Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du carbone et de l’azote, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Carbone contre Azote.
Carbone et Azote – À propos des éléments
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Carbone et Azote – Applications
Carbone
La principale utilisation économique du carbone autre que la nourriture et le bois se présente sous la forme d’hydrocarbures, notamment le gaz méthane et le pétrole brut (pétrole). Le graphite et les diamants sont deux allotropes importants du carbone qui ont de nombreuses applications. Les utilisations du carbone et de ses composés sont extrêmement variées. Il peut former des alliages avec le fer, dont le plus courant est l’acier au carbone. Le carbone est un élément non métallique, qui est un élément d’alliage important dans tous les matériaux à base de métaux ferreux. Le carbone est toujours présent dans les alliages métalliques, c’est-à-dire dans toutes les nuances d’acier inoxydable et les alliages résistants à la chaleur. Le carbone est un austénitisant très puissant et augmente la résistance de l’acier. En fait, c’est le principal élément durcissant et il est essentiel à la formation de la cémentite, du Fe3C, de la perlite, de la sphéroïdite et de la martensite fer-carbone. L’ajout d’une petite quantité de carbone non métallique au fer échange sa grande ductilité contre une plus grande résistance. Le graphite est combiné avec des argiles pour former la «mine» utilisée dans les crayons utilisés pour écrire et dessiner. Il est également utilisé comme lubrifiant et pigment, comme matériau de moulage dans la fabrication du verre, dans les électrodes pour piles sèches et dans la galvanoplastie et l’électroformage, dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. Le graphite est combiné avec des argiles pour former la «mine» utilisée dans les crayons utilisés pour écrire et dessiner. Il est également utilisé comme lubrifiant et pigment, comme matériau de moulage dans la fabrication du verre, dans les électrodes pour piles sèches et dans la galvanoplastie et l’électroformage, dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. Le graphite est combiné avec des argiles pour former la «mine» utilisée dans les crayons utilisés pour écrire et dessiner. Il est également utilisé comme lubrifiant et pigment, comme matériau de moulage dans la fabrication du verre, dans les électrodes pour piles sèches et dans la galvanoplastie et l’électroformage, dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée. dans les balais des moteurs électriques et comme modérateur de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Le charbon de bois a été utilisé depuis les temps les plus reculés pour un large éventail d’usages, y compris l’art et la médecine, mais son utilisation la plus importante a été de loin comme combustible métallurgique. Les fibres de carbone sont utilisées là où un faible poids, une rigidité élevée, une conductivité élevée ou lorsque l’apparence du tissage en fibre de carbone est souhaitée.
Azote
L’azote sous diverses formes chimiques joue un rôle majeur dans un grand nombre de problèmes environnementaux. Les applications des composés azotés sont naturellement extrêmement variées du fait de l’immensité de cette classe: ainsi, seules les applications de l’azote pur lui-même seront considérées ici. Les deux tiers de l’azote produit par l’industrie sont vendus sous forme de gaz et le tiers restant sous forme liquide. En métallurgie, la nitruration est un processus de cémentation dans lequel la concentration en azote de surface d’un ferreux est augmentée par diffusion à partir du milieu environnant pour créer une surface cémentée. La nitruration produit une surface de produit dure et très résistante à l’usure (profondeurs peu profondes) avec une bonne capacité de charge de contact, une bonne résistance à la fatigue par flexion et une excellente résistance au grippage. L’ammoniac et les nitrates produits synthétiquement sont les principaux engrais industriels, et les nitrates d’engrais sont des polluants clés dans l’eutrophisation des systèmes d’eau. Outre son utilisation dans les engrais et les réserves d’énergie, l’azote est un constituant de composés organiques aussi divers que le Kevlar utilisé dans les tissus à haute résistance et le cyanoacrylate utilisé dans la superglue.
Carbone et Azote – Comparaison dans le tableau
| Élément | Carbone | Azote |
| Densité | 2,26 g/cm3 | 0,00125g/cm3 |
| Résistance à la traction ultime | 15 MPa (graphite) ; 3500 MPa (fibre de carbone) | N / A |
| Limite d’élasticité | N / A | N / A |
| Module de Young | 4,1 GPa (graphite); 228 GPa (fibre de carbone) | N / A |
| Échelle de Mohs | 0,8 (graphite) | N / A |
| Dureté Brinell | N / A | N / A |
| Dureté Vickers | N / A | N / A |
| Point de fusion | 4099°C | -209,9°C |
| Point d’ébullition | 4527°C | -195,8°C |
| Conductivité thermique | 129 W/mK | 0,02598 W/mK |
| Coefficient de dilatation thermique | 0,8 µm/mK | N / A |
| Chaleur spécifique | 0,71 J/g·K | 1,04 J/g·K |
| Température de fusion | N / A | (N2) 0,7204 kJ/mole |
| Chaleur de vaporisation | 355,8 kJ/mol | (N2) 5,56 kJ/mole |