Carbono

  O carbono é um elemento químico, símbolo C , número atômico 6 (6 prótons e 6 elétrons), massa atómica 12 u, sólido à temperatura ambiente. Dependendo das condições de formação, pode ser encontrado na natureza em diversas formas alotrópicas: carbono amorfo e cristalino, em forma de grafite ou ainda diamante. Pertence ao grupo (ou família) 14 (anteriormente chamada IVA).

  É o pilar básico da química orgânica, se conhecem cerca de 10 milhões de compostos de carbono, e forma parte de todos os seres vivos.

Características principais

  O carbono é um elemento notável por várias razões. Suas formas alotrópicas incluem, surpreendentemente, uma das substâncias mais frágeis e baratas (o grafite) e uma das mais rígidas e caras (o diamante). Mais ainda: apresenta uma grande afinidade para combinar-se quimicamente com outros átomos pequenos, incluindo átomos de carbono que podem formar largas cadeias.

  O seu pequeno raio atómico permite-lhe formar cadeias múltiplas; assim, com o oxigênio forma o dióxido de carbono, vital para o crescimento das plantas; com o hidrogênio forma numerosos compostos denominados, genericamente, hidrocarbonetos, essenciais para a indústria e o transporte na forma de combustíveis derivados de petróleo e gás natural. Combinado com ambos forma uma grande variedade de compostos como, por exemplo, os ácidos graxos, essenciais para a vida, e os ésteres que dão sabor às frutas. Além disso, fornece, através do ciclo carbono-nitrogênio, parte da energia produzida pelo Sol e outras estrelas.

Aplicações

  O principal uso industrial do carbono é como componente de hidrocarbonetos, especialmente os combustíveis como petróleo e gás natural; do primeiro se obtém por destilação nas refinarias gasolinas, querosene e óleos e, ainda, é usado como matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto que o segundo está se impondo como fonte de energia por sua combustão mais limpa. Outros usos são:

• O isótopo carbono-14, descoberto em 27 de fevereiro de 1940, se usa na datação radiométrica.
• O grafite se combina com argila para fabricar a parte interna dos lápis.
• O diamante é empregado para a produção de jóias e como material de corte aproveitando sua dureza.
• Como elemento de liga principal dos aços (ligas de ferro).
• Em varetas de proteção de reatores nucleares.
• As pastilhas de carbono são empregadas em medicina para absorver as toxinas do sistema digestivo e como remédio para a flatulência.
• O carbono ativado se emprega em sistemas de filtração e purificação da água.
• O Carbono-11, radioactivo com emissão de positrão usado no exame PET em medicina nuclear.
• O carvão é muito utilizado nas indústrias siderúrgicas, como produtor de energia e na indústria farmacêutica (na forma de carvão ativado)

  As propriedades químicas e estruturais dos fulerenos, na forma de nanotubos, prometem usos futuros no campo da nanotecnologia.

  Os diamantóides são minúsculos cristais com forma cristalina composta por arranjos de átomos de carbono e também hidrogênio muito semelhante ao diamante. Os diamantóides são encontrados nos hidrocarbonetos naturais como petróleo, gás e principalmente em condensados (óleos leves do petróleo). Têm importante aplicação na nanotecnologia.

Abundância

  O carbono não se criou durante o Big Bang porque havia necessidade da tripla colisão de partículas alfa (núcleos atómicos de hélio), tendo o universo se expandido e esfriado demasiadamente rápido para que a probabilidade deste acontecimento fosse significativa. Este processo ocorre no interior das estrelas, onde este elemento é abundante, encontrando-se também em outros corpos celestes como nos cometas e na atmosferas dos planetas.   Alguns meteoritos contêm diamantes microscópicos que se formaram quando o sistema solar era ainda um disco protoplanetário.

  Em combinação com outros elementos, o carbono se encontra na atmosfera terrestre e dissolvido na água, e acompanhado de menores quantidades de cálcio, magnésio e ferro forma enormes massas rochosas (calcita, dolomita, mármore, etc.).

  O grafite se encontra em grandes quantidades nos Estados Unidos, Rússia, México, Groelândia e Índia.Os diamantes naturais se encontram associados a rochas vulcânicas (kimberlito e lamproíto). Os maiores depósitos de diamantes se encontram no continente africano (África do Sul, Namíbia, Botswana, República do Congo e Serra Leoa). Existem também depósitos importantes no Canadá, Rússia, Brasil e Austrália.

