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Kohlenstoff und seine Oxide

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Das Element Kohlenstoff

am .

Kohlenstoff kann in drei Erscheinungsformen (Modifikationen) vorkommen:

Grafit Diamant Fullerene
Graphit Bleistift IMG10326 Brillanten C60-Fulleren-kristallin
Capas grafito Diamond Cubic-F lattice animation Buckminsterfullerene animated

 

Alle diese Stoffe bestehen aus den gleichen Kohlenstoff-Atomen. Hierbei wird klar, dass Atome keine Farbe haben. Kohlenstoff-Atome können nicht gleichzeitig schwarz und farblos sein. Die Eigenschaften eines Stoffes ergeben sich in der Anordnung der Atome zueinander!

 

Mindmap 

plakat-kohlenstoff

(Plakat entworfen von Denise Kahnt und Tamara Bartneck [8.21, 2005])

 

Kohlenstoffdioxid

am .

Wenn Kohlenstoff oder Verbindungen, die Kohlenstoffatome enthalten, mit Sauerstoff reagieren, wenn also solche Stoffe verbrennen, so entsteht unter normalen Bedingungen Kohlenstoffdioxid nach folgendem Reaktionsschema:

 

bildung-kohlenstoffdioxid

 

plakat-kohlenstoffdioxid

(Plakat entworfen von Denise Kahnt und Tamara Bartneck [8.21, 2005] im Rahmen des Projektes "Luftschiffe" zum Thema Gase)

 

 

Nachweis von Kohlenstoffdioxid

am .

 

Nachweis-Kohlenstoffdioxid

 

 

Kohlenstoffdioxid wird durch eine Gaswaschflasche, die mit "Kalkwasser" (Calciumlauge) gefüllt ist, geleitet.

Die Trübung von "Kalkwasser" (Calciumlauge) oder Barytwasser (Bariumlauge) ist ein Nachweis für Kohlenstoffdioxid.

Entstehung von Kohlenstoffdioxid auf der Erde

am .

 

Bei der Entstehung von Kohlenstoffdioxid auf der Erde unterscheidet man zwischen natürlichen Quellen und vom Menschen "künstlich" verursachten, so genannten anthropogenen Quellen.

Natürliche Quellen:

Kohlenstoffdioxid ist ein Bestandteil der vulkanischen Gase. Bei der Zellatmung der Tiere und Menschen werden die Kohlenhydrate durch Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser verbrannt. Die ausgeatmete Luft von Menschen besteht zu ca. 5% aus Kohlenstoffdioxid. Aber auch bei der alkoholischen Gärung sowie der Zersetzung und dem Faulen organischer Substanzen wird Kohlenstoffdioxid gebildet. 

Anthropogene Quellen:

Bei der Verbrennung von Holz, Kohle und Erdöl beziehungsweise Erdölprodukten und Erdgas entsteht Kohlenstoffdioxid. Vom Menschen verursachte Quellen für Kohlenstoffdioxid sind somit der Kraftverkehr, die Heizungen der privaten Haushalte, Industrien, die mit Kohle, Öl oder Gas betrieben werden, aber auch Steppen- und Waldbrände sowie die Brandrodung von Urwäldern.

Das aus natürlichen oder vom Menschen verursachten Quellen entstehende Kohlenstoffdioxid löst sich im Meerwasser, in Seen, Flüssen und im Regenwasser oder wird von grünen Pflanzen aufgenommen. Die Pflanzen bauen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser energiereiche Stoffe auf und geben dabei Sauerstoff ab. Es ergibt sich ein Kreislauf des Kohlenstoffdioxids in der Natur.

Das im Regenwasser gelöste Kohlenstoffdioxid spielt beim sogenannten natürlichen Kalkkreislauf ein Rolle.

Ein Rest von 0,04% Kohlenstoffdioxid verbleibt in der Luft.

Kohlenstoffmonooxid

am .

 

Kohlenstoff reagiert mit Sauerstoff bei sehr hohen Temperaturen und/oder Sauerstoffmangel - wie zum Beispiel im Automotor - zu Kohlenstoffmonooxid:

 

bildung-kohlenstoffmonooxid

Zwei  Kohlenstoff-Atome reagieren mit einem Sauerstoff-Molekül zu zwei Kohlenstoffmonooxid-Molekülen. Dabei wird mehr Energie frei, als für das Zustandekommen der Reaktion benötigt wird.

Kohlenstoffmonooxid ist ein Blutgift. Es bindet sich stärker an das Hämoglobin (roter Blutfarbstoff) als Sauerstoff. Dadurch kann kein Sauerstoff durch das Blut transportiert werden.

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