Mitä on puuhiili?
Puuhiili on osittain palaneesta puusta ja muista orgaanisista materiaaleista valmistettua hiilen jäännöstä, jossa palaminen tapahtui rajallisessa ilmansyötössä.
Puuhiilen valmistuksen historia
Puuhiiltä on käytetty tuhansia vuosia. Hiilen varhaisin käyttömuoto on maali noin 30 000 eKr. Puuhiili on ollut tärkeää myös metallurgiassa, koska puuhiilen polttaminen voi johtaa paljon korkeampiin lämpötiloihin kuin puun polttaminen. Tämä johtuu siitä, että puuhiili on kuivattua, joten suurempi osa energiasta menee lämpötilan nostamiseen. Tämä on hyödyllistä metallurgian kannalta, sillä monet metallit sulavat vasta hyvin korkeissa lämpötiloissa. Toisaalta puun palaessa enemmän energiaa kuluu puun sisältämän veden höyrystämiseen, mikä vähentää lämpötilan nostamiseen tarvittavaa energiaa. Tämä johtaa matalampiin lämpötiloihin puupaloissa.
Hiilen synty
Historiallisesti puuhiiltä valmistettiin polttamalla puuta kuopassa, joka oli peitetty mullalla tai maanpinnan yläpuolella ja jota peitti savikotelo. Ensimmäiset todisteet puuhiilen valmistuksesta ovat peräisin noin vuodelta 3000 eaa., jolloin metallin, erityisesti pronssin ja kuparin, työstäminen yleistyi. Puuhiilen valmistaminen edellyttää rajoitettua ilmavirtaa, jotta palava puu kytee eikä syty liekkeihin. Rajoitetun ilmavirran ansiosta puun palaminen hidastuu. Näin syntyy puuhiiltä.
Puuhiilen käyttötarkoitukset
Tänä päivänä puuhiilellä on monia käyttötarkoituksia. Tunnetuimmat puuhiilen käyttötarkoitukset ovat metallurgia ja ruoanlaitto. Puuhiiltä käytetään myös veden ja ilman suodattamiseen sen huokoisen luonteen vuoksi. Metallurgiassa tehokkainta on puuhiili, joka sisältää vähän rikkiä. Tämä johtuu siitä, että rikki päätyy yleensä siirtymään siihen metalliin, jota hiilellä kuumennetaan.
Aktiivihiili
Aktiivihiiltä syntyy, kun tavallinen hiili kuumennetaan hyvin korkeaan lämpötilaan. Tällöin hiiliatomeihin sitoutuneet alkuaineet ja yhdisteet poistuvat ja kaikki hiilen sitoutumiskohdat ovat ”vapaita” sitoutumaan tuleviin molekyyleihin ja atomeihin. Tämä tekee aktiivihiilestä paljon huokoisempaa kuin tavallisesta hiilestä, jolloin sen pinta-ala kasvaa huomattavasti. Itse asiassa teelusikallinen aktiivihiiltä sisältää huokoisuutensa vuoksi noin jalkapallokentän kokoisen pinta-alan.
Aktiivihiilen avointen sitoutumiskohtien määrä tarkoittaa, että aine on erittäin hyvä poistamaan epäpuhtauksia. Tästä syystä aktiivihiilellä on useita lääkinnällisiä ja teollisia käyttötarkoituksia, joista kaikki eivät ole tieteellisesti todistettuja.
Aktiivihiilen lääketieteelliset hyödyt
Klinikoissa ja sairaaloissa käytetään usein aktiivihiiltä vastalääkkeenä nautittuihin myrkkyihin, erityisesti hätätilanteissa. Jos siis joku on nauttinut myrkkyä tai toksiinia, aktiivihiilen nauttiminen voi puhdistaa elimistön tuosta toksiinista. Tämä toimii kuitenkin vain, jos se tehdään 1-4 tunnin kuluessa myrkyn tai myrkyn nauttimisesta ja ennen kuin myrkky on sulanut.
Aktiivihiiltä on suositeltu monien lääketieteellisten ongelmien, kuten suolistokaasujen, munuaisongelmien, ihosairauksien ja jopa hampaiden valkaisun hoitoon. Teoriassa aktiivihiili puhdistaa sekä myrkkyjä että kaasuja, jotka aiheuttavat ruoansulatuskanavan epämukavuutta. Ehkä juuri tästä syystä aktiivihiiltä suositellaan myös ilmavaivoja ehkäiseväksi lääkkeeksi. Aktiivihiiltä ei ole kokeellisesti vahvistettu tehokkaaksi hoidoksi moniin näistä ongelmista, mutta se on tieteellisesti järkevää. Aktiivihiilen ei myöskään ole todettu aiheuttavan vakavia kielteisiä sivuvaikutuksia tai riskejä.
