CARBONO - Definición - Significado

08/10/2010

Elemento químico representado por el símbolo C y cuya masa atómica es igual a 12. Es componente principal de todos los hidrocarburos (aceites y gasolinas) y existe en estado elemental en dos formas cristalinas: el diamante, que cristaliza en el sistema cúbico, y el grafito, que lo hace en el hexagonal. El carbono amorfo, considerado durante mucho tiempo como una tercera forma cristalina del carbono, ha revelado a los rayos X que posee una estructura microcristalina igual a la del grafito, con lo que puede decirse que el carbono amorfo no es más que polvo de grafito. En estado nativo el carbono puede presentarse bajo forma de carbón fósil procedente de la descomposición de las vegetaciones de eras prehistóricas, en las cuales el carbono era su principal constituyente.

En cualquier estado en que se presente el carbono es inodoro, insípido, carente de volatilidad, insoluble en todos los disolventes orgánicos usuales y de gran inercia química a la temperatura ambiente. Una característica muy importante del carbono es la de originar enlaces químicos consigo mismo, de una extraordinaria estabilidad, dando lugar a cadenas simples o ramificadas constituidas por muchos átomos de carbono (hasta 60); forma también fácilmente enlaces con hidrógeno, oxígeno, azufre y nitrógeno. Por tanto, el carbono es uno de los tantos elementos químicos más importantes, ya que constituye la base de la química orgánica, llamada también por ese motivo «química de los compuestos del carbono».

Como principal constituyente el carbono se halla junto al hidrógeno en los hidrocarburos contenidos en la gasolina, en los aceites pesados y, por tanto, también se encuentra en todos los compuestos de los gases de escape de los motores de explosión y de combustión interna. Los gases de escape de los coches con motor de explosión contienen, además de dióxido de carbono y vapor de agua que no contaminan el aire por ser inocuos, los siguientes compuestos nocivos:

- monóxido de carbono;

- hidrocarburos en general (parafínicos, olefinicos, nafténicos y aromáticos), incluidos los hidrocarburos policíclicos aromáticos;

- productos de combustión parcialmente oxigenados (aldehidos, cetonas, etc.);

- partículas sólidas en suspensión, y

- óxidos de nitrógeno.

De todos ellos, sólo los citados en último lugar no contienen carbono. Destaca por su interés el material compuesto de partículas sólidas que sale por el tubo de escape, constituido por corpúsculos de naturaleza orgánica e inorgánica. En la parte orgánica se hallan el carbono en estado elemental y los compuestos de elevado peso molecular, constituidos preponderantemente por carbono. Medidas experimentales con rayos X han demostrado que el carbono en estado elemental expulsado por el tubo de escape está constituido por partículas de estructura amorfa, cuyo recuento granulométrico ha establecido que aproximadamente un 70 % de ellas poseen un diámetro inferior a 10.

Un proceso industrial muy interesante puesto a punto en Alemania, durante la primera guerra mundial, fue la producción de carburantes para coches por hidrogenación destructiva del carbón (proceso de Bergius). Probablemente el carbón está constituido por una compleja red de anillos de átomos de carbono que en el citado proceso se escindían en fragmentos más simples, los cuales por hidrogenación pasaban a hidrocarburos lineales o cíclicos. Los bajos índices de octano de las gasolinas así obtenidas eran del orden de 75-80, lo que obligaba a emplear procesos correctores de reformación (reforming) y a mezclarlas con tetraetilplomo.

Por otra parte, las aleaciones de hierro y carbono obtenidas normalmente por refinación de la fundición constituyen los varios tipos de acero. Según el contenido en carbono de los aceros y siguiendo especiales ciclos de enfriamiento de las aleaciones, se pueden obtener aceros con características completamente distintas.

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