Compostos inorgânicos

  O mais importante óxido de carbono é o dióxido de carbono ( CO₂ ), um componente minoritário da atmosfera terrestre produzido e usado pelos seres vivos. Em água forma ácido carbónico ( H₂CO₃ ) — as bolhas de muitos refrigerantes — que igualmente a outros compostos similares é instável, ainda que através dele possam-se produzir íons carbonatos estáveis por ressonância. Alguns importantes minerais, como a calcita são carbonatos. As rochas carbonáticas (calcários) são um grande reservatório de carbono oxidado na crosta terrestre.

  Os outros óxidos são o monóxido de carbono (CO) e o raro subóxido de carbono (C₃O₂). O monóxido se forma durante a combustão incompleta de materiais orgânicos, e é incolor e inodoro. Como a molécula de CO contém uma tripla ligação, é muito polar, manifestando uma acusada tendência a unir-se a hemoglobina, o que impede a ligação do oxigênio. Diz-se, por isso, que é um asfixiante de substituição.

  O carbono, quando combinado com hidrogênio, forma carvão, petróleo e gás natural que são chamados de hidrocarbonetos. O metano é um hidrocarboneto gasoso, formado por um átomo de carbono e quatro átomos de hidrogênio, muito abundante no interior da terra (manto). O metano também é encontrado em abundância próximo ao fundo dos oceanos e sob as geleiras (permafrost), formando hidratos de gás. Os vulcões de lama também emitem enormes quantidades de metano enquanto que os vulcões de magma emitem uma maior quantidade de gás carbônico, que possivelmente é produzido pela oxidação do metano.

  Com metais, o carbono forma tanto carbetos como acetiletos, ambos muito ácidos. Apesar de ter uma eletronegatividade alta, o carbono pode formar carbetos covalentes, como é o caso do carbeto de silício (SiC), cujas propriedades se assemelham às do diamante.

Precauções

  Os compostos de carbono têm uma ampla variação de toxicidade. O monóxido de carbono, presente nos gases de escape dos motores de combustão e o cianeto (CN) são extremadamente tóxicos para os mamíferos e, entre eles, os seres humanos. Os gases orgânicos eteno, etino e metano são explosivos e inflamáveis em presença de ar. Muitos outros compostos orgânicos não são tóxicos, pelo contrário, são essenciais para a vida.

Utilização

  O principal uso industrial do carbono é como componente de hidrocarbonetos, especialmente os combustíveis como petróleo e gás natural; do primeiro se obtém por destilação nas refinarias gasolinas, querosene e óleos e, ainda, é usado como matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto que o segundo está se impondo como fonte de energia por sua combustão mais limpa. Recentemente tem sido considerado um dos elementos principais para o desenvolvimento da eletrônica molecular ou moletrônica.

Dióxido de carbono

  O dióxido de carbono (também conhecido como anidrido carbônico, ou gás carbônico) é um composto químico constituído por dois átomos de oxigénio e um átomo de carbono. A representação química é CO₂.

O dióxido de carbono foi descoberto pelo escocês Joseph Black em 1754.

  Estruturalmente o dióxido de carbono é constituído por moléculas de geometria linear e de carácter apolar. Por isso as atracções intermoleculares são muito fracas, tornando-o, nas condições ambientais, um gás. Daí o seu nome comercial gás carbônico.

  O dióxido de carbono é essencial à vida no planeta. Visto que é um dos compostos essenciais para a realização da fotossíntese - processo pelo qual os organismos fotossintetizantes transformam a energia solar em energia química. Esta energia química, por sua vez é distribuída para todos os seres vivos por meio da teia alimentar. Este processo é uma das fases do ciclo do carbono e é vital para a manutenção dos seres vivos.

  O carbono é um elemento básico na composição dos organismos, tornando-o indispensável para a vida no planeta. Este elemento é estocado na atmosfera, nos oceanos, solos, rochas sedimentares e está presente nos combustíveis fósseis. Contudo, o carbono não fica fixo em nenhum desses estoques. Existe uma série de interações por meio das quais ocorre a transferência de carbono de um estoque para outro. Muitos organismos nos ecossistemas terrestres e nos oceanos, como as plantas, absorvem o carbono encontrado na atmosfera na forma de dióxido de carbono (CO₂).

  Esta absorção se dá através do processo de fotossíntese. Por outro lado, os vários organismos, tanto plantas como animais, libertam dióxido de carbono para a atmosfera mediante o processo de respiração. Existe ainda o intercâmbio de dióxido de carbono entre os oceanos e a atmosfera por meio da difusão.