Aktiivihiili on käyttökelpoinen suodattimena, mutta on mahdollista, että se adsorboi niin paljon epäpuhtauksia, että sitoutumispaikat tai huokoset eivät enää riitä ottamaan vastaan tulevia aineita. Tämän seurauksena aktiivihiili voi menettää tehokkuutensa toistuvien käyttökertojen jälkeen, ja uutta aktiivihiiltä on valmistettava.
Hiilen ja aktiivihiilen yhtäläisyydet
Hiili ja aktiivihiili ovat molemmat dehydratoituja jäännöksiä, jotka jäävät jäljelle orgaanisen materiaalin polttamisesta. Molemmat ovat myös huokoisempia kuin muut hiilimuodot, mikä tekee niistä käyttökelpoisia materiaalin suodattamiseen. Lisäksi niitä molempia tuotetaan korkeissa lämpötiloissa.
Hiilen ja aktiivihiilen erot
Hiilen ja aktiivihiilen välillä on monia yhtäläisyyksiä, mutta ne eivät ole samoja.
- Aktiivihiiltä tuotetaan korkeammissa lämpötiloissa kuin puuhiiltä.
- Aktiivihiili on paljon huokoisempaa kuin puuhiili.
- Aktiivihiili on paljon tehokkaampi suodatinmateriaali ja tehokkaampi adsorbentti kuin puuhiili.
- Aktiivihiiltä käytetään lääketieteessä yleisemmin kuin puuhiiltä.
Hiili vs. aktiivihiili
Yhteenveto hiili vs. aktiivihiili
Hiili edustaa palaneen orgaanisen materiaalin, yleensä puun, kuivattuja jäänteitä. Puuhiiltä on tuotettu tuhansia vuosia polttamalla puuta rajoitetussa ilmavirtauksessa. Tämä tehtiin aluksi maaperän peittämissä kuopissa tai savesta tehdyissä uuneissa. Puuhiili on hyödyllistä metallurgiassa, koska puuhiiltä polttamalla voidaan saada aikaan paljon kuumempia tulipaloja kuin puun polttamisella, koska lämpötilan nostamiseen kuluu enemmän energiaa. Puuhiiltä käytetään ensisijaisesti ruoanlaitossa ja metallurgiassa. Aktiivihiiltä valmistetaan, kun hiiltä ylikuumennetaan ja kaikki hiilen muodostaman hiilen sitoutumiskohdat vapautuvat, jolloin tulevat molekyylit ja atomit voivat sitoutua niihin. Tämä tekee aktiivihiilestä tehokasta ilman ja veden myrkkyjen adsorboimisessa. Tästä syystä aktiivihiilellä on monenlaisia lääketieteellisiä käyttötarkoituksia, ja sitä käytetään vastalääkkeenä moniin myrkkyihin, munuaisongelmiin, ihosairauksiin ja sitä käytetään jopa hampaiden valkaisuun. Aktiivihiiltä käytetään myös suodattimena. Vaikka se on hyvä poistamaan myrkkyjä, se voi menettää tehoaan ajan myötä, kun se imee itseensä lisää ainetta. Tämän vuoksi aktiivihiiltä on ajoittain vaihdettava, jotta sen tehokkuus suodattimena ja epäpuhtauksien poistajana säilyy.
- Author
- Recent Posts
Caleb Strom on suorittanut geotieteiden kandidaatin tutkinnon Kalifornian San Diegon yliopistossa ja on tällä hetkellä jatko-opiskelijana geologisissa tieteissä Kalifornian valtiollisessa Polyteknisessä yliopistossa Pomonassa. Hän on tehnyt tieteellistä tutkimusta planeettatieteen alalla Scripps Institution of Oceanography -laitoksessa ja astrofysiikan alalla UC San Diegon Center for Astrophysics and Space Science -yksikössä.Caleb Stromilla on B.Sc. -tutkinto geotieteistä Kalifornian San Diegon yliopistosta, ja tällä hetkellä hän on jatko-opiskelijana tekemässä maisterintutkintoa geologisissa tieteissä Kalifornian valtiollisessa ammattikorkeakoulussa, Pomonassa. Hänen maisterintutkintonsa aiheena on planeettatiede, ja hän on osallistunut julkaistuun kosmokemiaan liittyvään tutkimukseen työskennellessään Scripps Isotope Geochemistry Laboratory -laboratoriossa. Hänellä on myös kokemusta arkeologisista kartoituksista, kaivauksista ja kokoelmista. Hänen taitojaan ovat satelliittikaukokartoitus, geologinen kartoitus, arkeologiset kaivaukset ja kartoitus sekä massaspektroskopia.
Caleb on myös julkaissut suosittuja artikkeleita geologiaan, tähtitieteeseen, arkeologiaan, antropologiaan ja historiaan liittyviin lehtiin.
- Sedantaryn ja Nomadicin ero – 30. marraskuuta, 2020
- Difference Between Coastal and Inland Climates – 26. lokakuuta 2020
- Difference Between Alluvial and Fluvial – 3. lokakuuta 2020