Kohlenstoff
(Carboneum) C, chemisch einfacher
Körper, tritt in drei Modifikationen auf: tesseral kristallisiert als
Diamant,
[* 2] monoklinisch kristallisiert als
Graphit und amorph als
Kohle. Die erste Modifikation findet sich
nur als
Diamant und kann künstlich erhalten werden, wenn man
Paraffinöl
(Kohlenwasserstoff) nebst
Knochenöl, welches stickstoffhaltige
Basen enthält, und einem
Alkalimetall in einem starkwandigen verschlossenen
Gefäß
[* 3] erhitzt. Hierbei bildet sich
Cyanmetall,
und Kohlenstoff
scheidet sich in der Kristallform des
Diamanten aus.
Graphitartiger Kohlenstoff
findet sich als
Graphit, auch im Roheisen, in
Blasenräumen der Eisenschlacken, in
Höhlen
der
Gestellsteine der Hochöfen; auch entsteht er bei
Zersetzung von Cyanverbindungen.
Amorpher Kohlenstoff
scheidet sich mehr oder weniger
rein beim Erhitzen organischer
Verbindungen unter
Abschluß der
Luft aus und bildet die
Kohle, welche meist noch
Wasserstoff und
Sauerstoff, oft auch
Stickstoff und mineralische
Stoffe enthält. Hierher gehören
Koks,
Gaskohle
(Retortengraphit),
Ruß,
Holzkohle,
Knochenkohle etc. Der Kohlenstoff
ist in allen drei Modifikationen geruch- und geschmacklos,
das
spezifische Gewicht des
Diamanten ist 3,5, das des
Graphits 2,1-2,3. Er ist in allen Lösungsmitteln unlöslich,
unschmelzbar, bei
Abschluß der
Luft feuerbeständig, während er, an der
Luft erhitzt, bei gewöhnlicher
Temperatur völlig indifferent und an der
Luft unveränderlich, zu
Kohlensäure verbrennt, am schwersten der
Diamant, am leichtesten
der amorphe Kohlenstoff.
Auch durch Oxydationsmittel kann der Kohlenstoff zu
Kohlensäure oxydiert werden, mit
Übermangansäure gibt er
¶
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Mellithsäure und Oxalsäure; er verbindet sich in hoher Temperatur mit Schwefel zu Schwefelkohlenstoff, mit Stickstoff aber nur,
wenn ein Körper zugegen ist, mit welchem sich das entstehende Cyan vereinigen kann. Vielen Sauerstoffverbindungen entzieht
der Kohlenstoff
Sauerstoff; er reduziert z. B. Metalloxyde, gibt mit Schwefelsäure
[* 5] schweflige Säure, mit Phosphorsäure Phosphor etc.
Das Atomgewicht des Kohlenstoffs
ist 11,97, er ist vierwertig, und seine Oxydationsstufen sind
Kohlenoxyd CO und Kohlensäure CO2 . Der reine Kohlenstoff
spielt in der Natur nur eine untergeordnete Rolle, dagegen sind
seine Verbindungen die Grundlage alles organischen Lebens.
Alle Pflanzen und Tiere bestehen aus Verbindungen des Kohlenstoffs
mit Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff,
während ihr Gehalt an mineralischen Substanzen untergeordnet ist. Gehen die Organismen zu Grunde, so werden ihre Bestandteile
in der Regel durch Fäulnis- und Verwesungsprozesse zersetzt, und es entstehen einfachste Verbindungen: Kohlensäure, Wasser und
Ammoniak. Diese Verbindungen sind aber neben gewissen mineralischen Stoffen die einzigen Nahrungsmittel
[* 6] der Pflanzen, welche
in den chlorophyllhaltigen Zellen unter dem Einfluß des Lichts alle organische Substanz aus Kohlensäure und Wasser bilden.
Die Pflanzensubstanz gelangt zum Teil als Nahrung in den tierischen Organismus und wird hier mannigfach modifiziert, in Blut
und Fleisch verwandelt, schließlich durch den Atmungsprozeß und durch die Fäulnis der Exkremente wieder in
Kohlensäure und Wasser verwandelt. Große Mengen Kohlenstoff
entziehen sich zeitweise diesem Kreislauf,
[* 7] indem sie als fossile Kohle abgelagert
oder an Kalk gebunden werden und als kohlensaurer Kalk (Kalkstein, Marmor) weitverbreitete Gesteine
[* 8] bilden.
Aber auch die fossile Kohle wird schließlich wieder oxydiert (in Kohlensäure verwandelt), und die Kohlensäure des Kalksteins wird in Freiheit gesetzt, wenn der letztere unter der Einwirkung von Kieselsäure sich in Kieselgestein verwandelt. Diamant galt lange Zeit für eine reine Art Bergkristall, Averami und Targioni zeigten aber seine Verbrennlichkeit im Brennpunkt eines kräftigen Brennspiegels, und Lavoisier wies 1773 die Bildung von Kohlensäure bei der Verbrennung des Diamanten nach. Mackenzie fand 1800, daß Diamant ebensoviel Kohlensäure gibt wie dasselbe Gewicht Kohle oder Graphit, welch letzterer früher mit Molybdänglanz verwechselt wurde, bis Scheele 1779 seine wahre Natur erkannte. Die künstliche Darstellung des Diamanten gelang zuerst 1880. Ballantyne Hannay in Glasgow. [* 9]
Vgl. Baeyer, Über den Kreislauf des Kohlenstoffs
(Berl. 1869).