  A libertação de dióxido de carbono vinda da queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra (desmatamentos e queimadas, principalmente) impostas pelo homem constituem importantes alterações nos estoques naturais de carbono e tem um papel fundamental na mudança do clima do planeta.

  O excesso de dióxido de carbono que atualmente é lançado para a atmosfera resulta da queima de combustíveis fósseis principalmente pelo setor industrial e de transporte. Além disso, reservatórios naturais de carbono e os sumidouros (ecossistemas com a capacidade de absorver CO₂) também estão sendo afetados por ações antrópicas. Devido o solo possuir um estoque 2 a 3 vezes maior que a atmosfera, mudanças no uso do solo podem ser importante fonte de carbono para a atmosfera.  


  A concentração de CO₂ na atmosfera começou a aumentar no final do século XVIII, quando ocorreu a revolução industrial, a qual demandou a utilização de grandes quantidades de carvão mineral e petróleo como fontes de energia. Desde então, a concentração de CO₂ passou de 280 ppm (partes por milhão) no ano de 1750, para os 393 ppm atuais, representando um incremento de aproximadamente 40%.

  Nas últimas décadas, devido à enorme queima de combustíveis fósseis, a quantidade de gás carbônico na atmosfera tem aumentado muito.

  Este acréscimo na concentração de CO₂ implica no aumento da capacidade da atmosfera em reter calor. As emissões de CO₂ continuam a crescer e, provavelmente, a concentração deste gás poder alcançar 550 ppm por volta do ano 2100.

• O CO₂ é utilizado em bebidas (bebidas carbonatadas) para dar-lhes efervescência.

• É utilizado em extintores durante os incêndios para isolar o oxigénio do combustível.

• É utilizado em botijas para a prática de Paintball.

• Pode ser utilizado numa concentração de 30 a 40% com gás oxigênio para produzir efeito anestésico em pequenos animais.

Riscos

• Ingerido em excesso pode causar irritações, náuseas, vômitos e hemorragias no aparelho digestivo. Inalado produz asfixia intensa.
• Acarreta fenômenos como efeito estufa, ilha de calor, inversão térmica, smog fotoquímico,aquecimento global
• O gelo seco em contato com a pele pode causar queimaduras.

Ministra do Meio Ambiente convoca países a trabalhar pela Rio+20

  A ministra do Meio Ambiente, Izabella Teixeira, aproveitou a reunião do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (Pnud), em Nova York, para convocar os países-membros da Organização das Nações Unidas (ONU) a trabalhar pelo sucesso da Rio+20, a conferência da ONU sobre desenvolvimento sustentável, que o Brasil vai sediar em junho de 2012.

  

  Em discurso, a ministra disse que os países devem se empenhar para construir as bases de uma economia verde voltada para a erradicação da pobreza. Izabella Teixeira disse que ainda é preciso superar a falsa contradição entre proteção ambiental e desenvolvimento, e que é possível construir um novo modelo de crescimento econômico com sustentabilidade ambiental. 

  "Entre muitas razões para o sentimento geral de fracasso do atual modelo de desenvolvimento está a falta de um paradigma econômico que considera os riscos ambientais, escassez ecológica e as disparidades sociais", disse. A ministra também destacou a necessidade de novos formatos de implementação dos acordos e resoluções que poderão sair da Rio+20, para que as medidas se tornem efetivas. "Nenhuma iniciativa global terá êxito se os países não têm a capacidade de transformá-los em políticas e planos nacionais.

  Nosso desafio é, respeitando o legado da Rio-92, criar as condições ideais para superar o déficit de implementação dos acordos multilaterais e construir uma visão compartilhada de sustentabilidade para as próximas décadas", declarou. Além do papel dos governos, a mudança de perspectiva para uma economia

verde, segundo a ministra, não poderá desconsiderar o papel do setor privado e da sociedade civil. "Se em 1992 nós colocamos todas as nossas expectativas em soluções multilaterais intergovernamentais, agora devemos incluir um leque mais amplo de atores, que não só são influenciados, mas também pode influenciar profundamente o processo". Durante a Rio+20, o governo brasileiro deverá apresentar a proposta de um novo pacto entre os países-membros da ONU para o estabelecimento de metas gerais de desenvolvimento sustentável que possam pautar políticas nacionais relacionadas à geração de energia, hábitos de consumo e outros temas ligados à sustentabilidade.