|
}}
प्रांगार (कार्बन; मराठीत कर्ब)) (C, अणुक्रमांक ६) हेहा एक घनरूप अधातू [[मूलद्रव्य]] आहे. जगातील मुख्य पदार्थ हे कार्बनपासून बनलेले आहेत. कार्बन हा मुक्त किंवा संयुगावस्थेत आढळतो.
संयुगावस्थेत कार्बन खालीलप्रमाणे आढळतो,
१) कार्बन डायऑक्साईड, कार्बोनेट ईइत्यादी.
२) जीवाश्म इंधने-दगडी कोळसा, पेट्रोलियम, नैसर्गिक वायू
३) कार्बनी पोषकद्रव्ये-पिष्टमय पदार्थ, प्रथिने, मेद
४) नैसर्गिक धागे-कापूस, लोकर, रेशीम.
कार्बनचेकार्बनची अवरूपता-निसर्गात मूलद्रव्ये एकापेक्षा अधिक रूपातरूपांत आढळतात. त्यांचे भौतिक गुणधर्म वेगवेगळे असतात. मूलद्रव्यांच्या या गुणधर्माला "अवरूपताअपरूपता" असे म्हणतात.
उदा. कार्बन, सल्फर, फॉस्फरस इही अशी अपरूपे असलेली मूलद्रव्ये आहेत.
'''कार्बनची''' '''अपरूपे'''-
१) '''हिरा-[https://www.askiitians.com ›]'''
भारतात हिरा प्रामुख्याने कर्नाटक व मध्यप्रदेश या ठिकाणी सापडतो. हिऱ्यामध्ये कार्बनचा प्रत्येक कार्बनअणू शेजारील चार कार्बनशीकार्बन अणूंशी सहसंयुज बंधाने विशिष्ट पद्धतीने बांधलेला असतो. त्यामुळे हिरा टणक असतो.
'''गुणधर्म-'''
५) हिरा कोणत्याही द्रावकात विरघळत नाही.
२) '''[https://geology.com/minerals/graphite. ग्राफईटग्राफाईट]-'''
ग्राफईटमध्येग्रॅफाईटमध्ये प्रत्येक कार्बन इतर तीन कार्बनसोबत षट्कोनामध्ये बंधीतबांधलेला असतो. ग्राफईटचेग्राफाईटचे स्फटीक ग्राफीनच्या अनेक स्तरांनी बनलेले असते.
'''गुणधर्म''':-
१) निसर्गात सापडणारे ग्राफईटग्रॅफाईट काळे, गुळगुळीत, मऊ आणि ठिसूळ असते.
२) मुक्त इलेक्ट्रॉन असल्याने हे विद्युत सुवाहक असतात.
३) ग्राफईटचीग्रॅफाईटची घनता १.९ ते २.३ ग्राम प्रति घन सें.मी. आहे.
४) ग्राफईटग्र,फाईट बहुतांश द्रावकांमध्ये विरघळत नाही.
'''उपयोग''':-
१) ग्राफईटचा उपयोग वंगण तयार करण्यासाठी होतो.
२) ग्राफईटचा उपयोग कार्बन इलेक्ट्रोड बनविण्यासाठी होतो.
३) लिहिण्याच्या पेंसिलमध्येपेन्सिलमध्ये ग्राफईटग्रॅफाईट व विशिष्ट प्रकारची माती वापरली जाते.
४) रंग, पॉलिश तयार करताना ग्राफईटग्रॅफाईट वापरतात.
५) आर्क दिव्यांमध्ये ग्राफईटग्रॅफाईट वापरतात.
६) वजनाने हलके व टिकाऊ असल्याने याचा उपयोग खेळाचे साहित्य तयार करण्यासाठी होतो.
७) त्याच्या निसरड्या स्वभावामुळेगुणामुळे, मशीनच्या भागामध्ये ग्राफईटग्रॅफाईट कोरडे वंगण म्हणून वापरले जाते.
८) रसायनांना प्रतिरोधक असणे आणि उच्च द्रवनांक आणि ते उष्णतेचे एक चांगले सुवाहक आहेम्हणून म्हणूनक्रुसिबल क्रूसिब्ल्स(मूस) बनविण्यासाठी ग्राफईटग्रॅफाईट वापर केला जातो.
