Koolstof - C

Koolstof (C) vormt de basis van de organische chemie en komt voor in sterk uiteenlopende materialen, van grafiet en diamant tot actieve kool. Voor waterbehandeling is het belangrijk onderscheid te maken tussen het adsorberende materiaal en opgeloste organische en anorganische koolstof.

Chemische eigenschappen · Vormen, toepassingen en voorkomen · Gezondheidseffecten · Milieueffecten · Water en behandeling

Chemische eigenschappen van koolstof

Geselecteerde eigenschappen van koolstof

Symbool / atoomnummer	C / 6
Groep / periode / blok	14 / 2 / p
Interval van het standaardatoomgewicht	[12.0096, 12.0116]
Elektronenconfiguratie	[He] 2s2 2p2
Vormen	Grafiet, diamant, grafeen en fullerenen, onder andere
Dichtheid (rond kamertemperatuur)	Grafiet: ongeveer 2,2; diamant: 3,513 g cm−3
Faseovergang bij atmosferische druk	Sublimeert bij zeer hoge temperatuur; RSC vermeldt ongeveer 3825 °C
Elektronegativiteit (Pauling)	2.55
Atoomstraal zonder binding	0,170 nm
Eerste ionisatie-energie	1086,5 kJ mol−1
Stabiele isotopen	12C en 13C
Radioactieve isotoop gebruikt voor datering	14C
Geschiedenis	Bekend sinds de oudheid
CAS-registratienummer	7440-44-0

Het atoomgewicht is gebaseerd op CIAAW. De intervallen weerspiegelen natuurlijke variatie in de isotopensamenstelling; haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan. De overige eigenschappen zijn gebaseerd op RSC, tenzij anders vermeld. Atoomstralen hangen af van de gebruikte definitie.

Vormen, toepassingen en voorkomen

Koolstof is een niet-metaal dat door zijn bindingsmogelijkheden een zeer grote verscheidenheid aan verbindingen kan vormen. Het verbindt zich met waterstof, zuurstof, stikstof en andere elementen in biologische moleculen en industriële materialen.

De allotropen van koolstof hebben verschillende structuren en eigenschappen. Grafiet wordt gebruikt in elektroden en als smeermiddel; diamant wordt gebruikt in snij- en slijpgereedschap. Actieve kool is een speciaal behandeld poreus materiaal dat voor adsorptie wordt gebruikt, en is dus niet simpelweg een andere naam voor grafiet of houtskool.

Koolstof komt voor in levende materie, fossiele grondstoffen, de atmosfeer en carbonaatmineralen. Kalksteen en marmer bevatten gewoonlijk calciumcarbonaat. Gips is een gehydrateerd calciumsulfaat, geen carbonaat. Koolstof-14 komt in sporenhoeveelheden voor en is radioactief; het mag niet bij de stabiele isotopen worden ingedeeld.

Gezondheidseffecten van koolstof en zijn verbindingen

Koolstof is een fundamenteel bestanddeel van organische moleculen in het lichaam, maar dat betekent niet dat elk koolstofhoudend materiaal veilig is. Bij de beoordeling van blootstelling moet onderscheid worden gemaakt tussen vaste allotropen, industrieel stof en afzonderlijke verbindingen.

IARC classificeert carbon black als mogelijk kankerverwekkend voor mensen (groep 2B), op basis van voldoende bewijs bij proefdieren en onvoldoende bewijs bij mensen. Deze classificatie geldt voor carbon black en niet automatisch voor diamant, grafiet of elk ander koolstofmateriaal.

Koolmonoxide is een kleurloos, reukloos en giftig gas dat ernstige vergiftiging en de dood kan veroorzaken. De gevaren ervan verschillen van die van koolstofdioxide of een monster vaste koolstof. Stof, verbrandingsproducten en proceschemicaliën moeten daarom afzonderlijk worden beoordeeld.

Koolstof in het milieu

Koolstof circuleert tussen lucht, water, bodem, organismen en gesteenten. Het gebruik van fossiele brandstoffen en veranderingen in landgebruik beïnvloeden deze kringloop. Een stijgende concentratie koolstofdioxide in de atmosfeer draagt bij aan klimaatverandering; de opname van koolstofdioxide door zeewater verandert de carbonaatchemie en verhoogt de zuurgraad van de oceaan.

Het is daarom misleidend om te stellen dat koolstof en zijn verbindingen geen milieueffecten hebben. De effecten hangen af van het materiaal, de vrijgekomen hoeveelheid en het ontvangende milieu. Zie de koolstofkringloop voor meer achtergrondinformatie.

Koolstof in de waterbehandeling

Adsorptie met actieve kool kan veel smaak- en geurveroorzakende stoffen, bepaalde organische verontreinigingen en voorlopers van desinfectiebijproducten verwijderen. De prestaties hangen af van de kool, de doelstoffen, concurrerende stoffen en de werking van het filterbed. Uitgeput filtermateriaal moet worden vervangen of geregenereerd, en de verwijderde verontreinigingen blijven in het gebruikte materiaal achter.

Adsorptie is de hechting aan een oppervlak en verschilt van absorptie in het binnenste van een materiaal. Een actiefkoolbed is geen universeel zuiveringsmiddel: selecteer en valideer het voor de doelverontreinigingen. Meer informatie: actieve kool.

Opgeloste anorganische koolstof omvat koolstofdioxide, bicarbonaat en carbonaat. Deze vormen zijn belangrijk voor de alkaliniteit en de pH-regeling. Alkaliniteit beschrijft het zuurbindend vermogen; het is niet hetzelfde als de pH. Zie carbonaat en bicarbonaat in irrigatiewater.

Metingen van organische koolstof beantwoorden een andere vraag dan metingen van alkaliniteit of opgeloste anorganische koolstof. Stem analyses en behandeling af op het daadwerkelijke doel, zoals adsorptie van verontreinigingen, biologische behandeling of beheersing van de waterchemie.

Pagina over koolstof voor het laatst gecontroleerd op 24 oktober 2026 door Lenntech.

Terug naar het periodiek systeem der elementen.