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Grafite: differenze tra le versioni

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La '''grafite''' è un [[minerale]] che rappresenta uno degli [[allotropia (chimica)|stati allotropici]] del [[carbonio]].<ref name=IUPAC>{{en}} [http://goldbook.iupac.org/G02684.html IUPAC Gold Book, "graphite"]</ref>
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Siccome la grafite è un ottimo [[conduttore elettrico]], ha un'alta conducibilità termica, ha un'elevata temperatura di [[Fusione (fisica)|fusione]], è tenera e si sfalda facilmente, è largamente impiegata dall'uomo con un consumo di circa 300 mila tonnellate/anno.<ref>{{Cita web|url=https://westwaterresources.net/minerals-portfolio/graphite-market/|titolo=Graphite Market|sito=Westwater Resources|lingua=en|accesso=19 giugno 2023}}</ref><ref name="treccani.it">{{Cita web|url=https://www.treccani.it/enciclopedia/grafite_(Enciclopedia-Italiana)|titolo=GRAFITE in "Enciclopedia Italiana"|lingua=it|accesso=19 giugno 2023}}</ref>
È un ottimo [[conduttore elettrico]] ed è il [[materiale]] con la più alta temperatura di [[fusione (fisica)|fusione]]. Attraverso la [[grafitazione]] si può ottenere la grafite artificiale.


== Storia ==
== Storia ==
La grafite è conosciuta fin dalla più remota antichità.<ref name="treccani.it"/> Nel [[IV millennio a.C.]] veniva utilizzata come colorante nero in una vernice per decorare la ceramica.<ref>{{Cita web|url=http://home.lu.lv/~harijs/Macibu%20materiali%20%2Cteksti/Cambrige%20Ancient%20History/Cambridge%20Ancient%20History%203.1.%20Balkans%2C%20Middle%20East%20%26%20Aegean%20World%2010-8th%20c.pdf|titolo=Wayback Machine|sito=web.archive.org|data=25 febbraio 2013|accesso=19 giugno 2023|dataarchivio=25 febbraio 2013|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20130225042733/http://home.lu.lv/~harijs/Macibu%20materiali%20%2Cteksti/Cambrige%20Ancient%20History/Cambridge%20Ancient%20History%203.1.%20Balkans%2C%20Middle%20East%20%26%20Aegean%20World%2010-8th%20c.pdf|urlmorto=sì}}</ref>
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La grafite è nota sin dal [[MmcccXVIII secolo|XVIII secolo]], quando viene chiamata "plumbago", "molibdaena" o "piombo nero" con riferimento a [[SIUM TUTUM|piombo]] e [[molibdeno]], in realtà assenti nella sua composizione chimica. È detta anche "[[mica]] dei pittori" per il suo aspetto lamellare e per la caratteristica di lasciare tracce su carta. Il nome "grafite" deriva dal greco γράφω (grafo) che significa "io scrivo"<ref name="descrizione 2">{{cita libro|cognome= Autori vari|titolo= Il magico mondo di minerali & gemme|dataoriginale= 1993-1996|editore= [[De Agostini]]|città= [[Novara]]|capitolo= Scheda Grafite}}</ref>.


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Nel [[XVIII secolo]] venne chiamata "plumbago", "molibdaena" o "piombo nero" con riferimento al [[piombo]] e al [[molibdeno]], poiché si pensava li contenesse come impurità. In realtà né il piombo, né il molibdeno sono presenti nella sua composizione chimica. È detta anche "[[mica]] dei pittori" per il suo aspetto lamellare e per la caratteristica di lasciare tracce su carta. Il nome "grafite" deriva dal greco γράφω (grafo) che significa "io scrivo".<ref name="descrizione 22">{{cita libro|cognome=Autori vari|titolo=Il magico mondo di minerali & gemme|dataoriginale=1993-1996|editore=[[De Agostini]]|città=[[Novara]]|capitolo=Scheda Grafite}}</ref>
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== Morfologia ==

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== Caratteristiche chimico-fisiche ==
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Dal punto di vista strutturale, gli atomi di carbonio formano un reticolo esagonale a strati,<ref name="IUPAC2"/> con [[legami σ]] e [[legami π]] all'interno di ogni strato, mentre diversi strati sono tenuti insieme tra di loro tramite [[forze di Van der Waals]]<ref name="descrizione 22"/>. Questo minerale si forma alla temperatura di 1.200&nbsp;°C (si hanno diamanti invece per temperature comprese fra i 900&nbsp;°C ed i 1.200&nbsp;°C e pressione di circa 50.000 bar), ha la più alta [[temperatura di fusione]] (3.500&nbsp;°C) e conduce bene l'[[elettricità]]<ref name="descrizione 1" />.

