Fórmula química

C

Temas cubiertos

Antecedentes
Información básica de carbono
Ocurrencia de Carbono
Carbono y Nanotecnología
Isótopos
Producción de carbono
Aspectos sanitarios del Carbono
Propiedades clave del Carbono
Aplicaciones de Carbono

Antecedentes

Desde tiempos prehistóricos, los humanos han sido conscientes de la presencia de carbono. Cuando la gente de la cueva hizo un fuego, vieron la formación de humo. El color de humo negro es indicativo de partículas de carbono de materiales no quemados.

Más tarde, el aceite se utilizó como combustible para lámparas. La quema de aceite dio lugar a la liberación de carbono, que formó una cubierta de hollín en el interior de la lámpara. Esta cubierta de hollín llegó a ser conocida como negro de lámpara. El negro de lámpara se mezclaba con goma bálsamo o aceite de oliva para hacer tinta.

el Carbón es la forma más común de carbono. La madera cuando se calienta en ausencia de aire, en particular oxígeno, da lugar a la formación de carbón vegetal. El físico francés René Antoine Ferchault Reaumur, se dio cuenta de que el carbono puede ser un elemento y publicó un trabajo a este efecto en 1722. La clasificación oficial del carbono ocurrió a finales del siglo XVIII. Fue nombrado inicialmente Carbone basado en el término latino anterior para carbón, charbon.

Hay casi diez millones de compuestos de carbono y la «química orgánica» es una rama de la química que se ocupa del estudio de estos compuestos de carbono. Los siguientes son algunos compuestos de carbono comunes:

• Acetic acid (CH3COOH)
• Ethyl alcohol (C2H5OH)
• Acetylene (C2H2)
• Benzene (C6H6)
• Methane (CH4)
• Ethylene (C2H4)
• Carbon tetrachloride (CCl4)
• Chloroform (CHCl3)
• Carbon dioxide (CO2)
• Carbon monoxide (CO)
• Carbon disulfide (CS2)

Basic Information of Carbon

Table 1. Basic Properties of Carbon

Occurrence of Carbon

Almost 18% of an individual’s body weight is due to carbon. El carbono es el segundo elemento más común en el cuerpo humano, el cuarto elemento más común en el sistema solar, el sexto elemento más común en el universo y el 17 elemento más común en la corteza terrestre. El carbono se encuentra en minerales como el magnesio (MgCO3) y el carbonato de calcio (CaCO3) y rara vez se presenta como grafito y diamante. El carbono también se presenta en forma de dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera. Aunque el dióxido de carbono constituye solo una pequeña parte de la atmósfera, es un gas muy importante ya que se utiliza para la fotosíntesis. Algunas variedades de carbón son casi carbono puro. El gas natural, el carbón y el petróleo contienen carbono. El gas natural y el petróleo son todos hidrocarburos que son compuestos hechos de hidrógeno y carbono.

Carbono y nanotecnología

Mientras que los alótropos de carbono como el grafito y el diamante se conocen desde hace siglos, otros alótropos como los nanotubos de carbono, el grafeno y el buckminsterfullereno se han descubierto más recientemente. Estos han desempeñado un papel importante en el desarrollo del campo de la nanotecnología.

En términos básicos se pueden describir como:

• Grafeno-Una sola hoja de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal, de modo que todos los átomos de carbono están unidos a otros 3 átomos de carbono
• Nanotubos de carbono– Un tubo hecho de una hoja de grafeno (nanotubos de carbono de pared única). Las variaciones incluyen tubos cerrados en uno o ambos extremos, y tubos hechos por láminas de grafeno rodantes de tal manera que tengan varias capas de espesor (nanotubos de carbono de paredes múltiples).
• Buckminsterfullerene: A veces llamadas buckyballs, normalmente consisten en 60 átomos de carbono unidos entre sí para formar una estructura esférica con 20 caras hexagonales y 12 caras pentagonales.

Isótopos

El carbono-12, el carbono-13 y el carbono-14 son los tres isótopos de carbono que se producen naturalmente.

El carbono-14 es radiactivo y se utiliza para medir el grosor de objetos, por ejemplo, láminas de acero. También se utiliza en la» datación por carbono » de muestras arqueológicas, donde los científicos utilizan la vida media del carbono-14 para determinar la edad de las muestras.

La producción de carbono

Grafito, diamante y otras formas de carbono se obtienen directamente de las minas. Los diamantes sintéticos se pueden producir cuando el carbono puro se somete a temperaturas y presiones extremadamente altas. Hoy en día, aproximadamente 1/3 de todos los diamantes se producen sintéticamente.

Aspectos sanitarios del carbono

El carbono es absolutamente esencial para la vida y casi todas las moléculas de un organismo vivo contienen carbono. El carbono también tiene algunos efectos nocivos en los organismos vivos. El pulmón negro, por ejemplo, es una enfermedad desarrollada en los mineros del carbón. El pulmón del minero desarrolla un color negro que se produce cuando el minero inhala polvo de carbón. Este polvo de carbón bloquea los pequeños agujeros a través de los cuales el oxígeno entra en los pulmones, lo que resulta en dificultad para respirar, que en el peor de los casos puede resultar en la muerte.

Propiedades clave del carbono

• El carbono se quema en el aire para formar monóxido de carbono y dióxido de carbono.
• El carbono reacciona con el oxígeno, pero no reacciona ni se disuelve en ácidos, agua y otros materiales similares.
• El carbono tiene la capacidad de desarrollar cadenas largas, que son prácticamente infinitas. Por ejemplo, las moléculas de plástico tienen una larga cadena de átomos de carbono unidos entre sí y algunas de ellas también tienen cadenas laterales.
• El carbono está presente en muchas formas alotrópicas. El grafito y el diamante son alótropos que poseen estructuras cristalinas. Los alótropos sin estructuras cristalinas son sin forma o amorfos.
• El coque, el carbón, los alótropos de carbono y el negro de lámpara son alótropos no cristalinos.

Aplicaciones de carbono

El grafito y los diamantes son dos alótropos importantes de carbono que tienen amplias aplicaciones.

Los diamantes son caros y atractivos y, por lo tanto, se utilizan en joyas de alta gama. Los diamantes industriales se utilizan para cortar, pulir y moler vidrio debido a su extrema dureza.

Grafito utilizado en:

• Plantas de energía nuclear para ayudar a ralentizar los neutrones en una reacción nuclear
• Grafito utilizado en lápices de plomo
• El grafito se utiliza como lubricante para máquinas y piezas mecánicas
• Los refractarios de grafito se utilizan cuando se requieren revestimientos de hornos sin humectación y la oxidación no es un problema, p. ej. en la producción de aluminio y en hornos de vacío

El carbono amorfo también encuentra una variedad de aplicaciones, como:

• Neumáticos de goma
• Tintas
• Pigmentos
• Discos fonográficos
• Pulidor de estufa
• Cintas para máquinas de escribir.