Carbono

[símbolo químico – C; número atômico – 6; peso atômico – 12,0107; grupo da tabela – 14; configuração eletrônica – [He].2s2.2p2; Classificação – não metal; Estado físico – sólido (T=298K)].
O elemento Forma mais de um milhão de Compostos e tem uma química dedicada ao seu estudo, a química orgânica. Pode ser encontrado na Crosta terrestre, dissolvido nas águas e na atmosfera, como Dióxido de carbono (CO2). Se apresenta em 3 formas alotrópicas na natureza - diamante, grafite e Carbono amorfo - com propriedades bem distintas. O Carvão mineral é o resultado da transformação de uma vegetação primitiva sepultada em camadas da Terra por vários períodos geológicos. É formado por uma Parte orgânica e outra inorgânica. A Parte orgânica, formada por moléculas de Carbono (C) e Hidrogênio (H) e, em menor incidência, Oxigênio (O), Nitrogênio (N) e Enxofre (S), é a Parte útil e combustível, enquanto a inorgânica, formada por silicatos, constitui a cinza (resultante da queima do carvão). O grafite é um sólido preto opaco, macio e condutor de eletricidade e quebradiço. Conhecidos pelo homem desde a pré-história, nos primórdios da civilização, o Carvão e o grafite eram usados em pinturas no corpo, em cerâmicas e em desenhos nas cavernas. O diamante é sólido, transparente, incolor, duro, decompõe a a luz nas sete cores espectrais (as cores do arco-íris). É conhecido desde a antigüidade. Acredita-se que sua extração tenha começado na Índia, entre 800 e 600 a.C. . No século I, já existiam descrições das qualidades e dureza do diamante. Era tão raro, que por cerca de 1200 anos o diamante só era conhecido na Índia. Sua introdução na Europa se deu em 1430, apenas para uso pessoal. No século XV, ocorreram grandes descobertas de diamantes famosos, como o Grão Mogol, ao longo dos rios Kistna e Godavery, na Índia.
Em 1961, A Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), adotou o isótopo carbono-12 como Base para o cáculo dos pesos atômicos dos elementos da Tabela periódica.
A química orgânica - No início do século XIX, vários Compostos contendo Carbono (açúcar, Álcool etílico, Ácido acético) eram obtidos de fontes animais e vegetais. Pela sua ligação com organismos vivos, estas substâncias eram chamadas orgânicas e o seu estudo de química orgânica. A maior Parte dos Químicos da época, aceitava a Teoria da Força Vital, que os Compostos orgânicos eram oriundos de alguma Forma de vida. Em 1828, o químico alemão Friedrich Wöler fez uma experiência aquecendo cianato de amônia (NH4CNO), um composto de origem mineral, transformando-o em uréia (H2N-CO-NH2), um composto de origem animal. A partir daí, ficou evidente que nenhuma força vital, além da aptidão e do conhecimento, era necessária para fabricar Compostos orgânicos e substâncias orgânicas e inorgânicas podiam ser usadas como matéria prima. O campo da química orgânica é vasto pois abrange além da composição de todos os organismos vivos, uma série de Materiais usados no cotidiano, como: alimentos (gorduras, carbohidratos, proteínas...), combustíveis, tecidos, madeira, tintas, detergentes, cosméticos, medicamentos, explosivos.
Formas conhecidas de Carbono e suas origens: diamante, grafite, Carvão mineral (ocorrência natural); Carvão vegetal (destilação destrutiva da madeira); Carvão animal (destilação destrutiva do Carvão mineral); negro-fumo (combustão incompleta dos gases naturais e do petróleo); coque (destilação destrutiva de ossos e de partes não aproveitáveis de animais).
O Carvão mineral ocorre em camadas próximas à superfície da crota terrestre ou em camadas mais profundas - poços e galerias. É encontrado em jazidas na França, Alemanha, Rússia, Turquia, Japão, Indonésia, China, Inglaterra, Polônia, Colômbia, Chile e Brasil. O diamante é encontrado em reservas na África, Rússia, Índia, Indonésia, Venezuela, e Brasil. O grafite é extraído na Rússia, Alemanha, Áustria, México, Ceilão e Brasil.
Ocorrência no Brasil – O Carvão mineral é encontrado em reservas nos Estados do sul do país e em São Paulo, onde ocorrem em reservas esparsas. O diamante é encontrado nos seguintes Estados: Paraná, Mato Grosso, Goiás, Bahia, Piauí, Rondônia, Pará, Minas Gerais e São Paulo. O grafite ocorre em reservas nos Estados do Espírito Santo, Minas Gerais e Bahia.
Usos e aplicações - combustível (carvão); lubrificante (carbono grafite); filtros para sistemas de purificação do ar (carbono ativado pulverizado); detecção da Idade de Materiais em arqueologia - Carbono 14 (Isótopo com MEIA vida de 5715 anos); indústria química (grande variedades de compostos); indústria petrolífera (grande variedade de compostos); máquinas de Corte para Materiais com alto grau de dureza (diamante); confere leveza e Resistência às ligas; preparação do aço (Ferro/aço) - no aço: 0,10 à 2% de carbono, no Ferro fundido: 2,5 à 6% de Carbono; sistemas de solda (arcos de carbono); eletrodo para auto-fornos elétricos usados na fabricação do aço; absorção de impurezas e odor (carbono ativado pulverizado); Tratamento de Água (carbono ativado granular); discos de proteção para sistemas pressurizados estáticos ou dinâmicos, usados nas indústrias química, petrolífera, farmacêutica, alimentícia, em tanques de armazenagem, tanques de caminhões pipa, compressores de ar condicionado entre outros (grafite); material de desenho (grafite); material esportivo, como: varas de pesca, tacos de golfe, raquetes de tênis, biciletas de corrida (grafite); armas de fogo (revólveres e rifles); jóias (diamante); fuselagem de aviões à jato (grafite); fabricação de trastes para guitarras e baixos elétricos (grafite).