A kőszén az elpusztult élőlények szerves anyagaiból, azok bomlása során, sok millió év alatt jött létre. Anyagának fő tömegét elemi szén alkotja, de tartalmaz az elszenesedő élőlényekből képződött sokféle szerves vegyületet is.

A kőszén széntartalmát levegőtől elzárt térben történő hevítéssel növelhetjük. A hevítés során gőzök és gázok távoznak el a szénből, és végül a nagy széntartalmúkoksz marad vissza. Ha állati és növényi eredetű, úgynevezett szerves anyagokat levegőtől elzárt térben hevítünk, akkor hasonló végtermékhez jutunk.

Tegyünk apróra tört hurkapálcát egy kémcsőbe, zárjuk le kihúzott végű üvegcsővel ellátott dugóval és látható módon ferdén tartva kezdjük hevíteni! Figyeljük meg a változásokat! Amikor már látható, hogy gázok távoznak a kémcsőből, tartsunk égő gyújtópálcát a kiáramló gázok útjába!

A hevítés során a hurkapálca barnulni kezd, végül teljesen megfeketedik. Közben gőzök és gázok fejlődnek. A gőzök a kémcső dugó felőli végén barna folyadékként lecsapódnak, a gázok meggyújthatók.

Ha zárt térben hurkapálcát hevítünk, a fejlődő gázok kiszorítják a levegőt, ezért nem éghet el a fa szervesanyag-tartalma. A folyamat hőbomlási reakció, amelynek során keletkező, különböző anyagokat pedig olvadás- és forráspontjaik alapján választjuk szét.

A gáz halmazállapotú anyag különböző éghető gázokat (H₂, CO, H₂S, stb.) tartalmaz, neve fagáz. A barnás, jellegzetes folyadék a fakátrány, amely sokféle folyékony szerves vegyületből áll. Közülük többnek egészségkárosító, rákkeltő hatása van. A visszamaradó, fekete anyag pedig a közismert faszén.

A fa száraz lepárlása

A természetes szenekben az elemi szén apró kristályokat alkot (mikrokristályos grafitnak képzelhetjük el). A kristályok között még teljesen el nem szenesedett szerves anyagok találhatók. Zárt térben való hevítés közben a szerves anyagok eltávoznak, és a visszamaradó szén pórusos szerkezetű lesz, azaz rengeteg, apró csövecskét tartalmaz. Az egészen tiszta, úgynevezett orvosi vagy aktív szénnek éppen ezt a tulajdonságát használják fel bélgázok megkötésére. 1,00 gramm tömegű aktív szén felülete akár 1000 m²is lehet (az egységnyi tömegre jutó úgynevezett fajlagosfelülete nagy). Ez a nagy, szilárd felület óriási mennyiségű anyag megkötésére, azaz adszorpciójára képes.

Az aktív szén szerkezete

Adszorpciónakazt a folyamatot nevezzük, melynek során szilárd anyagok a felületükön gázmolekulákat vagy oldatok egyes komponenseit kötik meg.

Önts kevés vörösbort egy főzőpohárba, majd szórj bele porrá tört aktív szenet! Szűrd meg ezután a fekete folyadékot! Rögzítsd és magyarázd meg tapasztalataidat!

A szűrlet színtelen.

Az aktív szén nagy felületén megkötötte (adszorbeálta) a vörösbor festékanyagát.

Aktív szén adszorpciós képességének vizsgálata