Sadza (pot. kope? ) ? produkt powstaj?cy w trakcie niepełnego spalania paliw i innych materiałow zawieraj?cych w swoim składzie chemicznym znaczne ilo?ci w?gla . Głownym, cho? nie jedynym, składnikiem sadzy jest amorficzna posta? w?gla. Oprocz tego sadza zawiera zwykle drobne struktury grafitopodobne , niewielkie ilo?ci fulerenow i struktur fulerenopodobnych oraz resztki spalanych substancji organicznych, np: tłuszcze i popioł ^[1] .

Mechanizm formowania [ edytuj | edytuj kod ]

Sadza w istocie powstaje w wyniku nie tyle spalania, ile pirolizy paliw, ktora towarzyszy procesowi spalania. W przypadku spalania z wyst?powaniem płomienia sadza zaczyna formowa? si? w najbardziej gor?cej cz??ci płomienia (zwykle białej lub niebieskiej), gdzie wyst?puje wysoka temperatura i deficyt tlenu . W takich warunkach paliwa organiczne ulegaj? rozkładowi do krotkich, prostych lub cyklicznych w?glowodorow nienasyconych (np: acetylenu czy cyklobutadienu ), odpowiednich karborodnikow oraz gazowego wodoru . Powstaj?ce karborodniki i nienasycone w?glowodory rekombinuj? szybko z sob? na skutek czego powstaj? struktury quasi polimeryczne , ktore nast?pnie zbijaj? si? w struktury sferyczne, w ktorych zaokludowany jest wodor.

W kolejnym etapie, po opuszczeniu najbardziej gor?cej strefy płomienia, ze struktur sferycznych uwalnia si? wodor na skutek procesu dyfuzji i jednocze?nie ?wie?o utworzone struktury sferyczne zbijaj? si? w stałe kł?bki i ła?cuchy. Proces ten ma miejsce w tej cz??ci płomienia, ktora ma barw? jasno?ołt?. Typowa temperatura formowania si? sadzy to ok. 1400 °C. Je?li gor?ca strefa płomienia jest wystarczaj?co du?a i zawiera wystarczaj?co du?o tlenu to wowczas pierwotne struktury sferyczne zamiast ulec zbiciu w sadz? ulegaj? procesowi utleniania i płomie? nie generuje sadzy ^[2] .

Wpływ na klimat [ edytuj | edytuj kod ]

Drobne cz?stki sadzy (o wielko?ci poni?ej 2,5 μm ) unosz?ce si? w powietrzu tworz? aerozol zwany czarnym w?glem , ktory jest jednym z głownych składnikow smogu . ?wiatowe emisje antropogeniczne czarnego w?gla wynosz? ok. 4,8 mln ton rocznie, z czego ponad połowa przypada na Azj?. Cz?steczki sadzy wpływaj? na zmian? klimatu , poniewa? absorbuj? ?wiatło widzialne oraz podczerwie? , przez co wpływaj? na bilans cieplny Ziemi. Wymuszanie radiacyjne spowodowane przez antropogeniczne emisje szacowane jest na ${\displaystyle +0{,}4\ \mathrm {\tfrac {W}{m^{2}}} }$ (od ${\displaystyle +0{,}05}$ do ${\displaystyle +0{,}8\ \mathrm {\tfrac {W}{m^{2}}} }$) ^[3] . Wpływ sadzy na klimat wynika nie tylko z bezpo?redniej obecno?ci w atmosferze , ale rownie? ze zmiany albedo powierzchni Ziemi, szczegolnie na obszarach przykrytych ?niegiem i lodem . Czarny w?giel ma wpływ m.in. na topnienie lodowcow na Grenlandii , gdy? jego obecno?? powoduje, ?e ich powierzchnia jest ciemniejsza i pochłania wi?ksz? cz??? ?wiatła słonecznego ^[4] .

Sadza jako zjawisko szkodliwe [ edytuj | edytuj kod ]

Sadza stanowi powa?ny problem w instalacjach grzewczych opalanych w?glem. Jej osadzanie si? w instalacji kominowej mo?e by? przyczyn? po?aru, a wydostaj?ca si? z kominow jest uci??liwym zanieczyszczeniem powietrza i powierzchni, na ktor? opada. Ponadto hamuje wypływ spalin z komina, w skrajnych przypadkach gro??c zatruciem spalinami . Sadza generuje si? rownie? podczas spalania drewna, gdy ?cianki komory spalania s? jeszcze do?? zimne, a nadmiar powietrza do spalania jest nieznaczny. Sadza jako niespalona forma w?gla jest przyczyn? spadku sprawno?ci urz?dze? grzewczych i przez to wi?kszego zu?ycia paliwa.

Istnieje wiele bada? naukowych sugeruj?cych, ?e wdychanie powietrza zawieraj?cego sadz? mo?e powodowa? ro?nego rodzaju schorzenia układu oddechowego , krwiono?nego i powodowa? zmiany nowotworowe ^[5] .

Zastosowania [ edytuj | edytuj kod ]

Sadza jest głownym i najta?szym ?rodłem amorficznego w?gla. Amorficzny w?giel jest stosowany w przemy?le przy produkcji opon samochodowych, smarow , a tak?e jako pigment wyrobu farb oraz do barwienia i fotostabilizacji tworzyw sztucznych, tuszow drukarskich, a tak?e jako składnik materiałow wybuchowych . Amorficznego w?gla nie nale?y jednak uto?samia? z sadz? - gdy? jest on zwykle produkowany w kontrolowanych warunkach, a otrzymana sadza zanim zostanie zastosowana w praktyce musi przej?? proces oczyszczania z resztek organicznych i popiołu. W Polsce jej produkcj? zajmuje si? jedynie fabryka w Ja?le ( wojewodztwo podkarpackie ).

Sadza jest rownie? historycznym pigmentem stosowanym w produkcji czarnych lakierow szlachetnych. Zmieszana z szelakiem rozpuszczonym w alkoholu jest u?ywana do wykonywania imitacji laki japo?skiej, tzw. japonizacji.

Przypisy [ edytuj | edytuj kod ]

Zobacz hasło sadza w Wikisłowniku