Mikhailo Lomonosov, den berömda ryska vetenskapsmannen på 1700-talet, i de gamla tiderna gav en definition av hur detta mineral uppstod i naturen. Nämligen: från rester av växter, som torv, härstammar också kol. Hans utbildning, enligt Lomonosov, berodde på flera faktorer. För det första bröts resterna av vegetation ner utan deltagande av "fri luft" (det vill säga utan fri tillgång till syre). För det andra var det en ganska hög temperaturregim. Och för det tredje spelade "takets börda", det vill säga det ökade trycket från berget, sin roll. Detta hände i forntida tider, när mänskligheten ännu inte fanns på planeten jorden.
Fall från svunna dagar
I vilket fall som helst är historien om kolbildningen en sådan sakavlägsna dagar, att moderna vetenskapsmän bara kan göra gissningar och antaganden, förklara processen. Men idag har det studerats ganska noggrant. Och mekanismerna för hur kol ser ut (dess bildning från preliminära råvaror) är kända för vetenskapen.
Från torv
Svinn från högre växter förvandlas gradvis till torvmassor, som samlas i sumpiga områden och växer över med andra växter, och gradvis sjunker ner i djupet. Eftersom de är på ett djup ändrar torvmarker ständigt sin kemiska sammansättning (mer komplexa föreningar förvandlas till enklare, bryts upp). En del av dem löses i vatten och tvättas ut, och en del går över i gasformigt tillstånd. Det är så metan och koldioxid bildas i träsken, vilket ger en karakteristisk lukt av luft på dessa öde platser. En viktig funktion i denna process utförs av svampar och bakterier, som bidrar till ytterligare nedbrytning av vävnaden hos döda växter.
Carbons
Med tiden, i processen med pågående modifieringar, ackumuleras de mest stabila kolväteföreningarna i torvmarker. Och eftersom all denna mättnad av torvmassor med kolväten utförs praktiskt taget utan tillgång till syre, förvandlas kol inte till gas och förångas inte. Det finns isolering från lufttillgång och samtidig mättnad med ökande tryck: kol bildas från torv. Dess bildande varar i hundratals årtusenden, denna process är inte så snabb! Enligt forskare har de flesta av de nuvarande reserverna och kollagen sitt ursprung iPaleozoikum, det vill säga för mer än 300 miljoner år sedan.
Det är intressant: vilka typer av kol finns det?
- Den lösaste och yngsta av alla arter är brunkol (som betyder "vedartad"). Rester av växtmassor och trä är fortfarande synliga i den. Brunkol är i grunden vedartad torv.
- Brunkol bildas i sömmar med starkare nedbrytning av växtrester. Den ligger som regel på ett djup av en kilometer. Det finns fortfarande mycket vätska i den (mer än 40%). Det brinner ganska bra, men producerar lite värme.
- I många delar av världen finns kol på upp till tre kilometers djup. Dess bildning från ett brunt fossil sker endast under vissa förhållanden: när lagren går ner till djupare horisonter och bergsbyggnadsprocessen äger rum. Där, under högt tryck och utan tillgång till syre, fullbordas övergångsprocessen från en fraktion till en annan. Sådant kol innehåller mer än 75 % kol, brinner bättre och ger mer värme.
- Antracit - kol av äldre raser. Den ligger på upp till fem kilometers djup. Den har ännu mer kol och ännu mindre fukt (nästan ingen alls). Den antänds inte bra, men värmeöverföringen är den högsta av alla typer. I antracit är resterna av de växter som den härrörde från praktiskt taget omöjliga att upptäcka. Sådant kol anses vara det mest lovande inom gruvdrift för industrin.
Men det är inte allt
Naturen beslutade att antracit, i sig det tätaste kolet medden högsta kolh alten (95 procent eller mer) är inte slutskedet av omvandlingar som sker med växtrester i miljön. Shungit är ett ämne som bildas av kol under ännu svårare förhållanden. Grafit uppstår vid höga temperaturer från samma material. Och lägger man till superhögt tryck, så bildas en diamant, det mest hållbara ämnet som har både industriellt och konstnärligt värde för hela mänskligheten.
Men man bör komma ihåg: konstigt nog är alla dessa till synes olika ämnen - från växter till diamanter - sammansatta av kolmaterial, bara med en annan struktur på molekylär nivå!
Utbildning och betydelsen av stenkol
Det är omöjligt att överskatta kolets betydelse för utvecklingen av industrin och i allmänhet för all mänsklig kultur på jorden. Och dess omfattning är mycket bred. För att inte nämna det faktum att kol är ett utmärkt bränsle som används för att värma bostäder, värma upp ugnar i industrin, generera elektricitet, en mängd ämnen som behövs av människor utvinns också från kol. Svavel och vanadin, zink och bly, germanium - allt detta ger mänskligheten detta mineral.
Kol används för att smälta metall, stål, gjutjärn. Kolförbränningsprodukter - vid produktion av vissa byggmaterial. Under den speciella bearbetningen av fossilet erhålls bensen från det, som används vid tillverkning av lacker och lösningsmedel, till exempel ett byggmaterial som linoleum. Från flytande av speciell teknikkol kommer ut flytande bränsle för maskiner. Kol är råvaran för produktion av grafit och industridiamanter, och tot alt tillverkas mer än fyrahundra produkter för industrin och tjänstesektorn på basis av detta naturmaterial.
Vetenskap i skolan: kolbildning
För barn, när de passerar det relevanta ämnet i medelklassen, rekommenderas det att prata i en tillgänglig form om bildandet av kol i naturen. Ange hur lång tid denna process tar. För att kortfattat beskriva kolets bildande, måste du fokusera på dess betydelse för utvecklingen av industrin och framsteg under moderna och historiska förhållanden, göra upp en plan för ett budskap som eleverna kommer att göra på egen hand.
