Carbono

O Carbono é um elemento não-metálico tetravalente, pertence a família 4A na tabela periódica, exibe o número atômico 6 e massa atômica 12; seu símbolo é a letra C.

Tornou-se conhecido ainda na antiguidade e é, sem duvida, o elemento basilar da vida (animal e vegetal ) em nosso Planeta, assim como é responsável pela constituição de uma miríade de compostos minerais.

Uma percentagem significativa do carbono existentes na natureza está na forma de compostos orgânicos, enquanto os minerais podem ser encontrados na forma de carbonatos, carbetos e bicarbonatos.

Outro fator a ser considerado é a capacidade do Carbono em se conectar consigo mesmo, bem como de compor moléculas distribuídas em cadeias médias e longas, as chamadas cadeias carbônicas.

Como possui grande facilidade para combinar-se quimicamente com outros átomos pequenos, também estabelece ligações com praticamente qualquer elemento da tabela periódica, sejam eles metálicos ou não metálicos, o que de fato gera uma infinidade de compostos.

Na atmosfera, o Carbono pode ser encontrado em combinação com diversos elementos; combinado ao cálcio, magnésio e ferro; pode formar enormes massas rochosas (calcita, dolomita, mármore, etc.) ou simplesmente estar dissolvido na água.

Cinco são

De todas as formas, talvez a mais conhecida e cobiçada seja aquela obtida sob pressões elevadas, quando o carbono se transforma em diamante.

Os maiores depósitos de diamantes se estão localizados no continente africano (África do Sul, Namíbia, Botswana, República do Congo e Serra Leoa), enquanto o grafite, outra forma natural do Carbono, pode ser encontrado em grandes ajuntamentos nos Estados Unidos, Rússia, México, Groenlândia e Índia.

Uso Industrial do Carbono

O principal uso do Carbono pelo homem é no aproveitamento dos combustíveis fósseis, como petróleo e gás natural, compostos de hidrocarbonetos.

Por meio da destilação nas refinarias, o petróleo irá gerar gasolinas, querosene, óleos e bem como a matéria-prima para a obtenção de plásticos, enquanto o gás será usado para gerar energia elétrica de forma mais limpa.

Ciclo do Carbono

Basicamente, o ciclo do carbono ocorre quando os animais ao inspiram oxigênio (O₂) da atmosfera e expiram na forma de dióxido de carbono (CO₂).

Enquanto isso, as plantas absorvem dióxido de carbono (CO₂) do ar e o transformam na fotossíntese. portanto, podemos dizer que o ciclo do carbono é vital para a manutenção da vida na Terra.

Curiosidades

• O termo carbono, do latim carbo, significa carvão.
• Existem mais de três milhões de compostos distintos derivados do carbono. Alguns dos compostos de Carbono mais conhecidos são CH4, Na2CO3, C2H6, C2H5OH, CaC2.
• O ramo da química que se ocupa exclusivamente do estudo do carbono é a "Química Orgânica".
• O Carbono produz uma das substâncias mais frágeis e baratas que conhecemos (o grafite), bem como uma das mais rígidas e caras do Mundo (o diamante).

as formas conhecidas - alotrópicas - do carbono, a saber, grafite, diamante, fulerenos e nanotubos e as nano espumas, essas descobertas em 2004.

Fonte: Geologo.com

Grafite

Grafite ou grafita é um mineral cinza escuro, metálico e macio, que ocorre na natureza em forma de cristais hexagonais com estrutura em camadas. É também chamado de chumbo negro ou grafita – nomenclatura usada pelos cientistas.

O grafite é o resultado de uma rede frouxa de átomos de carbono, que lhe permite maleabilidade. A base da formação do grafite é o carbono puro, que também forma o diamante e o fulereno.

As jazidas mais importantes de grafite encontram-se na China, Canadá, Brasil, México, Rússia, Índia, Madagascar e Siri Lanka.

Propriedades do Grafite

O grafite é um condutor de corrente elétrica e de calor, pois cada átomo de carbono partilha três dos quatro elétrons da estrutura, cedendo o quarto a uma banda de condução comum, como nos metais.

