Grafiidi ja plii peamine erinevus seisneb selles, et grafiit on mittetoksiline ja väga stabiilne, samas kui plii on mürgine ja ebastabiilne.
Grafiit ja plii on pliiatsite valmistamisel väga kasulikud. Vanasti valmistati pliiatseid pliiatsiga, aga tänapäevastel pliiatsidel pole pliiat üldse. Need on nüüd valmistatud grafiidist, mis on ohutu ja on süsiniku vorm.
Mis on grafiit?
Grafiit on süsiniku allotroop, millel on stabiilne kristalne struktuur. See on kivisöe vorm. Lisaks on see looduslik mineraal. Looduslikud mineraalid on ühte keemilist elementi sisaldavad ained, mis esinevad looduses ilma ühegi teise elemendiga ühinemata. Lisaks on grafiit kõige stabiilsem süsiniku vorm, mis esineb standardtemperatuuril ja -rõhul. Grafiidi allotroopi korduv ühik on süsinik (C). Grafiidil on kuusnurkne kristallisüsteem. See on raudmust kuni terashall ja sellel on ka metalliline läige. Grafiidi triibude värvus on must (peeneks pulbristatud mineraali värv).
Grafiidi kristallstruktuuril on kärgstruktuuriga võre. Sellel on grafeenilehed, mis on eraldatud 0,335 nm kaugusel. Selles grafiidi struktuuris on süsinikuaatomite vaheline kaugus 0,142 nm. Need süsinikuaatomid seostuvad üksteisega kovalentsete sidemete kaudu, ühe süsinikuaatomi ümber on kolm kovalentset sidet. Süsinikuaatomi valents on 4; seega on selle struktuuri igas süsinikuaatomis neljas hõivamata elektron. Seetõttu võib see elektron vab alt liikuda, muutes grafiidi elektrit juhtivaks. Looduslik grafiit on kasulik tulekindlate materjalide, akude, terase, paisutatud grafiidi, piduri hõõrdkatete, valukodade pinnakatete ja määrdeainete valmistamisel.
Mis on plii?
Plii on keemiline element, mille aatomnumber on 82 ja keemiline sümbol Pb. See esineb metallilise keemilise elemendina. See metall on raskemetall ja on tihedam kui enamik meile tuttavaid materjale. Lisaks võib plii esineda pehme ja tempermalmist metallina, millel on suhteliselt madal sulamistemperatuur. Seda metalli saame kergesti lõigata ja sellel on iseloomulik sinine vihje koos hõbehalli metallilise välimusega. Veelgi olulisem on see, et sellel metallil on stabiilsete elementide suurim aatomarv.
Plii on suhteliselt vähereageeriv üleminekujärgne metall. Saame illustreerida plii nõrka metallilist iseloomu, kasutades selle amfoteerset olemust. Nt. plii ja pliioksiidid reageerivad hapete ja alustega ning kipuvad moodustama kovalentseid sidemeid. Pliiühendite oksüdatsiooniaste on sageli +2, mitte +4 (+4 on 14. rühma keemiliste elementide kõige levinum oksüdatsioon).
Pii mahuomadusi silmas pidades on sellel kõrge tihedus, vormitavus, elastsus ja passiveerimisest tingitud kõrge korrosioonikindlus. Pliil on tihed alt pakitud näokeskne kuubikujuline struktuur ja suur aatommass, mille tulemuseks on tihedus, mis on suurem kui enamike tavaliste metallide, nagu raud, vask ja tsink, tihedus. Võrreldes enamiku metallidega on pliil väga madal sulamistemperatuur ja selle keemistemperatuur on ka madalaim 14. rühma elementide hulgas.
Plii kipub õhuga kokkupuutel moodustama kaitsekihi. Selle kihi kõige levinum koostisosa on plii(II)karbonaat. Samuti võivad olla plii sulfaat- ja kloriidkomponendid. See kiht muudab plii metallpinna keemiliselt õhu suhtes tõhus alt inertseks. Lisaks võib gaas fluor reageerida toatemperatuuril pliiga, moodustades plii(II)fluoriidi. Sarnane reaktsioon toimub ka gaasilise klooriga, kuid see nõuab kuumutamist. Peale selle on pliimetall vastupidav väävelhappele ja fosforhappele, kuid reageerib HCl ja HNO3 happega. Orgaanilised happed, nagu äädikhape, võivad hapniku juuresolekul pliid lahustada. Samamoodi võivad kontsentreeritud leelishapped lahustada pliid, moodustades plumbiite.
Kuna plii keelati USA-s 1978. aastal mürgisuse tõttu värvi koostisosana, ei kasutatud seda pliiatsi tootmiseks. Enne seda oli see aga peamine pliiatsi valmistamisel kasutatud aine. Plii tunnistati inimestele üsna mürgiseks aineks. Seetõttu otsisid inimesed pliiatsite valmistamiseks asendusmaterjale, et asendada plii millegi muuga.
Mis vahe on grafiidil ja pliil?
Grafiit ja plii on oma kasulike omaduste ja rakenduste tõttu olulised keemilised elemendid. Peamine erinevus grafiidi ja plii vahel on see, et grafiit on mittetoksiline ja väga stabiilne, samas kui plii on mürgine ja ebastabiilne.
Järgmine tabel võtab kokku erinevuse grafiidi ja plii vahel.
Kokkuvõte – grafiit vs plii
Toksilisus on oluline meede keemilise materjali kasutamisel konkreetses tööstusharus. Peamine erinevus grafiidi ja plii vahel on see, et grafiit on mittetoksiline ja väga stabiilne, samas kui plii on mürgine ja ebastabiilne.
