Disambiguazione – Se stai cercando il calciatore brasiliano detto "Grafite" (Edinaldo Batista Libânio), vedi Grafite (calciatore).

La grafite è un minerale costituito da carbonio.[1] Si tratta di una forma allotropica del carbonio costituita da numerosi fogli di grafene impilati su se stessi.[2] La grafite è la più stabile forma del carbonio presente in natura in condizioni standard. Attraverso la grafitazione si può ottenere grafite artificialmente.

Grafite
Classificazione Strunz1.CB.05.a
Formula chimicaC
Proprietà cristallografiche
Sistema cristallinoesagonale compatto
Parametri di cellaa = 2,464, c = 6,736
Gruppo puntuale6/m 2/m 2/m
Gruppo spazialeP 63/mmc
Proprietà fisiche
Densità2,09–2,23 g/cm³
Durezza (Mohs)1-1,5
Sfaldaturaperfetta secondo (0001)
Coloregrigio
Lucentezzametallica
Opacitàopaca, translucida se in minute scaglie
Strisciogrigio scuro
Diffusionerelativamente comune
Si invita a seguire lo schema di Modello di voce – Minerale

Siccome la grafite è un ottimo conduttore elettrico, ha un'alta conducibilità termica, ha un'elevata temperatura di fusione, è tenera e si sfalda facilmente, è largamente impiegata dall'uomo con un consumo di circa 300 mila tonnellate/anno.[3][4]

Storia modifica

La grafite è conosciuta fin dalla più remota antichità.[4] Nel IV millennio a.C. veniva utilizzata come colorante nero in una vernice per decorare la ceramica.[5]

Nel XVIII secolo venne chiamata "plumbago", "molibdaena" o "piombo nero" con riferimento al piombo e al molibdeno, poiché si pensava li contenesse come impurità. In realtà né il piombo, né il molibdeno sono presenti nella sua composizione chimica. È detta anche "mica dei pittori" per il suo aspetto lamellare e per la caratteristica di lasciare tracce su carta. Il nome "grafite" deriva dal greco γράφω (grafo) che significa "io scrivo".[6]

Caratteristiche chimico-fisiche modifica

Dal punto di vista strutturale, gli atomi di carbonio formano un reticolo esagonale a strati,[2] con legami σ e legami π all'interno di ogni strato, mentre diversi strati sono tenuti insieme tra di loro tramite forze di Van der Waals[6]. Questo minerale si forma alla temperatura di 1.200 °C (si hanno diamanti invece per temperature comprese fra i 900 °C ed i 1.200 °C e pressione di circa 50.000 bar), ha la più alta temperatura di fusione (3.500 °C) e conduce bene l'elettricità[7].

Morfologia modifica

La grafite si trova in cristalli lamellari[7]. Masse fogliacee o laminette sparse di colore nero opaco, talora a contorni esagonali e con fitte striature.

Origini naturali modifica

Sulla Terra modifica

La grafite ha origine metamorfica, ossia si genera a seguito di un processo detto grafitizzazione che trasforma i resti biologici carboniosi in minerali. Si tratta dello stesso processo che produce in condizioni differenti sia il carbone, che il diamante. La formazione della grafite avviene dopo che i sedimenti subiscono per un lunghissimo periodo di tempo, pressioni e temperature altissime (tra i 1500 e i 3000 °C). Grandi depositi di grafite si trovano in Cina, Messico, Canada, Brasile, Madagascar, Sri Lanka, Russia, Corea del Sud, Romania, Slovacchia, Repubblica Ceca e Stati Uniti d'America.[8] In Italia le miniere più importanti sono in Val Chisone (Piemonte), in Val Bormida (Liguria) e in Calabria.

Nell'universo modifica

Atomi come il carbonio si formano nelle supernove, infatti alcuni grani microscopici di grafite hanno composizioni isotopiche distintive, indicando che si sono formati prima del Sistema Solare.[9] Assieme alla grafite ci sono circa 12 tipi di minerali che sono più antichi del Sistema Solare e vengono rilevati nelle nubi molecolari. La grafite può essere il secondo o il terzo minerale più antico dell'Universo.[10][11]

[12]

Nei meteoriti, la grafite si presenta con troilite e minerali di silicato.[13] Piccoli cristalli di grafite nel ferro meteoritico sono chiamati cliftonite.[12]

Utilizzi modifica

La grafite viene utilizzata per produrre matite,[7] materiale refrattario, lubrificanti, coloranti, spazzole per macchine elettriche rotanti ed elettrodi per l'elettroerosione.[6]

Veniva usata anche come moderatore di neutroni nei reattori nucleari RBMK, nei quali la si poteva trovare sotto forma di mattoni nei canali del nòcciolo e nella punta delle barre di controllo (composte per lo più da boro, adatto ad assorbire i neutroni emessi dalle barre di combustibile, che è generalmente Uranio-235).

Fogli bidimensionali di grafite chiamati grafene sono stati utilizzati per realizzare i più piccoli transistor prodotti al mondo. Alcuni ricercatori ritengono che in un prossimo futuro potrebbero sostituire il silicio, come base per lo sviluppo di transistor.[14] Nel settembre 2021 verrà avviata la prima produzione in serie di un'automobile elettrica con batteria al grafene.[15]

Note modifica

  1. ^ grafite nell'Enciclopedia Treccani, su treccani.it. URL consultato il 19 giugno 2023.
  2. ^ a b (EN) IUPAC Gold Book, "graphite"
  3. ^ (EN) Graphite Market, su Westwater Resources. URL consultato il 19 giugno 2023.
  4. ^ a b GRAFITE in "Enciclopedia Italiana", su treccani.it. URL consultato il 19 giugno 2023.
  5. ^ Wayback Machine (PDF), su web.archive.org, 25 febbraio 2013. URL consultato il 19 giugno 2023 (archiviato dall'url originale il 25 febbraio 2013).
  6. ^ a b c Autori vari, Scheda Grafite, in Il magico mondo di minerali & gemme, Novara, De Agostini, 1993-1996.
  7. ^ a b c Carlo Maria Gramaccioli, Grafite, in Come collezionare i minerali dalla A alla Z volume I, Milano, Alberto Peruzzo Editore, 1988, p. 41.
  8. ^ (EN) Graphite, su Minerals Education Coalition. URL consultato il 20 giugno 2023.
  9. ^ Stardust From Meteorites: An Introduction To Presolar Grains, ISBN 9789814481373.
  10. ^ R. M. Hazen, R. T. Downs e L. Kah, Carbon Mineral Evolution, in Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 75, n. 1, 1º gennaio 2013, pp. 79–107, DOI:10.2138/rmg.2013.75.4. URL consultato il 21 giugno 2023.
  11. ^ pubs.geoscienceworld.org, https://pubs.geoscienceworld.org/elements/article/6/1/19-23/137832. URL consultato il 21 giugno 2023.
  12. ^ a b (EN) Graphite | carbon | Britannica, su britannica.com, 4 maggio 2023. URL consultato il 21 giugno 2023.
  13. ^ Handbook of mineralogy. 1: Elements, sulfides, sulfosalts, Mineral Data Publ, 1990, ISBN 978-0-9622097-0-3.
  14. ^ Miniaturizzazione oltre il silicio: arriva l'era della grafene?, su hwupgrade.it, hwupgrade. URL consultato il 5 marzo 2007.
  15. ^ L’auto elettrica (con batteria al grafene) che si ricarica in otto minuti, su La Gazzetta dello Sport. URL consultato il 25 aprile 2021.

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