Was ist Holzkohle?
Holzkohle ist ein Kohlenstoffrückstand, der aus teilweise verbranntem Holz und anderen organischen Materialien hergestellt wird, bei denen die Verbrennung unter eingeschränkter Luftzufuhr stattfand.
Geschichte der Holzkohleherstellung
Holzkohle wird seit Tausenden von Jahren verwendet. Die früheste Verwendung von Holzkohle ist als Farbe um 30.000 v. Chr. belegt. Holzkohle war auch in der Metallurgie von Bedeutung, da bei der Verbrennung von Holzkohle viel höhere Temperaturen erreicht werden können als bei der Verbrennung von Holz. Der Grund dafür ist, dass Holzkohle dehydriert wird, so dass ein größerer Teil der Energie in die Erhöhung der Temperatur fließt. Dies ist für die Metallurgie von Nutzen, da viele Metalle erst bei sehr hohen Temperaturen schmelzen. Bei der Verbrennung von Holz hingegen wird mehr Energie in die Verdampfung des im Holz enthaltenen Wassers gesteckt, wodurch die zur Temperaturerhöhung benötigte Energie verloren geht. Daraus ergeben sich niedrigere Temperaturen für Holzfeuer.
Entstehung von Holzkohle
Historisch gesehen wurde Holzkohle durch Verbrennen von Holz in einer Grube hergestellt, die mit Erde bedeckt oder oberirdisch mit einem Lehmdeckel abgedeckt war. Die ersten Belege für die Herstellung von Holzkohle stammen aus der Zeit um 3000 v. Chr., als die Metallverarbeitung, insbesondere die Verarbeitung von Bronze und Kupfer, an Bedeutung gewann. Für die Herstellung von Holzkohle ist ein begrenzter Luftstrom erforderlich, damit das brennende Holz schwelt und nicht in Flammen aufgeht. Durch den begrenzten Luftstrom kann die Verbrennung des Holzes verlangsamt werden. So entsteht Holzkohle.
Verwendung von Holzkohle
Heute hat Holzkohle viele Verwendungsmöglichkeiten. Die bekanntesten Verwendungen von Holzkohle sind die Metallurgie und das Kochen. Aufgrund ihrer porösen Beschaffenheit wird Holzkohle auch zur Filterung von Wasser und Luft verwendet. Für die Metallurgie eignet sich vor allem Holzkohle mit einem geringen Schwefelgehalt. Das liegt daran, dass Schwefel in der Regel auf das Metall übergeht, das mit der Holzkohle erhitzt wird.
Aktivkohle
Aktivkohle entsteht, wenn gewöhnliche Holzkohle auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt wird. Dabei werden die an die Kohlenstoffatome gebundenen Elemente und Verbindungen entfernt, und alle Bindungsstellen für den Kohlenstoff sind „frei“ für die Bindung mit ankommenden Molekülen und Atomen. Dadurch wird Aktivkohle viel poröser als gewöhnliche Holzkohle, was ihre Oberfläche erheblich vergrößert. Tatsächlich enthält ein Teelöffel Aktivkohle aufgrund seiner Porosität etwa die Oberfläche eines Fußballfeldes.
Die Anzahl der offenen Bindungsstellen für Aktivkohle bedeutet, dass die Substanz sehr gut Schadstoffe entfernen kann. Aus diesem Grund hat Aktivkohle eine Reihe von medizinischen und industriellen Verwendungen, von denen nicht alle wissenschaftlich erwiesen sind.
Medizinischer Nutzen von Aktivkohle
Kliniken und Krankenhäuser verwenden Aktivkohle oft als Gegenmittel für verschluckte Giftstoffe, insbesondere in Notfällen. Wenn also jemand ein Gift oder einen Giftstoff zu sich genommen hat, kann die Einnahme von Aktivkohle den Körper von diesem Gift befreien. Dies funktioniert jedoch nur, wenn die Einnahme innerhalb von 1 bis 4 Stunden nach dem Verzehr des Giftes und vor der Verdauung des Giftes erfolgt.
Aktivkohle wird zur Behandlung vieler medizinischer Probleme empfohlen, darunter Blähungen, Nierenprobleme, Hautkrankheiten und sogar zur Zahnaufhellung. Theoretisch kann die Aktivkohle sowohl Giftstoffe als auch Blähungen, die Magen-Darm-Beschwerden verursachen, beseitigen. Vielleicht wird Aktivkohle aus diesem Grund auch als Mittel gegen Blähungen empfohlen. Die Wirksamkeit von Aktivkohle bei vielen dieser Probleme ist experimentell nicht bestätigt worden, aber wissenschaftlich gesehen ist sie durchaus sinnvoll. Außerdem wurden der Aktivkohle keine ernsthaften negativen Nebenwirkungen oder Risiken zugeschrieben.
