פחמן הוא אבן בניין של חיים

כיצד משתמשים בפחמן בחיי היומיום?

פחמן הוא היסוד העיקרי ביהלומים, פחם ונפט. הוא נמצא גם בגז טבעי, בנפט גולמי ובסוגים מסוימים של סלעים. שני השימושים העיקריים של פחמן הם ייצור אנרגיה וייצור חומרים. כ-90% מהאנרגיה המיוצרת בארצות הברית מגיעה משריפת דלקים מאובנים כמו פחם ונפט. כאשר דלקים אלו נשרפים, הפחמן שבהם הופך לפחמן דו חמצני, מים ותוצרי לוואי אחרים. פחמן משמש גם לייצור ברזל ופלדה בקצב הולך וגובר. פלדה וברזל מכילים כמות קטנה של פחמן. פלדה משמשת לייצור מבנים, מכוניות ומכשירי חשמל. הברזל משמש לייצור מסילות לרכבת, כלי עבודה ומכונות.

פחמן הוא אלמנט בפלדה ובפלסטיק

פחמן הוא מרכיב חיוני בייצור פלדה ופלסטיק. פלדה היא סגסוגת המכילה ברזל ופחמן. השימושים העיקריים שלו הם בבניית מבנים וגשרים, כמו גם במכשירים, כלים ומכונות. ייצור פלדה דורש מקור פחמן, כמו גם עפרות ברזל. זה הופך לברזל, אשר לאחר מכן נמס עם מקור הפחמן לייצור פלדה. ייצור הפלסטיק מתחיל בהפקת הנפט, שהוא מקור הפחמן. מהשמן מופק פחמימן, אשר מתפרק לאחר מכן למימן ולפחמן. אלה מחוממים כדי לייצר אתילן, אשר לאחר מכן מגיב עם תרכובות אחרות לייצור מגוון פלסטיקים שונים.

פחמן דו חמצני הוא אבן בניין של חיים

פחמן דו חמצני הוא גם אבן בניין חשובה של החיים. הוא משמש את הצמחים לייצור סוכר, שהוא מקור האנרגיה שלהם. לאחר מכן הצמחים משתמשים בסוכר כדי לגדול וליצור עוד צמחים. חלק מצמחי מים ואצות ים משתמשים גם בפחמן דו חמצני לבניית המבנה שלהם. בזמן שהצמחים גדלים, הם "לוכדים" את הפחמן הדו חמצני, שנאגר לאחר מכן בצמחים. זה נקרא קיבוע פחמן. הנוכחות של פחמן דו חמצני באטמוספירה עוזרת לווסת את הטמפרטורה של כדור הארץ. פחמן דו חמצני הוא גז חממה הלוכד חום בתוך האטמוספירה של כדור הארץ. פחמן דו חמצני נוצר כאשר בני אדם שורפים דלקים מאובנים, כגון פחם ונפט, וכן כאשר הם "מפרקים" חומרים אורגניים, כגון צמחים, עצים ועלים. זה מתרחש באופן טבעי גם כאשר הרי געש מתפרצים.

דלק ביולוגי: תסיסה עם אתנול

בתהליך התסיסה, אורגניזמים, כמו חיידקים, משמשים להמרת תרכובת לתרכובת אחרת. החיידקים מוזנים בתרכובת, כגון תאית, תירס או קנה סוכר, כדי לייצר תרכובת אחרת, כגון אתנול, בותנול או מתאן. תהליך התסיסה התגלה לראשונה בבישול בירה, אך כיום אתנול מיוצר לרוב באופן מסחרי על ידי תסיסה. אתנול הוא דלק ביולוגי שיכול לשמש להנעת מכוניות וכלי רכב אחרים. אתנול מיוצר כאשר מאכילים מיקרואורגניזם, הנקרא חיידק, בתירס וקני סוכר. החיידק מעכל את התירס וקנה הסוכר ומייצר אתנול כתוצר פסולת. לאחר מכן האתנול מטוהר ומשמש כדלק.

דלק ביולוגי: סינתזה מפחמן דו חמצני

פחמן דו חמצני משמש גם לייצור דלקים אחרים, כמו פרופאן ובוטאן, המצויים בגז טבעי. גזים אלו מופקים מהפחמן הדו חמצני באמצעות לחץ וחום. זה נקרא סינתזה. פרופאן ובוטאן משמשים לחימום ובישול. סינתזה מפחמן דו חמצני משמשת לייצור דלקים אחרים, כגון אתנול ובנזין. אתנול עשוי מתמיסת סוכר מותסס. בנזין מופק מנפט, שהוא דלק מאובנים. נפט הוא נוזל סמיך, כהה ושמנוני, העשוי משאריות של צמחים ובעלי חיים עתיקים. נפט מזוקק לייצור בנזין, נפט ודלקים אחרים.

כימיקלים שמקורם בפחמן

פחמן משמש גם לייצור חומרים אחרים, כגון פלסטיק, דשנים וגומי סינטטי. אלה עשויים מפחמימנים, שהם כימיקלים המכילים מימן ופחמן בלבד. פחמימנים מופקים מנפט גולמי ומדלקים מאובנים אחרים בתהליך הנקרא פיצוח. פיצוח מחמם את השמן, מה שמפרק אותו למולקולות קטנות יותר המשמשות לייצור פלסטיק, דשנים וגומי סינטטי. כימיקל חשוב נוסף שמקורו בפחמן הוא אמוניה המשמשת לייצור דשן. חנקן נמצא באוויר, אבל הוא בצורה שצמחים לא יכולים להשתמש בה. אמוניה נוצרת כאשר אוויר מועבר על פני מקור מחומם של פחמן, כגון גז טבעי.