३)'''फुलेरीन'''-
फुलेरेनफुलेरीन, ज्याला बकमिन्स्टरफुलेरीनबकमिन्स्टर फुलेरीन देखील म्हणतात हे कार्बनचे एक अपरूप आहे.प्रथम फुलरीनचाफुलेरीनचा शोध १९५५ मध्ये इंग्लंडच्या सर हॅरोल्ड डब्ल्यू. क्रोटा आणि अमेरिकेचे रिचर्ड ई. स्मॅली आणि रॉबर्ट एफ. कर्ल यांनी लावला होता. हेलियम वायूच्या वातावरणामध्ये ग्रॅफाइट रॉड्सचे बाष्पीकरण करताना लेसर वापरुन, या केमिस्ट आणि त्यांच्या सहाय्यकांनीसाहाय्यकांनी ६० कार्बन अणू (सी ६०) असलेले पिंजऱ्यासारखे रेणू एकत्र केले आणि एकेरी व दुहेरी बंध बनून १२ पंचकोन आणि २० षट्कोनसह पोकळ गोल तयार केले. फुटबॉल किंवा सॉकर बॉलसारखे दिसणारे हे डिझाइनडिझाईन तयार केल्याबद्दल १९९६ मध्ये या तिघांना त्यांच्या अग्रगण्य प्रयत्नांसाठी नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. अमेरिकन आर्किटेक्ट आर. बकमिन्स्टर फुलर यांच्या नंतरयांच्यानंतर सी ६०रेणूला बकमिन्स्टरफुलरीन (किंवा अधिक सोप्या भाषेत, बकीबॉल) असे नाव देण्यात आले.फुलेरेन्स फुलेरीन्स, विशेषत: अत्यंत सममितीय गोलाकार सी ६० गोलाकार,हे विज्ञान आणि वास्तूशास्त्रवास्तुशास्त्र, गणित, अभियांत्रिकी आणि व्हिज्युअल आर्ट्सआर्ट्‌स दरम्यानयांच्यामधील सौंदर्याचा अंतरफरक पूर्णदूर केल्याने, सौंदर्य आणि अभिजातता या शास्त्रज्ञाच्या कल्पनांना उत्तेजन देते. फुलरेन्स हे कार्बनचे तिसरे अपरूप आहे. प्रकार आहे आणि २० व्या शतकाच्या शेवटच्या काळापर्यंत त्यांच्या अस्तित्वाचा शोध लागला. त्यांच्या शोधामुळे शीट सामग्रीच्या वर्तनाचे संपूर्णपणे नवीन आकलन झाले आणि यामुळे नॅनो सायन्स आणि नॅनोटेक्नोलॉजीचा संपूर्णपणे एक नवीन अध्याय उघडला - अत्याधुनिक सामग्रीचे वर्तन दर्शविणार्‍या अणू प्रमाणातील जटिल प्रणालींचे नवीन रसायनशास्त्र विशेषत: नॅनोट्यूब्स विविध प्रकारचे कादंबरी यांत्रिकी आणि इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म प्रदर्शित करतात. ते उष्णता आणि विजेचे उत्कृष्ट कंडक्टर आहेत आणि त्यांच्यात आश्चर्यकारक तणाव आहे. अशा गुणधर्मांद्वारे इलेक्ट्रॉनिक्स, स्ट्रक्चरल साहित्य आणि औषधांमध्ये रोमांचक अनुप्रयोगांचे वचनमूर्तरूप दिले जाते. या नवीन साहित्यांच्या संश्लेषणावर अचूक स्ट्रक्चरल नियंत्रण प्राप्त झाल्यावरच व्यावहारिक अनुप्रयोगांची अनुभूती होईल.