O grafite é resistente a altas temperaturas e oxidação. Devido a seu alto ponto de fusão é também usado como material refratário.

Aplicações do Grafite

O grafite tem importantes aplicações na indústria: na fabricação de tijolos e peças refratárias, cadinhos para as indústrias de aço, latão e bronze, lubrificantes sólidos ou a base de óleo e água, tintas para proteção de estruturas de ferro e aço, catodos de baterias alcalinas, escovas de motores elétricos, eletrodos de lâmpadas elétricas de arco voltaico etc.

Uma das aplicações mais importantes do grafite é na utilização do lápis, e da lapiseira. Misturado com argila muito fina forma a mina do lápis, com diversos graus de dureza.

Grafite e Grafeno

O grafeno é um novo material derivado do grafite que impulsiona uma grande revolução na indústria em virtude de suas propriedades únicas: é maleável, impermeável, e translúcido, mais resistente que o diamante e excelente condutor elétrico. A gama de produtos que podem se beneficiar do grafeno é vasta.

O grafeno é quarenta vezes mais forte que o aço. Permite a criação de smartphones e tablets com telas finas como papel sulfite, transparentes, dobráveis e resistentes a choques e quedas.

O grafeno é um condutor elétrico 1 000 vezes mais eficiente que o cobre e 100 vezes melhor que o silício. As baterias elétricas hoje feitas de nanofibras de carbono durariam três vezes mais se seus circuitos fossem de pó de grafeno.

Curiosidades

• O grafite, submetido a altas temperaturas, pode produzir diamantes artificiais.
• Há poucos produtos produzidos com grafeno, é o caso da raquete de tênis da marca Head, utilizada pelo tenista sérvio Novak Djokovic. Com um aro composto principalmente de grafeno é mais leve que as tradicionais.
• Fonte: Geologo.com

Nova espécie mineral descoberta em Odemira

Nova espécie mineral descoberta em Odemira

Tem um tom entre o amarelo e o castanho e é algo nunca antes visto no mundo da mineralogia. Foi nas antigas minas da Herdade dos Pendões, cinco quilómetros a norte de Odemira, que o mineralogista Pedro Alves descobriu um novo membro do grupo da jahnsite, já reconhecido oficialmente pela IMA-Associação Mineralógica Internacional, a entidade que gere mundialmente todas as questões relacionadas com a mineralogia. Ou seja, a partir de agora Odemira fica a ser, para os mineralogistas de todo o mundo, a localidade-tipo (localidade de referência/ origem) desta nova espécie mineral.

“È um momento importante, sobretudo, para o nosso país, que tem uma riqueza mineralógica muito importante à qual nunca se deu muita atenção”, observa ao “CA” o mineralogista de 39 anos. “E é bom lembrar que Portugal tem, neste momento, 12 minerais com localidade-tipo num universo de 5.400″, acrescenta Pedro Alves, que é natural de Monção e trabalha no laboratório mineralógico da EPDM, nas minas de Aljustrel.

A descoberta desta nova espécie, a quem a IMA atribuiu o código 2017-113, é fruto do trabalho que Pedro Alves tem vindo a realizar desde há dois anos, por interesse pessoal, nas minas da Herdade dos Pendões. “Sou mineralogista e vou a antigas minas para conhecer a mineralogia que era explorada ou que existe nesses locais. Ora esta mina tem uma mineralogia muito rica, embora seja pequena. E dentro dos vários minerais que lá foram identificados, cerca de 40, um deles tinha uma forma e uma composição que não encaixavam com nada conhecido”, lembra.

Começou então um processo moroso e minucioso, que durou cerca de dois anos até ao pedido de reconhecimento submetido à IMA. “Fiz primeiro uma análise química e depois enviei para os EUA, para confirmar a estrutura do mineral. E chegou-se à conclusão que com aquela estrutura e com aquela composição química era uma espécie nova”, revela Pedro Alves, que contou ainda com a colaboração de mineralogistas da Rússia e da República Checa. “Unindo os esforços de todos conseguimos obter toda a informação para estarmos em condições de propor o mineral à IMA”, diz.