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=== Morfologia ===
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La grafite si trova in cristalli lamellari<ref name = "descrizione 1">{{cita libro|cognome= Gramaccioli|nome= Carlo Maria|wkautore= Carlo Maria Gramaccioli|titolo= Come collezionare i minerali dalla A alla Z volume I|dataoriginale= 1988|editore= [[Alberto Peruzzo Editore]]|città=Milano|p= 41|capitolo= Grafite}}</ref>. Masse fogliacee o laminette sparse di colore nero opaco, talora a contorni esagonali e con fitte striature.
La grafite si trova in cristalli lamellari<ref name = "descrizione 1">{{cita libro|cognome= Gramaccioli|nome= Carlo Maria|wkautore= Carlo Maria Gramaccioli|titolo= Come collezionare i minerali dalla A alla Z volume I|dataoriginale= 1988|editore= [[Alberto Peruzzo Editore]]|città=Milano|p= 41|capitolo= Grafite}}</ref>. Masse fogliacee o laminette sparse di colore nero opaco, talora a contorni esagonali e con fitte striature.


== Origine e giacitura ==
== Origini naturali ==
{{S sezione|mineralogia}}
La grafite ha [[Metamorfismo|origine metamorfica]], è risultato dello stesso processo dal quale nascono i [[carboni fossili]]. In pratica sono resti vegetali e [[carbonio]] che per via della pressione dei sedimenti (minore di quella che dà origine ai [[Diamante|diamanti]]) e della temperatura tra i 1500 e i 3000 gradi centigradi diventano, dopo un lungo processo, grafite.


=== Sulla Terra ===
== Principali giacimenti e luoghi di ritrovamento ==
La grafite ha origine [[Metamorfismo|metamorfica]], ossia si genera a seguito di un processo detto [[grafitizzazione]] che trasforma i resti biologici carboniosi in minerali. Si tratta dello stesso processo che produce in condizioni differenti sia il [[carbone]], che il [[diamante]]. La formazione della grafite avviene dopo che i sedimenti subiscono per un lunghissimo periodo di tempo, pressioni e temperature altissime (tra i 1500 e i 3000 °C).
Grandi depositi si trovano nello [[Sri Lanka]], in [[Madagascar]], [[Federazione Russa]], [[Corea del Sud]], [[Messico]], [[Romania]], [[Slovacchia]] (pochi in [[Repubblica Ceca]]), piccoli cristalli esagonali a [[Sterling Hill]] ([[New Jersey]], USA) in un marmo. In Italia masse utili in [[Val Chisone]] ([[Piemonte]]); in aggregati modesti anche in [[Val Bormida]] (Liguria) e in [[Calabria]].
Grandi depositi di grafite si trovano in [[Cina]], [[Messico]], [[Canada]], [[Brasile]], [[Madagascar]], [[Sri Lanka]], [[Russia]], [[Corea del Sud]], [[Romania]], [[Slovacchia]], [[Repubblica Ceca]] e [[Stati Uniti d'America]].<ref>{{Cita web|url=https://mineralseducationcoalition.org/minerals-database/graphite/|titolo=Graphite|sito=Minerals Education Coalition|lingua=en|accesso=20 giugno 2023}}</ref> In [[Italia]] le miniere più importanti sono in [[Val Chisone]] ([[Piemonte]]), in [[Val Bormida]] ([[Liguria]]) e in [[Calabria]].


