탄화

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탄화(炭化)는 유기 물질이 열분해 과정을 거쳐 탄소를 주성분으로 하는 물질로 변화하는 현상을 의미합니다. 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같습니다.

• 탄화의 과정:
• 열분해: 산소가 부족한 환경에서 유기 물질(예: 나무, 석탄, 동식물 사체 등)에 열을 가하면, 복잡한 유기 화합물이 분해되면서 휘발성 물질(기체, 액체)과 비휘발성 고체 물질(주로 탄소)로 분리됩니다.
• 탄소 농축: 휘발성 물질은 날아가고, 남은 고체 물질에는 탄소의 함량이 상대적으로 높아지게 됩니다. 이 과정을 통해 숯, 코크스, 흑연 등 다양한 탄소질 물질이 생성됩니다.

• 탄화의 예시:
• 목재 탄화: 나무를 산소가 차단된 상태에서 가열하면 수분과 휘발성 성분이 빠져나가고 탄소 함량이 높은 숯이 됩니다.
• 석탄 생성: 식물 사체가 땅속에 묻혀 오랜 시간 동안 높은 온도와 압력을 받으면 탄화 과정을 거쳐 석탄이 됩니다.
• 코크스 제조: 석탄을 고온에서 건류하면 휘발 성분이 제거되고 탄소 함량이 높은 코크스가 생성됩니다. 코크스는 제철 공정에서 환원제 등으로 사용됩니다.

• 탄화의 활용:
• 연료: 숯, 코크스 등은 연료로 사용됩니다.
• 흡착제: 활성탄은 탄화 과정을 거친 후 표면적을 극대화하여 흡착제로 사용됩니다. (정수, 공기 정화 등)
• 제철: 코크스는 제철 과정에서 철광석을 환원시키는 역할을 합니다.
• 탄소 섬유: 특정 유기 섬유를 탄화시켜 강도가 높고 가벼운 탄소 섬유를 만듭니다. (항공 우주, 스포츠 용품 등)