फुलरीन्स हे कार्बनचे तिसरे अपरूप आहे. २० व्या शतकाच्या शेवटच्या काळात त्यांच्या अस्तित्वाचा शोध लागला. त्यांच्या शोधामुळे शीट सामग्रीच्या वर्तनाचे संपूर्णपणे नवीन आकलन झाले आणि यामुळे नॅनो सायन्स आणि नॅनोटेक्नोलॉजीचा संपूर्णपणे एक नवीन अध्याय उघडला - अत्याधुनिक सामग्रीचे वर्तन दर्शविणाऱ्या अणू प्रमाणातील जटिल प्रणालींचे नवीन रसायनशास्त्र, विशेषत: नॅनोट्यूब्स विविध प्रकारचे नावीन्यपूर्ण यांत्रिकी आणि इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म प्रदर्शित करतात. ते उष्णता आणि विजेचे उत्कृष्ट कंडक्टर आहेत आणि त्यांच्यात आश्चर्यकारक तणाव आहे. अशा गुणधर्मांद्वारे इलेक्ट्रॉनिक्स, स्ट्रक्चरल साहित्य आणि औषधांमध्ये रोमांचक अनुप्रयोगांचे वचन दिले जाते. या नवीन साहित्यांच्या संश्लेषणावर अचूक स्ट्रक्चरल नियंत्रण प्राप्त झाल्यावरच व्यावहारिक अनुप्रयोगांची अनुभूती होईल.
==समस्थानिके==
प्रांगार मूलद्रव्याची ३ [[समस्थानिके]] आहेत, प्रांगार-१२ (<sup>१२</sup>C), प्रांगार-१३ (<sup>१३</sup>C), प्रांगार-१४ (<sup>१४</sup>C). त्यातले प्रांगार-१२ (<sup>१२</sup>C) आणि प्रांगार-१३ (<sup>१३</sup>C) ही दोन स्थिर [[समस्थानिके]] आहेत, पण प्रांगार-१४ (<sup>१४</sup>C) हा [[किरणोत्सर्गी]] [[समस्थानिक]] आहे. त्याचा अर्धा जीवन काल ५७३० वर्षांचा आहे.
प्रांगार-१४ (<sup>१४</sup>C)चा हा गुणधर्म वापरून पुरातन वस्तूचे कालमापन करतात.
अंतर्गत बांधणीमुळे प्रांगार वेगवेगळ्या प्रकारची रूपे दाखवतो. उदा० काळा कोळसा व चमकणारा हिरा ही एकाच प्रांगाराची दोन रूपे आहेत. पण अंतर्गत बांधणीमुळे त्यांत जमीन-अस्मानाचा फरक जाणवतो.
'''ब)अस्फटीकी अस्फटिकी अपरुपे (Non cryastaline/amorphous''' forms)
या रुपातील कार्बनच्या अणुंचीअणूंची रचना ही नियमित नसते. दगडी कोळसा, लोनारी लोणारी कोळसा, कोक ही कार्बनची अस्फटीकी रुपेरूपे आहेत. ▼
1१) दगडी कोळसा- दगडी कोळसा हे एक जिवास्मजीवाश्म एन्धणइंधन असुनअसून यामधे कार्बन, ऑक्सीजन ऑक्सिजन व हायड्रॉजन असतात. यात मोठ्या प्रमाणात नायट्रोजन, फॉस्फरस, सल्फर असतात. हा स्थायू रुपातघनरूपात सापडतो. याचे चार प्रकार आहेत. ▼
अ) पीठ पिट : कोळसा तयार होतानाची पहिली पायरी म्हणजे पीठपिट तयार होनेहोणे होय. यामधे पाण्याचे प्रमाण जास्त व कार्बनचे प्रमाण 60६०% पेक्षा खुपखूप कमी असते म्हणून यापासून कमी उष्णता मिलते. ▼▲या रुपातील कार्बनच्या अणुंची रचना ही नियमित नसते. दगडी कोळसा,लोनारी कोळसा,कोक ही कार्बनची अस्फटीकी रुपे आहेत.
आ) लिग्नाईट : जमीनच्या आत वाढता दाब व तापमान यामुळे पिटपिटचे चे.रुपांतर लिग्नाईट मधेलिग्नाईटमधे झाले. यामधे कार्बन चेकार्बनचे प्रमाण 60-70६० ते ७०% असते . कोळसा तयार करायचीहोण्याची दुसरी पायरी म्हणजे लिग्नाईट होय. ▼▲1)दगडी कोळसा- दगडी कोळसा हे एक जिवास्म एन्धण असुन यामधे कार्बन,ऑक्सीजन व हायड्रॉजन असतात. यात मोठ्या प्रमाणात नायट्रोजन,फॉस्फरस, सल्फर असतात. हा स्थायू रुपात सापडतो. याचे चार प्रकार आहेत.
