Trawestując słowa księdza Benedykta Chmielowskiego, autora pierwszej polskiej encyklopedii, można by powiedzieć, że grafit, jaki jest, każdy widzi. Niewątpliwie należy do minerałów najczęściej wykorzystywanych w życiu codziennym, obok soli kamiennej (halitu), kalcytu (składnik kredy używanej w szkole do pisania) i gipsu. Z fizykochemicznego punktu widzenia grafit jest jedną odmian alotropowych węgla, tak jak diament (także tu). (O alotropii pisałem co nieco przy okazji rozważań nad lizaniem).
Grafit jest używany przede wszystkim do wytwarzania grafionów (sztyftów) do ołówków. W tym celu prasuje się mieszaninę grafitu z kaolinem, w proporcji zależnej od tego, jaką twardość ołówka chcemy otrzymać. Im większa jest zawartość kaolinu w mieszaninie, tym twardszy ołówek; im twardszy ołówek, tym cieńsze i bardziej precyzyjne linie można nim rysować. Ołówki twarde są oznaczane literą H i używane głównie w rysunku technicznym. Ołówki miękkie są oznaczane literą B, a 9B to czysty grafit. Najbardziej miękkie ołówki są używane głównie przez artystów grafików.
Jako minerał, grafit ma twardość od 0,5 do 2 w skali Mohsa, zależnie od ilości zanieczyszczeń. Jego gęstość wynosi około 2,1÷2,2 g/cm³. Najczęściej występuje w postaci łuskowych lub blaszkowych skupisk albo masy o barwie szaroczarnej. Jest giętki, krajalny, w dotyku „tłusty” i brudzący. Powstaje w wyniku metamorfizmu materiałów bogatych w węgiel, głównie substancji organicznych.
Naturalny grafit występuje w wielu miejscach na świecie. Za najbogatsze uważane są złoża na Sri Lance, Madagaskarze i Syberii. Prócz typowych skupisk w skałach grafit znajdowano też w miejscach upadku meteorytów, np. w polskim Morasku i Zakłodziu (lubelskie). W Polsce występuje głównie w postaci łupków grafitowych (Stronie Śląskie) i wkładek skał grafitowych (Strzelin, Dzierżoniów, Wałbrzych, Bystrzyca Kłodzka).
Zastosowania grafitu wykraczają daleko poza materiały piśmiennicze. Jest używany m.in.:
- jako materiał ogniotrwały do budowy pieców (cegły grafitowo-magnezytowe i grafitowo-Al₂O₃) oraz produkcji tygli metalurgicznych i okładzin hamulcowych;
- do wytwarzania elektrod stosowanych w bateriach, ogniwach i akumulatorach, ale także w elektrotechnice i elektrolitycznych metodach analitycznych oraz jako szczotki w silnikach elektrycznych;
- do produkcji suchych smarów;
- jako moderator w reaktorach atomowych (substancja spowalniająca neutrony bez ich pochłaniania – aby neutrony mogły wywoływać rozszczepienie jąder atomowych, nie mogą mieć zbyt wysokiej energii);
- jako „włókno węglowe” wzmacniające materiały konstrukcyjne, w tym tworzywa sztuczne (z włókna węglowego wytwarza się np. wędki, kije golfowe i bilardowe, ramy rowerów, karoserie samochodowe).
Dzisiejsza nazwa grafitu jest dość późnym „wynalazkiem” – oznacza „kamień do pisania” i pochodzi od greckiego słowa graphein „pisać”. Została nadana temu minerałowi pod koniec XVIII wieku przez Abrahama Gottloba Wernera, wybitnego niemieckiego geologa i twórcę pierwszej teorii tłumaczącej warstwową budowę skorupy ziemskiej. Werner chciał zlikwidować w ten sposób nazewniczy problem – wcześniej nazywano grafit molybdaena, ale tą samą nazwą określano minerał molibdenit, o którym niedawno pisałem. Dopóki sprawy nie wyjaśnił znany chemik Carl Scheele, mylono ze sobą wiele substancji o podobnym wyglądzie: prócz grafitu i molibdenitu także ołów i kilka innych minerałów. Stąd też wzięły się inne dawne nazwy grafitu – „czarny ołów” i „plumbago” (dzielące swój rdzeń z plumbum, łacińską nazwą ołowiu).
Historia użytkowania grafitu przez ludzkość sięga 4. tysiąclecia p.n.e., kiedy to zamieszkująca rejon dolnego Dunaju kultura bojańska stosowała ten minerał jako pigment do dekorowania ceramiki. W czasach nowożytnych w elżbietańskiej Anglii wykorzystywano grafit jako materiał ogniotrwały do wytwarzania form odlewniczych na kule armatnie (dawało to bardziej regularne i gładsze kule o większym zasięgu, co stało się jedną z przyczyn przewagi brytyjskiej marynarki wojennej). Zastosowanie grafitu jako materiału ogniotrwałego rozpowszechniło się w XIX wieku; używano go też wtedy jako smaru oraz do produkcji farb, materiałów polerskich i ołówków. Te ostatnie okazały się ważniejsze niż można by pomyśleć, gdyż jako względnie tanie i łatwe w użyciu materiały piśmiennicze przyczyniły się do rozpowszechnienia masowej edukacji.
Wedle stron kamiennomagicznych grafit pomaga w wyrównywaniu czakr, a także w przejmowaniu kontroli nad własnym życiem. Promuje i poprawia zdolności automatycznego pisania i umiejętności komunikacyjne, jednocześnie stymulując myślenie i zdolności matematyczne. Pomaga zmniejszyć gniew i wrogość. Grafit jakoby może być stosowany w leczeniu zaćmy, może być przydatny w zwalczaniu utraty słuchu i jest stosowany w leczeniu schorzeń kręgosłupa. Zwrócę uwagę, że tam jest wszędzie „może być”, a to, że jest „stosowany w leczeniu schorzeń” jeszcze nie znaczy, że naprawdę na nie pomaga.
Tekst pierwotnie opublikowany na facebookowej stronie dla nauczycieli chemii Wydawnictwa Nowa Era.
[źródła: https://www.mindat.org/min-1740.html; https://en.wikipedia.org/wiki/Graphite; https://en.wikipedia.org/wiki/Pencil; https://en.wikipedia.org/wiki/Boian_culture]
[zdjęcia za pośrednictwem strony http://mindat.org, autorzy: Gerard van der Veldt, John A. Jaszczak, D. Preite – M. Chinellato, Rob Lavinsky & irocks.com, mindat.org, Donald Doell, Matteo Chinellato, John Sobolewski]
