Kohlenstoff (C)

gleich große Affinität zu elektropositiven, wie zu elektronegativen Elementen. Element organischen Lebens.

Vorkommen

Frei in Form von Graphit und Diamant, gebunden im Mineralreich hauptsächlich in Form von Carbonaten des Calciums (Kalk, Marmor, Kreide), Magnesiums (Magnesits), Eisens (Eisenspat) etc. Proteine, Kohlenhydrate, Fette. In Kohlen und Erdölen und Erdgasen, in der Luft zu 0,03Vol%, Meer: 0,005%
zwei Modifikationen: dem metastabilen Diamant und dem stabilen Graphit.

Graphit, Diamant

Graphit liegt in einem Schichtgitter aus Benzolringen (aromatisches Riesenmolekülen) vor, während der Diamant ein räumlich vernetztes Molekülgitter (aliphatisches Riesenmolekül) besitzt. Graphit kommt natürlich vor als grau, schuppige sich fettig anfühlende Masse, die stark abfärbt und schwachen Metallglanz aufweist.

Gewinnung

Gewinnung durch Verbrennen Kohlenstoffhaltiger Substanzen (Ruß, Holzkohle, etc.) Adsoptionsmittel (Aktivkohle.) Kohlenstoff ist reaktionsträge (Graphit reaktionsfähiger als Diamant).

Chemische Eigenschaften

Graphit leitet den elektrischen Strom, ist sehr weich und schwarz gefärbt.
Diamant ist ein Isolator, extrem hart und farblos.
Diamant: hauptsächliche Verwendung für technische Zwecke, Bohrerspitzen, Schneiden von Glas, Achsenlager für Präzisionsapparaturen
Als Schmuckstein geschliffen: Brilliant.
Diamant geht bei 1500°C unter Luftabschluss in Graphit über.

Reaktionen

Mit H2: bei hohen Temperaturen (Grundlage org. Chemie), ring- und kettenförmig, Erdöl, Erdgas.
Mit Fluor zu CF4 (hohe Temp.)
Mit Schwefel zu CS2

Oxide des Kohlenstoffs

Kohlenmonoxid CO

Herstellung „Generatorgas“ aus Koks und Luft bei 1000°C: 2C+O2  -->  2CO
Oder „Wassergas“, Wasserdampf wird über stark erhitzten Koks geleitet: C + H2O ß  -->  CO + H2
farb- und geruchloses, Verbrennung nicht unterhaltendes aber selbst brennbares giftiges Gas, verbrennt mit einer charakteristisch blauen Flamme zu Kohlendioxid. Als Reduktionsmittel bei Metallen. Große technische Bedeutung hat die Umsetzung von CO mit H2 (Synthesegas) CO + 2H2  -->  CH3OH

Kohlendioxid: CO2

Durch Verbrennen von Koks mit überschüssiger Luft: C + O2  -->  CO2
Oder als Nebenprodukt des Kalkbrennens: CaCO3  -->  CaO + CO2
Oder durch behandeln von Carbonaten mit Säuren: CaCO3 + 2HCl  -->  CaCl2 +H2O + CO2
farb- und geruchloses, nicht brennbares, Verbrennung nicht unterhaltendes Gas von etwas säuerlichem Geruch und Geschmack. Sammelt sich am Boden (Gärkeller, Grotten, etc.), erstickende Wirkung. Wird in Feuerlöschern verwendet, Kohlensäureschnee.
Produkt biologischer Prozesse.
reagiert mit Wasser zur instabilen Kohlensäure CO2 + H2O ß  -->  H2CO3.

Weitere Kohlenstoffoxide sind das C3O2, das Malonsäureanhydrid oder Kohlensuboxid, ein übelriechendes Gas, das mit Wasser zu Malonsäure H2C(COOH)2 reagiert, und das Melithsäureanhydrid C12O9 das mit Wasser zu Melithsäure H6C12O12 reagiert.