Verschil tussen koolstof en grafiet

De belangrijk verschil tussen koolstof en grafiet is dat het koolstof is een chemisch element terwijl het grafiet een allotrope koolstof is.

Koolstof en grafiet zijn beide koolstofvormen waarbij grafiet een allotroop van koolstof en de meest stabiele vorm van koolstof is. Koolstof is een niet-metaal dat mensen al sinds de oudheid kenden. Mensen gebruikten verschillende vormen van koolstof, die we koolstofallotopen noemen, zoals houtskool, grafietroet en diamant. Eerder realiseerden mensen zich niet dat deze verbindingen alleen verschillende vormen van koolstof zijn en dat het later pas was toen wetenschappers te weten kwamen over allotropen van koolstof. Het woord koolstof is afgeleid van het Latijnse woord carbo, wat houtskool betekent. Koolstof is een van nature voorkomend element en het is het vierde meest voorkomende element in de natuur. Het speelt een cruciale rol in zowel het menselijke als het plantaardige leven door zijn koolstofcyclus.

INHOUD

1. Overzicht en belangrijkste verschil
2. Wat is Carbon
3. Wat is Graphite
4. Vergelijking zij aan zij - Carbon vs Graphite in tabelvorm
5. Samenvatting

Wat is Carbon?

Koolstof is een chemisch element met het atoomnummer 6 en chemisch symbool C. We kunnen het categoriseren als een niet-metaal en het is ook een p-blokelement in het periodiek systeem der elementen. Dit element is tetravalent, wat betekent dat het vier valentie-elektronen heeft en dus vier covalente chemische bindingen kan vormen. Er zijn drie belangrijke isotopen van dit element die van nature voorkomen; C-12 en C-13 zijn stabiel terwijl C-14 radioactief is.

Figuur 01: Grafiet en diamant zijn de meest bekende stabiele Allotropen van koolstof

Enkele chemische feiten over koolstof zijn als volgt:

• Atoomnummer is 6.
• Standaard atoomgewicht is 12.
• Elektronconfiguratie is [He] 2s² 2p²
• Toestand bij standaardtemperatuur en -druk is vastestof.
• Ondergaat sublimatie bij 3642 ° C
• De meest stabiele allotropen zijn grafiet en diamant.
• Oxidatietoestanden - de meest stabiele oxidatietoestand is +4 en +2 is ook aanwezig.

Bovendien kan deze substantie sublimatie ondergaan bij zeer hoge temperaturen (hoger dan de metalen met het hoogste smeltpunt zoals wolfraam). Bovendien is deze stof resistent tegen oxidatie dan die van ijzer en koper. Koolstof is het belangrijkste chemische element dat de structuur van organische verbindingen vormt, en het komt ook voor in anorganische verbindingen.

Wat is Graphite?

Grafiet is een stabiele allotrope koolstof. Een allotrope is een stof die elk van twee of meer verschillende fysieke vormen heeft waarin een element kan bestaan. Deze allotrope komt van nature voor, en het is een kristallijne vorm. We kunnen deze verbinding vinden als een bestanddeel in metamorfe en stollingsgesteenten. Dit is een mineraal dat een of ander extreem kenmerk heeft dat nuttig is in industriële behoeften. Het is bijvoorbeeld extreem zacht en kan dus splijten met een lichte druk erop. Bovendien heeft het een zeer laag soortelijk gewicht. Daarentegen is deze stof extreem goed bestand tegen hitte. Het is bijna inert ten opzichte van het contact met enig ander materiaal.

Figuur 02: Chemische structuur van grafiet

Bij het beschouwen van de structuur van grafiet, zijn er lagen van koolstofatomen waarin één laag een netwerk van koolstofatomen heeft. Daar hecht een koolstofatoom zich via covalente bindingen aan drie andere koolstofatomen. Daarom is de koolstoflaag vlak. Het resterende elektron van elk koolstofatoom heeft de neiging om samen een elektronwolk te vormen. Deze elektronenwolk is belangrijk in elektrische geleidbaarheid.

Wat is het verschil tussen koolstof en grafiet?

Koolstof is een chemisch element met het atoomnummer 6 en het chemische symbool C, terwijl grafiet een stabiele allotrope koolstof is. Dit is het belangrijkste verschil tussen koolstof en grafiet. Bovendien is koolstof een niet-metaal dat kan voorkomen in verschillende structuren die we allotropen noemen, zoals grafiet, diamant, houtskool, enz. De chemische structuur van grafiet is dus uniek van andere allotropen die een netwerk van koolstofatomen hebben waarin elke koolstof atoom heeft drie covalente bindingen eromheen (met andere koolstofatomen) en een elektronenwolk die elektriciteit kan geleiden. Andere allotropen van koolstof kunnen geen elektriciteit geleiden. Dit is dus een groot verschil tussen koolstof en grafiet.

De onderstaande infographic geeft meer details over het verschil tussen koolstof en grafiet.

Samenvatting - Carbon vs Graphite

Koolstof is het belangrijkste chemische element dat de levende wezens opbouwt. Grafiet is een van nature voorkomende minerale vorm van koolstof. Het belangrijkste verschil tussen koolstof en grafiet is echter dat de koolstof een chemisch element is terwijl het grafiet een allotroop van koolstof is.

Referentie:

1. "Carbon." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 1 oktober 2018. Beschikbaar Hier  
2. "Grafiet." Geologie. Beschikbaar Hier 

Afbeelding met dank aan:

1. "Grafiet-en-diamant-met-schaal" door Commons: Robert Lavinsky (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia  
2. "147571" door OpenClipart-vectoren (CC0) via pixabay