Kohlenstoff

Kohlenstoff (Carboneum, Chem.), chemisches Zeichen C, Atomgewicht 75, 0 (O = 100), 6, 0 (H = 1), nichtmetallisches Element; findet sich in der Natur in drei allotropischen Zuständen, am reinsten als Diamant, Cα, dann als Graphit u. Anthracit, Cβ, u. als Bestandtheil der Braun- u. Steinkohlen, sowie aller organischen Körper, endlich an Sauerstoff gebunden in der Kohlensäure, Cγ. Künstlich stellt man den K. rein dar durch Glühen von Lampenruß in verschlossenen Gefäßen, od. indem man ölbildendes Gas über glühendes Eisen od. Dämpfe von ätherischen Ölen durch glühende Porzellanröhren leitet, durch Glühen von Eisenfeile, Braunstein u. Kienruß u. Auskochen der Masse mit Salzsäure. Aus schmelzenden Roheisen scheidet er sich häufig ziemlich rein in schuppigen Massen als sogenannter künstlicher Graphit aus. Künstlich dargestellt bildet der K. ein schwarzes mattes Pulver od. compacte od. poröse metallglänzende Massen von schwarzer bis bleigrauer Farbe od. graphitähnliche krystallinische Massen. Er ist geschmack- u. geruchlos, im gewöhnlichen Feuer unschmelzbar, unlöslich in allen Lösungsmitteln, doch kann schmelzendes Roheisen als Lösungsmittel für ihn angesehen werden, insofern dasselbe größere Mengen davon aufnimmt u. beim Erkalten in graphitähnlichen Massen wieder ausscheidet. Nur in den höchsten Hitzegraden ist er schmelzbar u. verflüchtigt sich. Jacquelain stellte Versuche über die Einwirkung starker Hitze auf Diamant u. Kohle an. In der Hitze, die zwischen den Kohlenspitzen einer Busenschen Batterie von 100 Paaren hervorgebracht wurde, erweichte der Diamant u. ging in Coaks über; das specifische Gewicht betrug vor dem Versuche 3, 336, nach dem Versuche 2, 678; er war bröcklich, aber noch so hart, daß er Glas ritzte. Despretz schmolz u. verflüchtigte Kohle durch Zusammenwirken des Gebläses, des galvanischen Stromes u. des Brennglases. Beim Schlusse der Kette fing die Kohle an zu glühen u. die Wände des Apparates beschlugen mit einem schwarzen krystallinischen Pulver. Gassiot beobachtete, daß ein Diamant unter dem Einflusse intensiver, durch eine galvanische Batterie hervorgebrachter Hitze allmälig an Volumen zunahm u. dann plötzlich zu dem acht- bis zehnfachen seiner ursprünglichen Größe anschwoll; er war jetzt glasartig, weiß, undurchsichtig u. leitete die Elektricität nicht. Der K. ist ohne Reaction auf Pflanzenfarben, in Sauerstoffgas erhitzt verbrennt er unter starker Licht- u. Wärmeentwickelung zu Kohlensäure. Daß auch der Diamant beim Verbrennen Kohlensäure liefere, wurde zuerst von Lavoisier entdeckt. Mit Sauerstoffverbindungen erhitzt entzieht der K. diesen den Sauerstoff u. geht in Kohlensäure od. Kohlenoxydgas über. Die specifische Schwere des K. ist sehr verschieden, als Diamant beträgt dieselbe 3, 5–3, 6, als Graphit 1, 8–2, 4, die meisten Arten des künstlich hergestellten K. sind so leicht, daß sie auf Wasser schwimmen, doch kann Holzkohle in sehr hohen Temperaturen so schwer werden, daß sie in Wasser untersinkt, sowie auch Coaks immer specifisch schwerer als Wasser ist. Das specifische Gewicht des K. als Dampf beträgt nach der Rechnung 0, 82922. Verbindungen des K. A) Mit