Grafite

La grafite è uno degli stati allotropici del carbonio insieme al diamante, grafene, fullerene e nanotubi di carbonio.

La grafite viene rinvenuta nelle rocce metamorfiche, ignee e nelle meteoriti ed è caratterizzata da una struttura stratificata in cui in ogni strato, gli atomi di carbonio legati tra loro con un legame covalente si trovano in un reticolo cristallino detto a nido d’ape.

Ciascun atomo di carbonio è ibridato sp2 ed è legato, tramite legame covalente, ad altri 3 atomi di carbonio tramite legame σ.

L’elettrone non ibridato appartenente all’orbitale p è delocalizzato e ciò conferisce alla grafite una elevata conducibilità elettrica; la grafite è infatti utilizzata negli elettrodi di grafite.

I vari strati di grafite sono legati da deboli legami di van der Waals e pertanto la grafite è un materiale tenero in quanto gli strati possono scorrere l’uno rispetto all’altro, con facilità.

struttura grafite

Alla pressione di 1 atm e alla temperatura di 20°C la grafite costituisce la fase termodinamicamente più stabile del carbonio sebbene la velocità di conversione dal diamante alla grafite è del tutto trascurabile. A temperature superiori a 4000 °C il diamante si converte in grafite rapidamente. Per convertire la grafite in diamante occorrono temperature oltre i 17’’°C e una pressione di 35 GPa.

A causa della sua elevata stabilità termica e della sua inerzia chimica la grafite viene utilizzata nei materiali refrattari quali i mattoni refrattari costituiti da ossido di magnesio e grafite che mostrano alta refrattarietà, forte resistenza a temperatura elevata, resistenza alla corrosione e resistenza alla scheggiatura.

Unitamente all’ossido di zirconio viene usata per refrattari usati nelle acciaierie.

La grafite è utilizzata nelle matite di cui costituisce l’anima unitamente all’argilla. Quanto più alto è il contenuto di grafite tanto maggiore è morbida la matita e scura la sua traccia.

La grafite reagisce con il vapore acqueo contenuto nell’atmosfera con formazione di un film sottile che riesce a depositare su qualsiasi superficie riducendone l’attrito ed è quindi usata come lubrificante.

Dalla grafite, può essere ottenuto, tramite esfoliazione meccanica, esfoliazione in fase liquida o tramite metodi chimici il grafene materiale oggetto di intendi studi dalle enormi potenzialità.

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Author: Chimicamo

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