بحث عن دورة الكربون في الطبيعة

الكربون يوجد في الغلاف الجوي على شكل Co2، كذلك تحتوي المركبات التي تكون أجسام الأحياء البرية وهو البحرية و هياكلها على الكربون ، وايضا يوجد في التربة ضمن المادة العضوية و الدبال ، و يوجد في الغلاف المائي على شكل Co3 2-, Hco3 ذائبة في الماء ، كذلك يوجد في الغلاف الصخري في الصخور الجيرية  CaCo3والدولوميت (CaMg (Co3) (2 و في الفحم الحجري و النفط و الغاز الطبيعي  الكربون كذلك يوجد ضمن المادة العضوية في الكربون العضوي  و كذلك ضمن المادة غير العضوية وهي الكربون غير العضوي .

تعريف دورة الكربون

حيث انه من الممكن تعريف دورة الكربون على أنها العملية التي ينتقل بها الكربون من الغلاف الجوي إلى الكائنات الحية، ثم بعد ذلك إلى الأرض، ثم يرجع إلى الغلاف الجوي مرة أخرى  وذلك لأن كمية الكربون تعتبر ثابتة على الأرض وكذلك في الغلاف الجوي، و الكربون يعود إلى الغلاف الجوي والغلاف المائي عن طريق هذه العمليات:

– عملية الاحتراق وهي تكون على شكل عنصر الكربون، وكذلك العديد من مركبات الكربون الأخرى.

– وكذاك تنفس الحيوانات  والنباتات على شكل ثاني أكسيد الكربون.

– وايضا التحلل والتعفن على شكل ثاني أكسيد الكربون  وذلك في حالة وجود الأكسجين، وفي حالة غياب الاكسجين على شكل الميثان.

دورة الكربون في الطبيعة

دورة الكربون تبدأ بأخذ النباتات الخضراء وهي المنتجات  لمادة ثاني أكسيد الكربون وذلك من الغلاف الجوي في عملية البناء الضوئي لكي تنتج المركبات العضوية و ايضا في النبات  تتم عملية التنفس ، فينتج عن ذلك غاز Co2 الذي يعود  مرة اخرى إلى الغلاف الجوي .

وبالتالي يتم استخدامه في عملية البناء الضوئي حتى تكتمل الدورة برجوعه إلى النبات .

حيث أن دورة الكربون تكون مرتبطة إلى حد كبير بما يحدث لغاز Co2 وفي الغالب  فان دورة الكربون تتبع مسارات أكثر تعقيدا حيث انه وبعد تحول الكربون الذي يكتسبه النبات إلى مواد عضوية ، تتغذى الحيوانات  وهي المستهلكات عليها ، فيتم بعد ذلك عملية هضم المواد العضوية وكذلك امتصاصها و تمثيلها لكي تساهم في بناء الأنسجة الحيوانية.

 و الذي يترتب على ذلك ان ذرات الكربون الموجودة في النبات تصبح جزء من تركيب خلايا جسم الحيوان الذي تغذى عليها .

وبعد ذلك يمكن للكربون أن يعود إلى الجو  وذلك عن طريق عملية التنفس ويقوم بإنتاج  ثاني أكسيد الكربون .

ويكون الكربون المتبقي في أنسجة وخلايا الكائنات الحية المستهلكة قد تفقد جزءا منه من خلال إفرازاتها و فضلاتها ، و بعد ان تموت فالكربون يؤول إلى المادة العضوية التي يمكن من خلالها أن يعود إلى الجو  وذلك بفعل عمليات التحلل الهوائية بوساطة الكائنات الحية الدقيقة وهي المحللات.

و انه يوجد هناك جزء من الكربون العضوي لا يمر بدورات من هذا النوع و بهذه السرعة.

كذلك للكربون يمكن أن يصبح محتجز في المركبات العضوية  وذلك في الوقود الأحفوري حيث  تحفظ المركبات العضوية من عمليات التحلل الهوائية .