=== Nell'universo ===
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== Caratteristiche chimico-fisiche ==
Atomi come il carbonio si formano nelle [[Supernova|supernove]], infatti alcuni grani microscopici di grafite hanno composizioni isotopiche distintive, indicando che si sono formati prima del [[Sistema solare|Sistema Solare]].<ref>{{Cita libro|titolo=Stardust From Meteorites: An Introduction To Presolar Grains|ISBN=9789814481373}}</ref> Assieme alla grafite ci sono circa 12 tipi di minerali che sono più antichi del Sistema Solare e vengono rilevati nelle nubi molecolari. La grafite può essere il secondo o il terzo minerale più antico dell'[[Universo]].<ref>{{Cita pubblicazione|nome=R. M.|cognome=Hazen|nome2=R. T.|cognome2=Downs|nome3=L.|cognome3=Kah|data=1º gennaio 2013|titolo=Carbon Mineral Evolution|rivista=Reviews in Mineralogy and Geochemistry|volume=75|numero=1|pp=79–107|accesso=21 giugno 2023|doi=10.2138/rmg.2013.75.4|url=https://doi.org/10.2138/rmg.2013.75.4}}</ref><ref>{{Cita web|url=https://pubs.geoscienceworld.org/elements/article/6/1/19-23/137832|titolo= |sito=pubs.geoscienceworld.org|accesso=21 giugno 2023}}</ref>
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Dal punto di vista strutturale, gli atomi di carbonio formano un reticolo esagonale a strati,<ref name=IUPAC/> con [[legami σ]] e [[legami π]] all'interno di ogni strato, mentre diversi strati sono tenuti insieme tra di loro tramite [[forze di Van der Waals]]<ref name="descrizione 2"/>. Questo minerale si forma alla temperatura di 1.200&nbsp;°C (si hanno diamanti invece per temperature comprese fra i 900&nbsp;°C ed i 1.200&nbsp;°C e pressione di circa 50.000 bar), ha la più alta [[temperatura di fusione]] (3.500&nbsp;°C) e conduce bene l'[[elettricità]]<ref name = "descrizione 1"/>.

<ref name="britannica.com">{{Cita web|url=https://www.britannica.com/science/graphite-carbon|titolo=Graphite {{!}} carbon {{!}} Britannica|data=4 maggio 2023|lingua=en|accesso=21 giugno 2023}}</ref>

Nei meteoriti, la grafite si presenta con [[troilite]] e minerali di silicato.<ref>{{Cita libro|titolo=Handbook of mineralogy. 1: Elements, sulfides, sulfosalts|data=1990|editore=Mineral Data Publ|ISBN=978-0-9622097-0-3}}</ref> Piccoli cristalli di grafite nel ferro meteoritico sono chiamati [[cliftonite]].<ref name="britannica.com"/>


== Utilizzi ==
== Utilizzi ==
La grafite viene utilizzata per produrre [[matite]],<ref name = "descrizione 1"/> [[materiale refrattario]], [[lubrificanti]], coloranti ed elettrodi per l'[[elettroerosione]].<ref name="descrizione 2"/>.
La grafite viene utilizzata per produrre [[matite]],<ref name = "descrizione 1"/> [[materiale refrattario]], [[lubrificanti]], coloranti, [[Spazzole (elettrotecnica)|spazzole]] per [[macchine elettriche]] rotanti ed elettrodi per l'[[elettroerosione]].<ref name="descrizione 22"/>


Veniva usata anche nei [[Reattore nucleare a fissione|reattori nucleari]] [[RBMK]] 1000 come moderatore di neutroni, sotto forma di barre per assorbire le radiazioni emesse dalle barre sovrastanti (generalmente di [[plutonio]]).
Veniva usata anche come moderatore di neutroni nei [[Reattore nucleare a fissione|reattori nucleari]] [[RBMK]], nei quali la si poteva trovare sotto forma di mattoni nei canali del nòcciolo e nella punta delle barre di controllo (composte per lo più da [[boro]], adatto ad assorbire i neutroni emessi dalle barre di combustibile, che è generalmente [[Uranio-235]]).


Fogli bidimensionali di grafite chiamati [[grafene]] sono stati utilizzati per realizzare i più piccoli [[transistor]] prodotti al mondo. Alcuni ricercatori ritengono che in un prossimo futuro potrebbero sostituire il [[silicio]], come base per lo sviluppo di transistor<ref>{{cita web|http://www.hwupgrade.it/news/cpu/miniaturizzazione-oltre-il-silicio-arriva-l-era-della-grafene_20355.html|Miniaturizzazione oltre il silicio: arriva l'era della grafene?|editore=hwupgrade|accesso=5 marzo 2007}}</ref>. Nel settembre 2021 verrà avviata la prima produzione in serie di un automobile elettrica con batteria al grafene<ref>{{Cita web|url=https://www.gazzetta.it/motori/mobilita-sostenibile/auto-elettriche/04-03-2021/auto-elettrica-con-batteria-grafene-che-si-ricarica-otto-minuti-4001040953405.shtml|titolo=L’auto elettrica (con batteria al grafene) che si ricarica in otto minuti|sito=La Gazzetta dello Sport|lingua=it-IT|accesso=2021-04-25}}</ref>.
Fogli bidimensionali di grafite chiamati [[grafene]] sono stati utilizzati per realizzare i più piccoli [[transistor]] prodotti al mondo. Alcuni ricercatori ritengono che in un prossimo futuro potrebbero sostituire il [[silicio]], come base per lo sviluppo di transistor.<ref>{{cita web|url=http://www.hwupgrade.it/news/cpu/miniaturizzazione-oltre-il-silicio-arriva-l-era-della-grafene_20355.html|titolo=Miniaturizzazione oltre il silicio: arriva l'era della grafene?|editore=hwupgrade|accesso=5 marzo 2007}}</ref>


