมชาติ
ที่มีส่วนประกอบคาร์บอนเยอะๆมาเผาที่ความร้อนสูง
โดยไม่ให้ออกซิเจนเข้าไปทำปฏิกิริยา
หากเป็นแอ็คติเวทคาร์บอนที่หนักเพียงหนึ่งกรัม
สามารถมีพื้นที่ผิวรวม ใหญ่กว่าสนามฟุตบอล
ความที่มันมีรูพรุนจำนวนมากนี่เองที่ทำให้มันสามารถ
ดูดกลิ่นหรือสารไม่พึงประสงค์ในน้ำและ อากาศได้ดีมากๆ 
 
 
 

ภาพถ่านไฟ ขยาย 140 เท่า รูในภาพมีขนาดประมาณ 0.08 มิลลิเมตร
ถ่านแอคติเวทเตดคาร์บอนจะมีรูพรุนที่เล็กกว่านี้ มาก
 
 

แกรไฟต์ คือ คาร์บอนที่โมเลกุลมีการเรียงตัวเป็นชั้น
นักเรียนจะพบแกรไฟต์ได้ที่ปลายดินสอที่ใช้ฝนข้อสอบปรนัย
หรือแม้แต่ในแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่อยู่ในในไอโฟน
 
 
 
 
ภาพดินสอกำลังขีดลงไปบนกระดาษ
ไส้ดินสอทำจากแกรไฟท์เกรดต่ำผสมกับดินเหนียวและกาว
ยิ่งมีคาร์บอนมาก ดินสอก็จะยิ่งดำเข้มมากขึ้น
 
 

แกรไฟต์บริสุทธิ์ สามารถขุดค้นได้ตามแหล่งต่างๆทั่วโลก
หรือจะสร้างขึ้นในห้องทดลองก็ได้
แกรไฟต์เปราะ และมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นได้ดี
อาจเป็นเพราะโครงสร้างโมเลกุลของมันที่มีลักษณะเป็นชั้นๆ
ระหว่างชั้นมีแรงยึดที่เรียกว่า แวนเดอวาล์ว ซึ่งเป็นแรงที่อ่อนมาก
จึงทำให้มัน สไลด์ ตัวไปมาได้ดีในสภาวะที่เหมาะสม
 
 
 
 
ภาพไส้ดินสอกด ขนาด 0.5 มิลลิเมตร
 
 
 

เพชร คือ คาร์บอนที่เรียงตัวแบบสี่แฉก กล่าว คือโมเลกุลคาร์บอนตัวหนึ่ง
จะจับกับคาร์บอนอีกสี่โมเลกุลเสมอนี่ทำให้มันมีแรงยึดเหนี่ยวสูงมาก
จนสามารถทนทานแรงขูดขีดได้เป็นอันดับต้นๆของโลก
 
 
 
 
ภาพ Blue Hope Diamond จาก diamondestatetrust.com
เพชรสีน้ำเงินที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่โลกเคยรู้จักมา 
 
 


เพชร มีการเรียงตัวของโมเลกุลที่แน่นมาก จนเกือบจะไม่มีสิ่งปลอมปนใดๆ
เข้าไปแทรกตัวในโมเลกุลของเพชรได้ ทำให้เพชรใส และ แวววาวมากมาย
แต่ถ้ามันมี โบรอน ไปแทรกตัวอยู่ เพชรนั้นจะกลายเป็นสีน้ำเงินหรือที่เรียกกันว่า
Blue Diamond ซึ่งเจ้าบลูไดมอนด์นี้เองที่ทำให้แรงงานไทยไปซาอุไม่ได้
 
 



ภาพเพชรสังเคราะห์ จาก xn--e1aqeefg8c.com (ชื่อเวปแปลกมาก)

 
 

เพราะความที่เพชรมีราคาแพงและมีคุณค่าในอุตสาหกรรมต่างๆ
จึงมีการสังเคราะห์เพชรขึ้นมาในห้องทดลอง
ด้วยการใช้เครื่องจักรที่มีแรงกดดันสูง เลียนแบบธรรมชาติ
สูงขนาดไหนลองจินตนาการดูว่าเอาเหรียญบาทมาวางซ้อนกัน
ซ้อนแบบแถวเดี่ยวให้มันสูง 50 กิโลเมตร เท่านั้นแหละ
เพชรสังเคราะห์ที่ได้ออกมาจะมีสีออกเหลืองๆ
เพราะมันมี ไนโตรเจน ในอากาศเข้าไปเจือปน
 
 
 
 

ภาพเครื่องผลิดเพชรสังเคราะห์ จาก synthetic-diamonds.angelfire.com
 
 
 
 
เพชรธรรมชาติถือกำเนิดขึ้นภายใต้เปลือกโลกที่มีอุณภูมิและความดันสูง
เมื่อเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลง (เช่นภูเขาไฟระเบิด)
วันดีคืนดีมันจะโผล่ขึ้นมาที่ผิวโลก แล้วก็มีคนงานไปทำเหมืองเพชร
จนสุดท้ายได้มาเป็นแหวนเพชร ที่เราใช้ขอแฟนแต่งงาน