Zdá sa, že máte zablokovanú reklamu

Fungujeme však vďaka príjmom z reklamy a predplatného. Podporte nás povolením reklamy alebo kúpou predplatného.

Ďakujeme, že pozeráte .pod lampou. Chceli by ste na ňu prispieť?

Uhlie

.časopis .veda

Nazbierať drevo v lese, potom si urobiť ohník a drevo spáliť – to dokáže skoro každý. Predať to, čo zo spáleného dreva zostane – to nedokáže takmer nikto. Teda, okrem uhliarov.

Nazbierať drevo v lese, potom si urobiť ohník a drevo spáliť – to dokáže skoro každý. Predať to, čo zo spáleného dreva zostane – to nedokáže takmer nikto. Teda, okrem uhliarov.


Uhliarske remeslo naozaj spočívalo v pálení dreva a v predávaní toho, čo po spálení zostalo. Drevo sa však muselo páliť špeciálnym spôsobom, aby pritom nezhorelo. A na to bolo treba všelijaké finty.
Najbežnejším spôsobom bolo pálenie v takzvaných milieroch. Milier sa staval takto: Do stredu sa postavil drevený kôl (hovorilo sa mu kráľ), okolo sa naukladalo raždie a ďalej polená zdravého dreva rôznej hrúbky. Takto vznikol základ, ktorý sa pokryl vrstvou mačiny, čečiny, slamy a podobne. Potom prišla vrstva hliny a nakoniec znova vrstva mačiny a čečiny.
V postavenom milieri založil uhliar oheň a potom chodil vo dne v noci okolo a dbal na to, aby sa tento oheň nerozhorel, ale na druhej strane aby ani nezhasol. Po jednom až dvoch týždňoch všetko uhasil, niekoľko dní počkal, aby milier vychladol, potom ho rozobral a povyberal drevné uhlie.

.drevné uhlie a drevo
Drevné uhlie sa dalo odjakživa celkom dobre predať. Ľudia totiž veľmi radi dokončujú to, čo uhliari nechali nedokončené – inými slovami kupujú drevné uhlie na to, aby ho spálili. Toto uhlie síce horí ťažšie a pomalšie ako drevo, namiesto plameňov vznikajú len plamienky, ale napriek tomu je obľúbené.
V skutočnosti nie napriek tomu, ale práve preto. Plamienky sa totiž dajú oveľa lepšie kontrolovať ako plamene, a to má často nesporné výhody. Napríklad pri grilovaní na rošte (takmer všetka spotreba drevného uhlia v USA a veľká časť jeho spotreby v Európe súvisí práve s grilovaním). Takže by sa mohlo zdať, že cieľom uhliarov bolo čiastočným spálením dreva oslabiť jeho vykurovacie vlastnosti a umožniť zakladanie miernych ohníkov. Ale tak to nie je. Uhliari pálením dreva zvyšovali, a nie znižovali jeho vykurovacie schopnosti. A to práve elimináciou plameňov.
Plamene totiž nie sú, napriek všeobecnému presvedčeniu, hlavným zdrojom tepla vznikajúceho pri horení. Plamene sú v prípade dreva len vedľajším produktom horenia.
Horenie je chemická reakcia, pri ktorej sa atómy či molekuly prítomné v dreve, a to najmä atómy uhlíka, zlučujú s atmosférickým kyslíkom. Pri tejto reakcii vzniká teplo, vďaka tomuto teplu sa drevo zohrieva, pri zvýšenej teplote sa z dreva uvoľňujú rôzne látky vo forme plynov, tieto horúce plyny stúpajú a ich molekuly sa tiež zlučujú s kyslíkom, čiže horia. Práve tieto horiace plyny tvoria podstatnú časť viditeľných plameňov. Množstvo energie, ktoré sa uvoľní pri spálení plynov v plameňoch, je však podstatne menšie, ako množstvo energie, ktoré sa uvoľní pri oxidácii uhlíka v samotnom dreve.
Ak by sme teda z dreva nejakým spôsobom dokázali odstrániť látky, ktoré pri horení tvoria plamene, potom by sme jeho výhrevnosť významne zvýšili. A práve to robia uhliari. Zohrievajú drevo na vysoké teploty, pri ktorých sa tieto plyny uvoľňujú, ale pri nedostatku kyslíka nezačnú horieť, ale jednoducho unikajú smerom nahor. Drevo sa tak postupne zbaví väčšiny vodíka a iných prvkov, a to bez toho, že by sa pri tom významne spaľoval uhlík. Takže nakoniec zostane len viac či menej čistý uhlík vo forme drevného uhlia. Jeho výhrevnosť je o 50 až 100 percent vyššia ako výhrevnosť dreva.