Aktivkohle ist als Filter nützlich, aber es ist möglich, dass sie so viele Schadstoffe adsorbiert, dass es keine Bindungsstellen oder Poren mehr gibt, die die eindringenden Stoffe aufnehmen können. Infolgedessen kann Aktivkohle nach wiederholter Verwendung ihre Wirksamkeit verlieren, und es muss frische Aktivkohle hergestellt werden.
Ähnlichkeiten zwischen Holzkohle und Aktivkohle
Kohle und Aktivkohle sind beide entwässerte Rückstände, die bei der Verbrennung von organischem Material anfallen. Sie sind beide poröser als andere Formen von Kohlenstoff, was sie für die Filterung von Material nützlich macht. Außerdem werden beide bei hohen Temperaturen hergestellt.
Unterschiede zwischen Holzkohle und Aktivkohle
Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen Holzkohle und Aktivkohle, aber sie sind nicht dasselbe.
- Aktivkohle wird bei höheren Temperaturen als Holzkohle hergestellt.
- Aktivkohle ist viel poröser als Holzkohle.
- Aktivkohle ist ein viel wirksameres Filtermaterial und ein effektiveres Adsorptionsmittel als Holzkohle.
- Aktivkohle wird in der Medizin häufiger verwendet als Holzkohle.
Holzkohle vs. Aktivkohle
Zusammenfassung von Holzkohle vs. Aktivkohle
Holzkohle sind die dehydrierten Überreste von verbranntem organischem Material, meist Holz. Holzkohle wird seit Tausenden von Jahren durch die Verbrennung von Holz mit begrenzter Luftzufuhr hergestellt. Dies geschah zunächst in Gruben, die mit Erde bedeckt waren, oder in Öfen aus Ton. Holzkohle ist für die Metallurgie nützlich, da bei der Verbrennung von Holzkohle ein viel heißeres Feuer erzeugt werden kann als bei der Verbrennung von Holz, da mehr Energie in die Erhöhung der Temperatur fließt. Holzkohle wird in erster Linie zum Kochen und in der Metallurgie verwendet. Aktivkohle entsteht, wenn Holzkohle überhitzt wird und alle Bindungsstellen des Kohlenstoffs, aus dem die Holzkohle besteht, freigesetzt werden, so dass sich ankommende Moleküle und Atome an sie binden können. Dadurch ist Aktivkohle in der Lage, Giftstoffe in Luft und Wasser zu adsorbieren. Aus diesem Grund hat Aktivkohle eine Vielzahl medizinischer Anwendungen und wird als Gegenmittel für viele Gifte, Nierenprobleme und Hautkrankheiten eingesetzt und wird sogar zur Zahnaufhellung verwendet. Aktivkohle wird auch als Filter verwendet. Obwohl sie Giftstoffe gut entfernt, kann sie mit der Zeit ihre Wirksamkeit verlieren, da sie mehr Stoffe absorbiert. Daher muss Aktivkohle gelegentlich ausgetauscht werden, um ihre Wirksamkeit als Filter und Mittel zur Entfernung von Schadstoffen aufrechtzuerhalten.
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Caleb Strom hat einen B.SC. in Geowissenschaften von der University of California San Diego und ist derzeit Doktorand in geologischen Wissenschaften an der California State Polytechnic University Pomona. Er hat an der Scripps Institution of Oceanography im Bereich der Planetenforschung und am Center for Astrophysics and Space Science der UC San Diego im Bereich der Astrophysik geforscht.Caleb Strom hat einen B.Sc. in Geowissenschaften von der University of California San Diego und ist derzeit Masterstudent in geologischen Wissenschaften an der California State Polytechnic University, Pomona. Im Rahmen seines Masterstudiums forscht er auf dem Gebiet der Planetenforschung und hat während seiner Tätigkeit am Scripps Isotope Geochemistry Laboratory an veröffentlichten Forschungsarbeiten im Bereich der Kosmochemie mitgewirkt. Er hat auch Erfahrung mit archäologischen Vermessungen, Ausgrabungen und Sammlungen. Zu seinen Kenntnissen gehören Satelliten-Fernerkundung, geologische Kartierung, archäologische Ausgrabungen und Vermessungen sowie Massenspektroskopie.
Caleb hat auch populäre Artikel für Zeitschriften zu den Themen Geologie, Astronomie, Archäologie, Anthropologie und Geschichte veröffentlicht.
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