jóia de diamanteO carbono é um dos elementos químicos da tabela periódica, presente na natureza na forma sólida. Seu número atômico é 6, o que quer dizer que possui 6 elétrons em circulação e carga de 6 prótons em seu núcleo. A letra que o representa na tabela periódica é o “C”, pertence à família 14 (da tabela periódica) e a sua carga atômica é 12 daltons ( unidade de massa atômica ou dalton).

Além do curioso fato de formar um dos materiais mais baratos e frágeis (grafite) e também compor o elemento mais duro e resistente do mundo (diamante), o carbono é parte integrante de todo ser vivo, por ser o principal integrante das cadeias carbônicas. Essas cadeias se devem á facilidade do carbono de se “ligar” a outros elementos e gerando diversos resultados, dentre eles, o dióxido de carbono sólido ou gelo seco, como é conhecido.

Diversas Funcionalidades do Carbono

O carbono se destaca, também, por ter uma variada alotropia. A alotropia é um termo criado Jons Jacob Berzelius e que significa a capacidade de um elemento poder formar outros elementos diferentes. No caso do carbono, ele possui cinco formas alotrópicas: o Grafite, Nano espumas, Fulerenos, Nanotubos e o Diamante.

Sob pressão normal, ele adota a forma de grafite (ligação de um carbono com mais carbonos). Variando um pouco a estrutura das ligações do grafite, será formado o fulereno. Esse elemento é um conjunto de moléculas de carbono formando uma cadeia que se assemelha as formas do desenho de uma bola de futebol.

Também fruto de variações na estrutura da ligação das moléculas de carbono, os nanotubos são resultado de ligações carbônicas, cuja característica é a formação de uma espécie de “tubos”. São ótimos condutores de calor e de eletricidade, além de ter uma boa resistência.

O estado alotrópico do carbono, descoberto em 2004, foi o estado das nanoespumas. Apesar dos poucos estudos, já mostra características de baixa condutividade elétrica e de calor, baixa densidade e magnetismo.

Mas, sem dúvida, o mais fascinante estado que o carbono pode atingir é o diamante. Ele é o elemento natural mais resistente conhecido e sua formação requer carbonos puros (sem ligação com outros elementos) e a altíssimas pressões e calor. Devido a sua dureza, essa pedra preciosa não pode ser riscada por nenhum outro mineral.

O Carbono e a Química Orgânica

A Química Orgânica é um ramo da química que estuda os compostos do carbono. É importante ressaltar que nem todos os compostos de carbono são orgânicos (o diamante, o grafite e o dióxido de carbono são prova disso), mas todos os elementos orgânicos contêm em sua estrutura o carbono.

Especificamente o gelo seco é formado por dióxido de carbono: uma ligação de átomos de oxigênio e um de carbono. A representação desse elemento é CO2 e foi descoberto em 1754, por Joseph Black, físico e químico escocês. Pode ser chamado também de gás carbônico ou anídrico carbônico. Por ter ligações frágeis, a sua forma comum (em pressão e temperatura ambiente) é a forma gasosa. Para sua forma solida (gelo seco) é preciso submeter essa substância a uma temperatura de -78 ºC. Já para se obter o estado líquido desse elemento, é mais raro ainda: é necessário a pressão de 5 atmosferas (101 325 Pa, no nível do mar).

Dióxido de Carbono - CO2

fumaça da fábricaO dióxido de carbono é a ligação de dois átomos de oxigênio e um de carbono. A molécula se apresenta em condições ambientes como uma substância gasosa, sem cor e sem cheiro. Foi descoberta em 1754, pelo físico e químico escocês Joseph Black. É um composto muito presente no planeta terra, tendo várias funções.

O dióxido de carbono é importante no processo de fotossíntese, até na utilização do gelo seco e para causar efeitos especiais em festas e shows. Possui o ponto de ebulição em -57ºC e o ponto de fusão (nesse caso, o de sublimação) de -78ºC. Além de ser encontrado na natureza como um agente de efeitos benéficos (como a fotossíntese) também é participante de efeitos nocivos como a ilha de calor, o aumento do efeito estufa e aquecimento global, por exemplo.

O elemento químico carbono em si está em cada ser vivo através das cadeias carbônicas, que participam do organismo de seres humanos e outros seres vivos. Já na forma de CO2, esse composto age junto às plantas: ele entra nas plantas abrindo uma região chamada estômato e, a partir dessa abertura, é possível que a planta se alimente por meio da luz solar. O processo ainda se completa com a absorção de luz solar e a transformação de gás carbônico (CO2) em oxigênio. Já os seres vivos respiram oxigênio e liberam gás carbônico, completando o ciclo. O efeito direto em seres humanos é a produção de oxigênio e a manutenção das plantas vivas.

Outros usos do dióxido de carbono:

  • Para extintores de incêndio - responsáveis por isolar o oxigênio do fogo e a queda da temperatura do combustível causador do fogo. É recomendado para incêndios que tenham líquidos inflamáveis e materiais elétricos como fonte do incêndio;
  • Pesquisas Médicas - essencial na indução de uma atmosfera anaeróbica e aeróbica, além de ser utilizado em tratamentos de acidentes vasculares, cerebrais e isquêmicos. Misturado com oxigênio ou nitrogênio, o gás carbônico serve também para a calibragem de aparelhos para a análise sanguínea e de difusão pulmonar;
  • Produção de Papel;
  • Refrigerante gaseificados, etc.