इ) ब्युटीमिनस : कोळस्याच्याकोळशाच्या निर्मितीच्या तिसरया पायरित ब्युतिमिनस तयार झाला. यात कार्बन चेकार्बनचे प्रमाण सुमारे 70 ते७० 90ते९०% असते. ▼▲अ)पीठ : कोळसा तयार होतानाची पहिली पायरी म्हणजे पीठ तयार होने होय. यामधे पाण्याचे प्रमाण जास्त व कार्बनचे प्रमाण 60% पेक्षा खुप कमी असते म्हणून यापासून कमी उष्णता मिलते.
ई) अँन्थ्र्यासाईट अँन्थ्रासाईट : कोळसाचे कोळशाचे शुद्ध स्वरुपस्वरूप म्हणून हा ओळखला जातो. हा कोळसा असुनअसून त्यात कार्बनचे प्रमाण सुमारे 95९५% असते. ▼▲आ)लिग्नाईट: जमीनच्या आत वाढता दाब व तापमान यामुळे पिट चे.रुपांतर लिग्नाईट मधे झाले. यामधे कार्बन चे प्रमाण 60-70% असते . कोळसा तयार करायची दुसरी पायरी म्हणजे लिग्नाईट होय.
दगडी कोळशाचे उपयोग :
▲इ)ब्युटीमिनस: कोळस्याच्या निर्मितीच्या तिसरया पायरित ब्युतिमिनस तयार झाला. यात कार्बन चे प्रमाण सुमारे 70 ते 90% असते.
1अ) कारखान्यात व घरात दगडी कोळसा हा इंधन म्हणून वापरला जातो. ▼▲ई)अँन्थ्र्यासाईट:कोळसाचे शुद्ध स्वरुप म्हणून हा ओळखला जातो. हा कोळसा असुन त्यात कार्बनचे प्रमाण सुमारे 95%असते.
2आ) कोक, कोल गैसगॅस व कोल टार मिळवण्यासाठी दगडी कोळशाचा वापर करतात . ▼2)चारकोल: प्राण्यांपासून तयार होणारा चारकोल हा प्राण्यांची हाडे, शिंगे इत्यादिंपासून तयार करतात तर वनस्पतींपासुन तयार होणारा चारकोल हा लाकडाच्या अपुरया हवेत केलेल्या ज्वलनापासून तयार होतो. ▼
3इ) विद्युत निर्मितीसाठी औश्णिकविद्युतऔष्णिक विद्युत केन्द्रात वापरतात. ▼
▲2२) चारकोल (लोणारे कोळसा) : प्राण्यांपासून तयार होणारा चारकोल हा प्राण्यांची हाडे, शिंगे इत्यादिंपासूनइत्यादींपासून तयार करतात तर वनस्पतींपासुनवनस्पतींपासून तयार होणारा चारकोल हा लाकडाच्या अपुरयाअपुऱ्या हवेत केलेल्या ज्वलनापासून तयार होतो. हा घरातील शॆगड्यांमध्ये इंधन म्हणून वापरतात.
▲1)कारखान्यात व घरात कोळसा इंधन म्हणून वापरला जातो.
3३) कोक : दगडी कोळशातनकोळशातून कोल गैसगॅस काढून घेतल्यावर उरणारयाउरणाऱ्या शुध्दशुद्ध कोळशाला कोक असे म्हणतात. ▼▲2)कोक,कोल गैस व कोल टार मिळवण्यासाठी कोळशाचा वापर करतात .
▲3)विद्युत निर्मितीसाठी औश्णिकविद्युत केन्द्रात वापरतात.
1अ) घरगुती इंधन म्हणून वापरतात ▼▲3)कोक: दगडी कोळशातन कोल गैस काढून घेतल्यावर उरणारया शुध्द कोळशाला कोक असे म्हणतात.
2आ) क्षपनकारक क्षपणकारक म्हणून कोकचा उपयोग करतातहोतो. ▼कोकचे उपयोग:
3इ) वॉटर गैस (CO + H2 ) व प्रोड्युसर गैसच्यागॅसच्या (CO+H2+CO2+N3) निर्मितीत कोकचा उपयोग करतात. ▼▲1)घरगुती इंधन म्हणून वापरतात
▲2)क्षपनकारक म्हणून कोकचा उपयोग करतात.
▲3)वॉटर गैस (CO + H2 ) व प्रोड्युसर गैसच्या (CO+H2+CO2+N3) निर्मितीत कोकचा उपयोग करतात.
| 