Than là một trong những nhiên liệu lâu đời nhất mà con người biết đến. Và thậm chí ngày nay nó còn chiếm vị trí hàng đầu về mức độ sử dụng. Lý do cho điều này là sự phổ biến, dễ khai thác, chế biến và sử dụng. Nhưng anh ta là gì? Công thức hóa học của than đá là gì?
Thực ra, câu hỏi này không hoàn toàn đúng. Than không phải là một chất, nó là một hỗn hợp của nhiều chất khác nhau. Có rất nhiều trong số đó, vì vậy không thể xác định hoàn toàn thành phần của than. Do đó, theo công thức hóa học của than trong bài viết này, chúng tôi sẽ chỉ ra thành phần nguyên tố của nó và một số đặc điểm khác.
Nhưng chúng ta có thể tìm hiểu gì về trạng thái của chất này? Than được hình thành từ tàn tích của thực vật qua nhiều năm do tiếp xúc với nhiệt độ và áp suất cao. Và vì thực vật là hữu cơ trong tự nhiên, các chất hữu cơ sẽ chiếm ưu thế trong thành phần của than.
Tùy theo độ tuổi và các điều kiện khác của nguồn gốc xuất xứ của than mà người ta chia than thành nhiều loại. Mỗi loài được phân biệt bởi thành phần nguyên tố của nó, sự hiện diệntạp chất và các đặc tính quan trọng khác.
Nâu than
Là loại than trẻ nhất. Nó thậm chí còn có cấu trúc thân gỗ thực vật. Được hình thành trực tiếp từ than bùn ở độ sâu khoảng 1 km.
Loại than này chứa độ ẩm khá lớn: từ 20 đến 40%. Khi tiếp xúc với không khí, nó sẽ bay hơi và than sẽ vỡ vụn thành bột. Tiếp theo, chúng ta sẽ nói về thành phần hóa học của loại cặn khô đặc biệt này. Hàm lượng tạp chất vô cơ trong than nâu cũng cao, lên tới 20-45%. Các tạp chất này là silic điôxít, ôxít của nhôm, canxi và sắt. Nó cũng có thể chứa các oxit kim loại kiềm.
Trong than đá này có rất nhiều chất hữu cơ và vô cơ dễ bay hơi. Chúng có thể nặng tới một nửa khối lượng của loại than này. Thành phần nguyên tố trừ các chất vô cơ và dễ bay hơi như sau:
- Carbon 50-75%.
- Oxy 26-37%.
- Hydro 3-5%.
- Nitơ 0-2%.
- Lưu huỳnh 0,5-3%.
Than
Theo thời gian hình thành, loại than này đến sau màu nâu. Nó có màu đen hoặc đen xám, cũng như nhựa, đôi khi ánh kim loại.
Độ ẩm của than ít hơn nhiều so với than nâu: chỉ 1-12%. Hàm lượng các chất bay hơi trong than rất khác nhau tùy thuộc vào nơi khai thác. Nó có thể là tối thiểu (từ 2%), nhưng cũng có thể đạt đến giá trị tương tự như than nâu (lên đến 48%). Thành phần cơ bản như sau:
- Carbon 75-92%.
- Hydro 2, 5-5, 7%.
- Oxy 1, 5-15%.
- Nitơ lên đến 2,7%.
- Lưu huỳnh 0-4%.
Từ đây chúng ta có thể kết luận rằng công thức hóa học của than cứng bao gồm nhiều cacbon hơn than nâu. Điều này làm cho loại than này trở thành nhiên liệu chất lượng hơn.
Anthracite
Anthracite là dạng than hóa thạch lâu đời nhất. Nó có màu đen sẫm và có ánh kim loại đặc trưng. Đây là loại than tốt nhất về lượng nhiệt mà nó tỏa ra khi cháy.
Lượng ẩm và các chất dễ bay hơi trong đó là rất nhỏ. Khoảng 5-7% cho mỗi chỉ số. Và thành phần nguyên tố được đặc trưng bởi hàm lượng cacbon cực cao:
- Carbon trên 90%.
- Hydrogen 1-3%.
- Oxy 1-1, 5%.
- Nitơ 1-1, 5%.
- Lưu huỳnh lên đến 0,8%.
Nhiều than hơn chỉ chứa trong than chì, đây là một giai đoạn tiếp theo của quá trình kết hợp than antraxit.
Than
Loại than này không phải là hóa thạch, vì vậy nó có một số điểm đặc biệt trong thành phần của nó. Nó được sản xuất bằng cách nung củi khô đến nhiệt độ 450-500oC mà không có không khí. Quá trình này được gọi là quá trình nhiệt phân. Trong quá trình này, một số chất được giải phóng từ gỗ: metanol, axeton, axit axetic và những chất khác, sau đó nó biến thành than. Nhân tiện, quá trình đốt cháy gỗ cũng là nhiệt phân, nhưng do sự hiện diện của oxy trong không khí, các khí thoát ra sẽ bốc cháy. Đây là những gì gây ra sự tồn tạingọn lửa khi đốt.
Gỗ không đồng nhất, có nhiều lỗ rỗng và mao mạch. Một cấu trúc tương tự được bảo tồn một phần trong than thu được từ nó. Vì lý do này, nó có khả năng hấp phụ tốt và được sử dụng cùng với than hoạt tính.
Độ ẩm của loại than này rất thấp (khoảng 3%), nhưng trong quá trình bảo quản lâu dài, nó hút ẩm từ không khí và tỷ lệ nước tăng lên 7-15%. Hàm lượng tạp chất vô cơ và chất bay hơi được quy định bởi GOSTs và không được vượt quá 3% và 20% tương ứng. Thành phần nguyên tố phụ thuộc vào công nghệ sản xuất và gần giống như sau:
- Carbon 80-92%.
- Oxy 5-15%.
- Hydro 4-5%.
- Nitơ ~ 0%.
- Lưu huỳnh ~ 0%.
Công thức hóa học của than củi cho thấy về mặt hàm lượng cacbon thì nó gần giống với đá, nhưng ngoài ra nó chỉ có một lượng nhỏ các nguyên tố không cần thiết cho quá trình đốt cháy (lưu huỳnh và nitơ).
Than hoạt tính
Than hoạt tính là một loại cacbon có diện tích bề mặt lỗ riêng cao nên khả năng thấm hút cao hơn cả gỗ. Than và than đá, cũng như gáo dừa được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất nó. Nguyên liệu ban đầu phải trải qua một quá trình kích hoạt. Bản chất của nó là làm mở các lỗ chân lông bị tắc bằng nhiệt độ cao, dung dịch điện giải hoặc hơi nước.
Trong quá trình hoạt hóa chỉ thay đổi cấu trúc của chất nên công thức hóa học của than hoạt tínhgiống với thành phần của nguyên liệu thô mà từ đó nó được tạo ra. Độ ẩm của than hoạt tính phụ thuộc vào diện tích bề mặt cụ thể của lỗ chân lông và thường nhỏ hơn 12%.