Segundo Pedro Alves, “é o conteúdo em zinco que distingue esta nova espécie das outras jahnsites”, que são fosfatos de ferro, manganês e cálcio. “É a primeira jahnsite que tem zinco e que surge em quantidades suficientes para constituir uma nova espécie”, sublinha o mineralogista, reconhecendo que esta descoberta tem mais interesse científico que propriamente económico.

“Mas o facto de ter zinco quer dizer que existe este mineral nesta zona. Em quantidades pequenas, é certo, mas se calhar em profundidade poderá existir zinco e cobre em quantidades que sejam economicamente viáveis. Não neste momento, mas num futuro em que a escassez de minerais faça com que isso aconteça”, acrescenta, admitindo a possibilidade de novas espécies minerais virem a ser descobertas na região, apesar de tal ser, de momento, mais comum em meteoritos ou em zonas vulcânicas.

A oficialização desta nova espécie mineral deverá ser anunciada dentro de poucas semanas pela IMA, que já notificou Pedro Alves para efeito. Depois o mineralogista português terá dois anos para publicar a sua descoberta numa revista científica.
Esta é a segunda vez que Pedro Alves passa por este processo, depois de em 2015 ter sido o primeiro português a submeter uma nova espécie mineral à IMA, na ocasião a zincostrunzite, que tem Gouveia como localidade-tipo. “Em termos pessoais é uma grande satisfação chegar a este ponto”, conclui.

Fonte: CorreoAlentejo

Sintetizado um diamante amorfo

O diamante amorfo também é duro e transparente. [Imagem: Zhidan Zeng]

Diamante amorfo

Diamante e grafite são ambos formados unicamente de carbono. O primeiro é uma das substâncias mais duras que se conhece, enquanto o outro é mole e se desmancha com facilidade, o que permite seu uso como lubrificante.

O que diferencia um do outro é a estrutura cristalina, a forma como os átomos de carbono se organizam. No diamante, eles se arranjam em uma estrutura precisa, que se repete ao longo de todo o cristal. No grafite, não há estrutura cristalina, o que lhe dá o nome de "material amorfo".

Agora, Zhidan Zeng, do centro de pesquisas HPSTAR, na China, especializado em materiais sob alta pressão, sintetizou um material que ela chama de "diamante amorfo".

É um material de carbono, duro como o diamante, mas sem a estrutura cristalina repetitiva. Os átomos de carbono se unem por ligações conhecidas como sp3, típicas do diamante, e não por sp2, típicas do carvão ou do grafite, mas ainda assim criando uma estrutura amorfa.

Outros elementos semelhantes ao carbono - germânio e silício, por exemplo - possuem formas que são inteiramente constituídas de ligações sp3, extremamente fortes, e ainda assim são amorfas. Mas, até agora, uma fase similar de carbono nunca havia sido sintetizada.

Propriedades incríveis

Zeng conseguiu o feito levando uma forma estruturalmente desordenada do carbono, conhecida como carbono vítreo, a uma pressão 5.000 vezes maior do que a pressão atmosférica (50 gigapascals) e a temperatura de 2.780º C.

A amostra manteve sua mudança estrutural e sua incompressibilidade quando retornou à temperatura e pressão ambientes e exames de espectroscopia demonstraram que o novo material possui ligações de carbono sp3, apesar de ser amorfo e sem a ordem de um cristal.

O material que entrou no experimento (a), carbono vítreo, e o material que saiu (b), diamante amorfo. [Imagem: Zhidan Zeng et al. - 10.1038/s41467-017-00395-w]

"Nosso diamante amorfo é denso, transparente, superforte e potencialmente superduro, com propriedades mais incríveis ainda por descobrir," disse Zeng.

Agora a equipe vai começar uma rodada de experimentos justamente para medir a dureza, força, resistência, estabilidade termal e propriedades ópticas do diamante amorfo.

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Fonte: Inovação Tecnológica -