== Note ==
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== Collegamenti esterni ==
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Disambiguazione – Se stai cercando il calciatore brasiliano detto "Grafite" (Edinaldo Batista Libânio), vedi Grafite (calciatore).
Grafite
Classificazione Strunz1.CB.05.a
Formula chimicaC
Proprietà cristallografiche
Sistema cristallinoesagonale compatto
Parametri di cellaa = 2,464, c = 6,736
Gruppo puntuale6/m 2/m 2/m
Gruppo spazialeP 63/mmc
Proprietà fisiche
Densità2,09–2,23 g/cm³
Durezza (Mohs)1-1,5
Sfaldaturaperfetta secondo (0001)
Coloregrigio
Lucentezzametallica
Opacitàopaca, translucida se in minute scaglie
Strisciogrigio scuro
Diffusionerelativamente comune
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale

La grafite è un minerale costituito da carbonio.[1] Si tratta di una forma allotropica del carbonio costituita da numerosi fogli di grafene impilati su se stessi.[2] La grafite è la più stabile forma del carbonio presente in natura in condizioni standard. Attraverso la grafitazione si può ottenere grafite artificialmente.

Siccome la grafite è un ottimo conduttore elettrico, ha un'alta conducibilità termica, ha un'elevata temperatura di fusione, è tenera e si sfalda facilmente, è largamente impiegata dall'uomo con un consumo di circa 300 mila tonnellate/anno.[3][4]

Storia

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La grafite è conosciuta fin dalla più remota antichità.[4] Nel IV millennio a.C. veniva utilizzata come colorante nero in una vernice per decorare la ceramica.[5]

Nel XVIII secolo venne chiamata "plumbago", "molibdaena" o "piombo nero" con riferimento al piombo e al molibdeno, poiché si pensava li contenesse come impurità. In realtà né il piombo, né il molibdeno sono presenti nella sua composizione chimica. È detta anche "mica dei pittori" per il suo aspetto lamellare e per la caratteristica di lasciare tracce su carta. Il nome "grafite" deriva dal greco γράφω (grafo) che significa "io scrivo".[6]

Caratteristiche chimico-fisiche

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Dal punto di vista strutturale, gli atomi di carbonio formano un reticolo esagonale a strati,[2] con legami σ e legami π all'interno di ogni strato, mentre diversi strati sono tenuti insieme tra di loro tramite forze di Van der Waals[6]. Questo minerale si forma alla temperatura di 1.200 °C (si hanno diamanti invece per temperature comprese fra i 900 °C ed i 1.200 °C e pressione di circa 50.000 bar), ha la più alta temperatura di fusione (3.500 °C) e conduce bene l'elettricità[7].

Morfologia

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Abbozzo mineralogiaQuesta sezione sull'argomento mineralogia è solo un abbozzo. Contribuisci a migliorarla secondo le convenzioni di Wikipedia. Segui i suggerimenti del progetto di riferimento.

La grafite si trova in cristalli lamellari[7]. Masse fogliacee o laminette sparse di colore nero opaco, talora a contorni esagonali e con fitte striature.

Origini naturali

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Sulla Terra

[modifica | modifica wikitesto]

La grafite ha origine metamorfica, ossia si genera a seguito di un processo detto grafitizzazione che trasforma i resti biologici carboniosi in minerali. Si tratta dello stesso processo che produce in condizioni differenti sia il carbone, che il diamante. La formazione della grafite avviene dopo che i sedimenti subiscono per un lunghissimo periodo di tempo, pressioni e temperature altissime (tra i 1500 e i 3000 °C). Grandi depositi di grafite si trovano in Cina, Messico, Canada, Brasile, Madagascar, Sri Lanka, Russia, Corea del Sud, Romania, Slovacchia, Repubblica Ceca e Stati Uniti d'America.[8] In Italia le miniere più importanti sono in Val Chisone (Piemonte), in Val Bormida (Liguria) e in Calabria.