Sauerstoff Man kennt bis jetzt 8 Verbindungen des K. mit Sauerstoff: Honigsteinsäure = C₄O₃, Pyromellithsäure = C₅O₃, Krokonsäure = C₅O₄, Kohlenoxyd = CO, Rhodizonsäure = C₇O₇, Mesoxalsäure = C₃O₄, Oxalsäure = C₂O₃ u. Kohlensäure = CO₂ (s.d. a.), von denen nur das Kohlenoxyd u. die Kohlensäure durch directe Vereinigung von K. u. Sauerstoff gebildet werden. B) Mit Wasserstoff. Schon die durch trockne Destillation organischer Körper erhaltene Kohle enthält stets Wasserstoff, doch ist die Menge desselben sehr verschieden. Die nach stöchiometrischen Verhältnissen zusammengesetzten Verbindungen von K. mit Wasserstoff sind sehr zahlreich (s. Kohlenwasserstoffe) doch begreift man bes. zwei derselben unter dem Namen Kohlenwasserstoff im engeren Sinn. a) Das Kohlenwasserstoffgas im Maximum des Wasserstoffs (Wasserstoffsubcarburet, Sumpfgas, Grubengas, schwere brennbare Luft) CH₂, findet sich in Sümpfen u. in Kohlenschachten, wo es die sogenannten schlagenden Wetter (feurige Schwaden) bildet; es entsteht auch beim Auflösen von kohlenhaltigem Eisen in verdünnter Schwefelsäure od. Salzsäure, bei der trocknen Destillation u. beim Faulen organischer Substanzen, ferner wenn man ölbildendes Gas durch glühende Röhren leitet; rein erhält man es durch Erhitzen von geschmolzenem Ätzbaryt mit wasserfreiem essigsaurem Natron. Es ist ein farbloses, schwach widerlich riechendes, geschmackloses Gas, welches auch bei – 110° u. einem Druck von 32 Atmosphären nicht flüssig wird; es läßt sich nicht athmen, specifisches Gewicht 0, 550; es ist entzündlich u. verbrennt mit bläulicher, wenig leuchtender Flamme, explodirt mit Sauerstoff gemengt heftig; durch Chlor, am Licht u. in der Glühhitze wird es zerlegt, es reagirt nicht auf Pflanzenfarben u. verbindet sich nicht mit Säuren od. Basen. b) Kohlenwasserstoff im Minimum des Wasserstoffs (Ölbildendes Gas, Elayl, einfach Kohlenwasserstoff, Vinylwasserstoff), C₄H₄, bildet sich beim Erhitzen von 1 Theil Alkohol mit 4 Theilen concentrirter Schwefelsäure, sowie bei der trocknen Destillation kohlenstoffreicher organischer Substanzen; ist der Hauptbestandtheil des Leuchtgases. Es ist ein farbloses Gas von unangenehmem Geruch, kann in starker Kälte u. unter hohem Druck flüssig gemacht werden; wirkt beim Einathmen giftig, ist leicht entzündlich u. verbrennt mit leuchtender Flamme; in der Glühhitze zerlegt es sich in Kohle u. Sumpfgas. Mit Chlor verbindet es sich[648] unter Mitwirkung des Lichtes zu einem ölartigen Körper (Öl des ölbildenden Gases, Chloräther, Elaylchlorür); mit Sauerstoff gemengt u. entzündet explodirt es sehr heftig. C) Mit Chlor, s.u. Chlor D). D) Mit Stickstoff verbindet sich der K. zu Cyan u. Mellan (s.d.), auch die thierische Kohle enthält Stickstoff, doch nicht in constanten Verhältnissen. E) Mit Schwefel vereinigt sich K. in höherer Temperatur zu einer farblosen, sehr flüchtigen Flüssigkeit, dem Schwefelkohlenstoff (s.d.). F) Mit Phosphor zu Phosphorkohlenstoff, welchen man bei der Destillation von Phosphorsäure mit Kohle neben Phosphor gewinnt. G) Die Verbindungen des K. mit Brom u. Jod sind noch nicht näher bekannt. H) Mit Metallen, s. Kohlenmetalle.