Kluczowa różnica między grafitem a ołowiem polega na tym, że grafit jest nietoksyczny i bardzo stabilny, podczas gdy ołów jest toksyczny i niestabilny.
Grafit i ołów są bardzo przydatne w produkcji ołówków. W przeszłości ołówki były wykonane z ołowiu, ale współczesne ołówki w ogóle nie mają ołowiu. Są teraz wykonane z grafitu, który jest bezpieczny i jest formą węgla.
Co to jest grafit?
Grafit to alotrop węgla o stabilnej, krystalicznej strukturze. To forma węgla. Ponadto jest minerałem rodzimym. Minerały rodzime to substancje zawierające jeden pierwiastek chemiczny, który występuje w przyrodzie bez łączenia się z żadnym innym pierwiastkiem. Ponadto grafit jest najbardziej stabilną formą węgla występującą w standardowej temperaturze i ciśnieniu. Powtarzalną jednostką alotropu grafitu jest węgiel (C). Grafit posiada heksagonalny system kryształów. Występuje w kolorze od żelaza od czarnego do stalowoszarego, a także ma metaliczny połysk. Kolor smugi grafitu jest czarny (kolor drobno sproszkowanego minerału).
Struktura kryształu grafitu ma strukturę plastra miodu. Posiada arkusze grafenu oddzielone w odległości 0,335 nm. W tej strukturze grafitu odległość między atomami węgla wynosi 0,142 nm. Te atomy węgla łączą się ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi, przy czym jeden atom węgla ma wokół siebie trzy wiązania kowalencyjne. Wartościowość atomu węgla wynosi 4; tak więc w każdym atomie węgla tej struktury znajduje się czwarty wolny elektron. Dlatego ten elektron może swobodnie migrować, dzięki czemu grafit przewodzi prąd elektryczny. Grafit naturalny jest przydatny w materiałach ogniotrwałych, akumulatorach, hutnictwie, graficie ekspandowanym, okładzinach hamulcowych, okładzinach odlewniczych i środkach smarnych.
Co to jest ołów?
Ołów to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 82 i symbolu chemicznym Pb. Występuje jako metaliczny pierwiastek chemiczny. Ten metal jest metalem ciężkim i jest gęstszy niż większość znanych nam powszechnie materiałów. Ponadto ołów może występować jako miękki i ciągliwy metal o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia. Możemy z łatwością ciąć ten metal, ma on charakterystyczną niebieską nutę wraz ze srebrzystoszarym metalicznym wyglądem. Co ważniejsze, ten metal ma najwyższą liczbę atomową spośród wszystkich stabilnych pierwiastków.
Ołów to stosunkowo mało reaktywny metal po transformacji. Słaby metaliczny charakter ołowiu możemy zilustrować jego amfoteryczną naturą. Np. ołów i tlenki ołowiu reagują z kwasami i zasadami i mają tendencję do tworzenia wiązań kowalencyjnych. Związki ołowiu często mają stopień utlenienia +2 ołowiu, a nie stopień utlenienia +4 (+4 to najczęstsze utlenienie pierwiastków z grupy 14).
Biorąc pod uwagę właściwości objętościowe ołowiu, ma on wysoką gęstość, plastyczność, ciągliwość i wysoką odporność na korozję z powodu pasywacji. Ołów ma gęsto upakowaną, skoncentrowaną na powierzchni strukturę sześcienną i wysoką masę atomową, co powoduje, że gęstość jest większa niż gęstość większości popularnych metali, takich jak żelazo, miedź i cynk. W porównaniu z większością metali ołów ma bardzo niską temperaturę topnienia, a jego temperatura wrzenia jest również najniższa wśród pierwiastków z grupy 14.
Ołów ma tendencję do tworzenia warstwy ochronnej pod wpływem powietrza. Najczęstszym składnikiem tej warstwy jest węglan ołowiu(II). Mogą również występować składniki siarczanowe i chlorkowe ołowiu. Ta warstwa sprawia, że metalowa powierzchnia ołowiu jest chemicznie obojętna na powietrze. Ponadto gazowy fluor może w temperaturze pokojowej reagować z ołowiem, tworząc fluorek ołowiu(II). Podobna reakcja zachodzi również z gazowym chlorem, ale wymaga to ogrzewania. Poza tym ołów metaliczny jest odporny na kwas siarkowy i fosforowy, ale reaguje z kwasem HCl i HNO3. Kwasy organiczne, takie jak kwas octowy, mogą rozpuszczać ołów w obecności tlenu. Podobnie stężone kwasy alkaliczne mogą rozpuszczać ołów, tworząc śliwki.
Ponieważ ołów został zakazany w USA w 1978 roku jako składnik farby ze względu na efekty toksyczne, nie był używany do produkcji ołówków. Jednak była to główna substancja używana do produkcji ołówków przed tym czasem. Ołów został uznany za substancję dość toksyczną dla ludzi. Dlatego ludzie szukali materiałów zastępczych, aby zastąpić ołów czymś innym do produkcji ołówków.
Jaka jest różnica między grafitem a ołowiem?
Grafit i ołów są ważnymi pierwiastkami chemicznymi ze względu na ich użyteczne właściwości i zastosowania. Kluczową różnicą między grafitem a ołowiem jest to, że grafit jest nietoksyczny i bardzo stabilny, podczas gdy ołów jest toksyczny i niestabilny.
Poniższa tabela podsumowuje różnicę między grafitem a ołowiem.
Podsumowanie – Grafit kontra ołów
Toksyczność jest ważnym środkiem przy stosowaniu materiału chemicznego w określonej branży. Kluczową różnicą między grafitem a ołowiem jest to, że grafit jest nietoksyczny i bardzo stabilny, podczas gdy ołów jest toksyczny i niestabilny.