Nell'universo

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Atomi come il carbonio si formano nelle supernove, infatti alcuni grani microscopici di grafite hanno composizioni isotopiche distintive, indicando che si sono formati prima del Sistema Solare.[9] Assieme alla grafite ci sono circa 12 tipi di minerali che sono più antichi del Sistema Solare e vengono rilevati nelle nubi molecolari. La grafite può essere il secondo o il terzo minerale più antico dell'Universo.[10][11]

[12]

Nei meteoriti, la grafite si presenta con troilite e minerali di silicato.[13] Piccoli cristalli di grafite nel ferro meteoritico sono chiamati cliftonite.[12]

Utilizzi

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La grafite viene utilizzata per produrre matite,[7] materiale refrattario, lubrificanti, coloranti, spazzole per macchine elettriche rotanti ed elettrodi per l'elettroerosione.[6]

Veniva usata anche come moderatore di neutroni nei reattori nucleari RBMK, nei quali la si poteva trovare sotto forma di mattoni nei canali del nòcciolo e nella punta delle barre di controllo (composte per lo più da boro, adatto ad assorbire i neutroni emessi dalle barre di combustibile, che è generalmente Uranio-235).

Fogli bidimensionali di grafite chiamati grafene sono stati utilizzati per realizzare i più piccoli transistor prodotti al mondo. Alcuni ricercatori ritengono che in un prossimo futuro potrebbero sostituire il silicio, come base per lo sviluppo di transistor.[14]

Note

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  1. ^ grafite nell'Enciclopedia Treccani, su treccani.it. URL consultato il 19 giugno 2023.
  2. ^ a b (EN) IUPAC Gold Book, "graphite"
  3. ^ (EN) Graphite Market, su Westwater Resources. URL consultato il 19 giugno 2023.
  4. ^ a b GRAFITE in "Enciclopedia Italiana", su treccani.it. URL consultato il 19 giugno 2023.
  5. ^ Wayback Machine (PDF), su web.archive.org, 25 febbraio 2013. URL consultato il 19 giugno 2023 (archiviato dall'url originale il 25 febbraio 2013).
  6. ^ a b c Autori vari, Scheda Grafite, in Il magico mondo di minerali & gemme, Novara, De Agostini, 1993-1996.
  7. ^ a b c Carlo Maria Gramaccioli, Grafite, in Come collezionare i minerali dalla A alla Z volume I, Milano, Alberto Peruzzo Editore, 1988, p. 41.
  8. ^ (EN) Graphite, su Minerals Education Coalition. URL consultato il 20 giugno 2023.
  9. ^ Stardust From Meteorites: An Introduction To Presolar Grains, ISBN 9789814481373.
  10. ^ R. M. Hazen, R. T. Downs e L. Kah, Carbon Mineral Evolution, in Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 75, n. 1, 1º gennaio 2013, pp. 79–107, DOI:10.2138/rmg.2013.75.4. URL consultato il 21 giugno 2023.
  11. ^ pubs.geoscienceworld.org, https://pubs.geoscienceworld.org/elements/article/6/1/19-23/137832. URL consultato il 21 giugno 2023.
  12. ^ a b (EN) Graphite | carbon | Britannica, su britannica.com, 4 maggio 2023. URL consultato il 21 giugno 2023.
  13. ^ Handbook of mineralogy. 1: Elements, sulfides, sulfosalts, Mineral Data Publ, 1990, ISBN 978-0-9622097-0-3.
  14. ^ Miniaturizzazione oltre il silicio: arriva l'era della grafene?, su hwupgrade.it, hwupgrade. URL consultato il 5 marzo 2007.

Voci correlate

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Altri progetti

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Collegamenti esterni

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  • (EN) graphite, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc. Modifica su Wikidata
  • (EN, FR) Grafite, su Enciclopedia canadese. Modifica su Wikidata
  • (EN) Webmineral, su webmineral.com.
  • Archivio storia miniere [collegamento interrotto], su alpcub.com.
Controllo di autoritàThesaurus BNCF 45533 · LCCN (EN) sh85056487 · GND (DE) 4158067-9 · BNE (ES) XX531308 (data) · BNF (FR) cb12152787z (data) · J9U (EN, HE) 987007538430005171 · NDL (EN, JA) 00566328
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