الاستخدامات الصناعية للكربون

2011 اللافلزات

آلان بي گوب

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

يمثل عنصر الكربون أحد ركائز الصناعة الأساسية. فالكربون على شكل فحم الكوك يستخدم للتخلص من الشوائب من الحديد المنصهر؛ لأن الكربون يتحد عند درجات الحرارة العالية مع الحديد لتكوين الفولاذ، وتحدد كمية الكربون المستخدمة نوع الفولاذ الذي يتم إنتاجه. فالفولاذ الذي يحتوي على (1.5 بالمئة) من الكربون يستخدم في تصنيع الأدوات والألواح الفولاذية. أما الفولاذ الذي يحوي (1 بالمئة) من الكربون، فيستخدم في صنع قطع السيارات والطائرات. كما يستخدم الفولاذ فائق القوة الذي يحتوي على (0.25 بالمئة) من عنصر الكربون كدعامات في الأعمال الإنشائية. يستخدم الماس بشكليه الطبيعي والمحضر صناعياً في حفر وجلخ المواد الأخرى (كمواد صقل)، ويوجد الماس في أقراص التجليخ وأدوات التثقيب والمساحيق المستخدمة لأغراض الصقل

والتنعيم، والكربون اللابلوري هو شكل متآصل آخر للكربون الذي له استخدامات صناعية. وينتج الكربون اللابلوري عادة عن طريق الحرق غير الكامل لغاز الميثان. يطلق على الكربون اللابلوري اسم الكربون الأسود، الذي يستخدم على نطاق واسع كحشوات وعامل تقوية في مادة المطاط. يستخدم الكربون أيضاً كفحم نباتي منشَّط، و الفحم

النباتي المنشَّط هو عبارة عن فحم نباتي معالج بالأكسجين لإحداث فراغات بين ذرّات الكربون، و يستخدم الفحم النباتي المنشَّط في عمليات امتزاز (امتصاص) الروائح والتخلص من الشوائب الأخرى الموجودة في السوائل و الغازات.وكي تتحقق عملية الامتصاص، يجب أن تنجذب الشوائب كيميائياً نحو ذرّات الكربون. يتمتع الفحم النباتي المنشَّط بفعالية عالية لاحتوائه على مساحة سطحية واسعة جداً. فكل 1 جرام (0.035 أونصة) من الفحم النباتي المنشط يمكن أن يحتوي على مساحة سطحية تتراوح بين (360 و2400 ياردة مربعة) أي: (300 – 2000 م2). كما أن الكربون مهم أيضاً في صناعة اللدائن (المواد البلاستيكية)؛ لأن مصدر المواد البتروكيميائية المستخدمة في صنع اللدائن هو البترول. إن المواد البتروكيميائية هي أساساً عبارة عن هيدروكربونات مستخلصة من البترول، وترتبط الهيدروكربونات مع بعضها من خلال عملية يطلق عليها اسم «البلمرة» من أجل إنتاج أشكال مختلفة من اللدائن (انظر المجلد الثامن: الصفحات61- 70). تتميز اللدائن (البلاستيك) بفوائدها الكبيرة بسبب سهولة تشكيلها أو

قولبتها بأشكال متعددة. وتوضح هذه الخاصية سبب تعدد المنتجات البلاستيكية في الاستعمالات اليومية.