Origen e importancia del carbono:
El carbón fue descubierto en la prehistoria y ya era conocido en la antigüedad en la que se manufacturaba mediante la combustión incompleta de materiales orgánicos. Newton, en 1704, intuyó que el diamante podía ser combustible, pero no se consiguió quemar un diamante hasta 1772 en que Lavoisier demostró que en la reacción de combustión se producía CO2. Tennant demostró que el diamante era carbono puro en 1797. Los primeros compuestos de carbono se identificaron en la materia viva a principios del siglo XIX, y por ello el estudio de los compuestos de carbono se llamó química orgánica. La importancia del elemento reside en gran parte en su presencia en los seres vivos: hace 150 años los científicos creyeron que este compuesto que sustentaba la vida sólo se podía » fabricar» dentro de los seres vivos, por esta razón se lo llamo compuesto orgánico. Hoy se sabe que estos compuestos orgánicos se los puede sintetizar en el laboratorio a partir de sustancias inorgánicas sencillas.
Características del carbono:
El carbono es un elemento notable por varias razones. Sus formas alotrópicas incluyen, sorprendentemente, una de las sustancias más blandas (el grafito) y la más dura (el diamante) y, desde el punto de vista económico, uno de los materiales más baratos (carbón) y uno de los más caros (diamante). Más aún, presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono con los que puede formar largas cadenas, y su pequeño radio atómico le permite formar enlaces múltiples. Así, con el oxígeno forma el dióxido de carbono, vital para el crecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el hidrógeno forma numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en la forma de combustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol.
Formas en que se encuentra el carbono:
Formas alotrópicas:
Una de las formas en que se encuentra el carbono es el grafito, que es el material del cual está hecha la parte interior de los lápices de madera. El grafito tiene exactamente los mismos átomos del diamante, pero por estar dispuestos en diferente forma, su textura, fuerza y color son diferentes. Los diamantes naturales se forman en lugares donde el carbono ha sido sometido a grandes presiones y altas temperaturas. Los diamantes se pueden crear artificialmente, sometiendo el grafito a temperaturas y presiones muy altas. Su precio es menor al de los diamantes naturales, pero si se han elaborado adecuadamente tienen la misma fuerza, color y transparencia.
Que es alotropía:
Propiedad de algunos elementos químicos de presentarse, en un mismo estado físico, en dos o más formas diferentes, cristalinas o moleculares.
Características y usos del diamante
Caracteriticas:
Conductividad Eléctrica, Dureza, Conductividad térmica, Color, Índice de refracción.
Usos
La alta dispersión óptica de diamante hace que sea muy conveniente para la industria de la joyería.
Es la sustancia más dura conocida, y esto hace que sea muy adecuado para tareas. Es utilizado con eficacia para el corte de vidrios, tejas y otros materiales.
Los diamantes son utilizados en recubrimientos semiconductores para los procesadores de ordenador y de los microchips.
Los diamantes son utilizados en los componentes de precisión láser para equipos ópticos.
Características y usos del grafito
Características:
Es un mineral suave,color gris,brillo metaloide, peso específico de 2.23, dureza de 1-2,cristaliza en el sistema hexagonal, inodoro, no tóxico, resistente al calor, excelente conductor de calor y electricidad, Es extremadamente refractario, siendo poco afectado por temperaturas superiores a los 3,000ºC, tiene alta resistencia al intemperismo y los ácidos, se mezcla fácilmente con otros materiales tanto líquidos como sólidos.
Usos: * Lápices * Lubricantes * Ladrillos * Crisoles * Pistones * Juntas * Arandelas
* Rodamientos * Electrodos * Carbones de un motor * Discos de grafito * Grafeno
* Tintura de grafito. Por lo tanto puede ser utilizado en industrias como:
* Construcción * Farmacéutica * Médica * Minería * Maquinaria * Eléctrica
Carbono amorfo:
Como su nombre lo indica, el carbono amorfo es un tipo de carbono deforme debido a la falta de la estructura cristalina.
HULLA:
La hulla es una roca sedimentaria orgánica, un tipo de carbón mineral que contiene entre un 45 y un 85 por ciento de carbono. Es dura y quebradiza, estratificada, de color negro y brillo mate o graso.
ANTRACITA:
La antracita es el carbón mineral más metamorfoseado y el que presenta mayor contenido en carbono. Es de color negro a gris acero con un lustre brillante. Estando seca y sin contar cenizas la masa de la antracita posee 86% o más de carbono y 14% o menos de volátiles.
TURBA:
es un material orgánico, de color pardo oscuro y rico en carbono. Está formado por una masa esponjosa y ligera en la que aún se aprecian los componentes vegetales que la originaron. Se emplea como combustible y en la obtención de abonos orgánicos. CARBONO 59%.
LIGNITO:
es un carbón mineral que se forma por compresión de la turba, convirtiéndose en una sustancia desmenuzable en la que aún se pueden reconocer algunas estructuras vegetales. Es de color negro o pardo y frecuentemente presenta una textura similar a la de la madera de la que procede. Su concentración en carbono varía entre el 60% y el 75% y tiene mucho menor contenido en agua que la turba.
Artificiales:
Carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono y con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno, utilizada como combustible fósil. Se utiliza en las fábricas que necesitan mucha energía en sus procesos, como las fábricas de cemento y de ladrillos. Uso doméstico. Es usado como calefacción principalmente en los países en vías de desarrollo, Petróleo sintético.
El coque es un combustible sólido formado por la destilación de carbón bituminoso calentado a temperaturas de 500 a 1100 °C sin contacto con el aire. Este combustible o residuo se compone en 90 a 95% de carbono. Nitrógeno, oxígeno, azufre e hidrogeno están presentes en cantidades menores. El coque se utiliza en grandes cantidades en altos hornos para la elaboración de hierro.