 وانه عند احتراق هذا الوقود فالكربون يعود ثانية إلى الغلاف الجوي  ويكون على شكل غاز ثاني أكسيد الكربون ليعاد تدويره من جديد .

مركبات الكربون

  الكربون  يكون روابط تساهمية مع العناصر الأخرى ويكون مركبات جديدة، كذلك هو يرتبط مع ذرات الكربون الأخرى حتى يكون سلاسل كربونية جديدة ومن مركباته هي

مركبات الكربون العضوية

حيث انه توجد أعداد كبيرة منها قد تصل إلى آلاف، حيث ينتج عن طريق اتحاده مع نفسه سلاسل طويلة من الكربون ومنها:

الألكينات

 هي تعتبر من المركبات غير المشبعة، لذلك فهي تتكون من رابطتين تشاركيتين بين ذرتي الكربون في السلسلة، مثل الإيثيلين والبروتين.

 الألكانات

و هي تعتبر من المركبات المشبعة بالهيدروجين، ويكون جمع روابط الكربون التي بينها أحادية مثل الإيثان والبروبان.

المركبات الأروماتية

والبنزين  يعتبر أشهرها، وهومن نتاج  ست ذرات من الكربون  تكون متصلة في سلسلة، وكل ذرة من هذه السلسلة ترتبط بذرة الكربون السابقة واللاحقة لها، وكذلك برابطتين أخريين بذرتي الهيدروجين.

وانه يوجد عدد هائل من المركبات العضوية وذلك لأن عدد الكربونات نفسه من الممكن ان يكون مركبات مختلفة عند اختلاف طريقة ترابطها، وان هذه السلاسل من الممكن أن ترتبط مع مجموعة أخرى من العناصر فتشكل مركبات مختلفة عن بعضها، فمنها يصنع من النباتات كسكر الجلوكوز وهو أبسط أنواع المركبات الغذائية، هي تعتبر الغذاء الذي يمكن ان تنتجه النبتة من خلال البناء الضوئي وذلك باستخدام ثاني أكسيد الكربون والكلورفيل، وتقوم ببناء عليه مركبات أخرى تكون أكثر تعقيداً.

مركبات الكربون غير العضوية

فإن مركبات الكربون غير العضوية وعلي عكس المركبات العضوية فهي تتكون من سلاسل تكون قصيرة من الكربون، أو من ذرة واحدة منه كالآتي:

 مركبات الهيدروجين مع الأكسجين

  وهي الأكاسيد مثل أول اكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون، والكربونات مثل كربونات الصوديوم وكربونات الباريوم، وكربونات النيكل وكربونات الليثيوم،  وغيرها الكثير من المركبات المشابهة.

مركبات الكربون مع الأكسجين والهيدروجين

و هي تكون عبارة عن مركبات حمضية كحمض الأكساليك وحمض الكربونيك.

خصائص مركبات الكربون

  مركبات الكربون تتميز ببعض الخصائص المشتركة، ومن هذه الخصائص:

1-  ان عندها القدرة على التفاعل المنخفض في درجة الحرارة العادية، ولكن من الممكن ان تتفاعل بقوة عند تعريضه للحرارة، فمثلا: نجد السليلوز الذي يكون موجود في الخشب،  فانه يبقى مستقر عند درجة حرارة الغرفة، ولكنه يحترق عندما يتم تسخينه.

2-  مركبات الكربون العضوية تعد مواد قابلة للاشتعال، وانه يمكن استخدامها كوقود، ومنها : الغاز الطبيعي والقطران،  والنفط، والفحم.

3- كذلك ان العديد من مركبات الكربون غير قطبية، وقابليتها  للذوبان في الماء تكون منخفضة، فلذلك يصعب إزالة الزيت أو الشحم باستخدام الماء فقط.

4- كذلك في الغالب ما تكون المركبات التي تحتوي على الكربون وكذلك النيتروجين لها رائحة مميزة.