.drevné uhlie a uhlie
„Ale tie hviezdy predsa svietili, a pekný život tie kvety žili, a diamant v hrude nezhnije!“ – tak sa končí Sládkovičova Marína. A dokonca ani ten kvet niekedy v hrude nezhnije, žiada sa dodať v súvislosti s našou témou. Niekedy tam trčí milióny rokov, pričom postupne stráca atómy vodíka aj kyslíka a stáva sa uhlím.
Prirodzené zuhoľnatenie (karbonizácia) dreva či iných rastlinných zvyškov je podobný proces ako pálenie dreva uhliarmi. Podstatné je zamedzenie prístupu atmosférického kyslíka (čo sa v prírode väčšinou dialo tak, že odumreté časti rastlín sa dostali pod vodnú hladinu). V prírode to celé trvá veľmi dlho a výsledky bývajú často oveľa nedokonalejšie ako v prípade drevného uhlia, ale, na druhej strane, prírodné uhlie je už hotové, zatiaľ čo to drevné si musíme vyrábať.
A ak nie sme spokojní s výhrevnosťou prírodného uhlia, môžeme ju vylepšiť. Stačí, ak s ním urobíme niečo veľmi podobné ako robili uhliari s drevom. Výsledkom tohto procesu je koks (poznámka pre ministra spravodlivosti a jeho albánskeho priateľa: pod koksom tu rozumieme to čierne, nie to biele), ktorého výhrevnosť je ešte vyššia ako výhrevnosť drevného uhlia.
Drevné uhlie aj koks sa vyznačujú jednou dôležitou (často životne dôležitou) vlastnosťou. Ide o veľmi porézne materiály, ktoré sú na svoj povrch schopné viazať atómy a molekuly rôznych plynov – hovorí sa tomu adsorbcia. Tieto adsorbčné vlastnosti drevného uhlia či koksu sa ešte výrazne zvýšia, ak sa látka vystaví horúcej pare, oxidu uhličitému alebo kyslíku. Výslednému produktu sa hovorí aktívne uhlie.
Povrch jedného gramu aktívneho uhlia má plochu ako dva tenisové kurty a dokáže naviazať veľké množstvo všelijakého svinstva. Práve preto sa používa v rôznych filtroch. V prvej svetovej vojne zachránilo aktívne uhlie (vyrobené zo škrupín kokosových orechov) vo filtroch plynových masiek obrovské množstvo ľudských životov. Okrem toho sa aktívne uhlie používa v medicíne ako takzvané živočíšne uhlie, a tak ďalej. Isté je, že drevné uhlie toho pre nás robí naozaj dosť.

.drevné uhlie a železo
A pritom to, čo pre nás robí drevné uhlie dnes, je úplné nič v porovnaní s tým, čo pre nás urobilo v minulosti. Reč je o využití veľkej výhrevnosti drevného uhlia nie na zohrievanie potravy ani na zohrievanie ľudských obydlí, ale na zohrievanie kameňov.
Na to, aby ľudia uvoľnili meď z medených rúd, boli potrebné teploty, ktoré oheň z dreva jednoducho nedosahoval. Až pomocou drevného uhlia sa podarilo dosiahnuť teploty umožňujúce získavanie medi, čím sa otvorili dvere pre bronzovú dobu.
Na uvoľnenie železa zo železných rúd sú potrebné ešte vyššie teploty. Tie sa dajú dosiahnuť tým, že k drevnému uhliu privádzame nejakým trikom (napríklad niečím ako kováčskymi mechmi, alebo vhodným prievanom) čo najviac kyslíka. Ľuďom trvalo skoro dvetisíc rokov, kým na niečo také prišli, ale keď už na to prišli, tak mohli slávnostne privítať železnú dobu.
Drevné uhlie sa používalo pri výrobe železa až do roku 1700, potom ho nahradil koks. Výhodou koksu boli jednak vyššie teploty a jednak menšie množstvo cudzích atómov (napríklad síry), ktoré sa v procese tavenia dostávali do železa a tým ho znehodnocovali.
Ale nie všetky cudzie atómy železo znehodnocujú. V Mendelejevovej tabuľke máme aj taký prvok, ktorý, keď sa pridá do železa, tak vznikne oceľ. Ten prvok sa volá uhlík.
Čo dodať na záver nielen tohto článku, ale aj celej série o uhlíku? Možno krátke zhrnutie: Vďaka jednej špecifickej energii uhlíkového jadra vznikli vo hviezdach prakticky všetky prvky (okrem vodíka), z ktorých je zložená Zem. Vďaka špeciálnym vlastnostiam uhlíkových atómov je na tejto Zemi možný život a človek. A keď už človek je, uhlík mu všelijakým spôsobom pomáha. Je to dobrý prvok.
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.
.diskusia
.posledné
.neprehliadnite