Grupo do Carbono

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As ligações σ entre os átomos vizinhos dentro de cada camada são originadas da sobreposição de híbridos sp2, e os orbitais p perpendiculares remanescentes se sobrepõem para formar ligações π que estão deslocalizadas sobre todo o plano.

o Carbono tem Peso atômico: 12,011, Ponto de fusão: 3.550º C, Ponto de ebulição: 4.287º C, grafita: 3,52g/ml, carbono: 2,25g/m. Estados de oxidação: +2, +3, +4 Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p2

A maior parte dos compostos de carbono conhecidos são substâncias orgânicas, isto é, compostos de carbono e hidrogênio, este chamado elemento organizador. Os processos reativos dos compostos inorgânicos são iônicos, praticamente instantâneos e simples. Nos compostos orgânicos esses processos são não-iônicos, lentos e complexos. As substâncias orgânicas contêm poucos elementos, em geral de dois a cinco. Além de carbono e hidrogênio, integram nos compostos orgânicos o oxigênio, o nitrogênio, os halogênios, o enxofre e o fósforo. Outros elementos menos abundantes também fazem parte dos compostos orgânicos naturais ou preparados em laboratório. Além dos mencionados compostos orgânicos, o carbono forma também compostos inorgânicos, entre os quais se destacam, por suas aplicações, o sulfeto de carbono (CS2), empregado como matéria-prima na indústria têxtil para obtenção de fibras sintéticas; o carbeto de cálcio (CaC2), primeiro elo de numerosos processos de síntese na indústria química; e o carboneto de silício (CSi), quase tão duro como o diamante, que faz parte dos componentes das pedras de afiar e esmeris utilizados para trabalhar metais. Os óxidos de carbono mais importantes são o monóxido de carbono (CO) e o dióxido de carbono, ou gás carbônico (CO2). O primeiro, que resulta da combustão de carbono ou compostos orgânicos carbonados, é um gás tóxico. O dióxido de carbono participa da composição da atmosfera. Outro grupo de combinações carbonadas é constituído pelos sais de ácido carbônico, os carbonatos e os bicarbonatos, de grande solubilidade. Esses compostos se liquefazem à temperatura ambiente e conservam-se em estado líquido. Forma o chamado gelo seco (anidrido carbônico sólido), material utilizado em refrigeração e conservação.

O Carbono está presente no grupo 14 na tabela periódica, a este grupo também pertence o silício, Germânio, Estanho, Chumbo e Ununquádio. O átomo de Carbono, nome dado por Lavoisier em 1789, do latim carbo- carvão, (carbone em francês), no mesmo ano, A. G Werner e D.L.G. Harsten propuseram o nome grafite (da palavra grega para ‘escrever’), para uma das formas alotrópicas. Nos mais antigos escritos da humanidade como, por exemplo, a Bíblia, é citada em um de seus versículos que se encontra em Provérbios. 26, 21 (1000 A.C.) “Como o carvão é para o borralho, e a lenha para o fogo, assim é o homem contencioso para acender rixas”. As escrituras hindus, os Vedas, o Ramayana e o Mahabharata, mencionam o diamante. Embora conhecido de longa data, o carbono só veio a ser reconhecido como elemento químico aos poucos e pelo trabalho de muitos pesquisadores, como: R.-A. - F. de Réaumur, H.-L. Duhamel Du Monceau, C.W. Scheele, C.-L. Berthollet, A.-L. Lavoisier, entre outros. Suas formas alotrópicas são: Grafite (alfa e beta), diamante, lonsdaleíta (diamante hexagonal), caoíta, carbono (VI) e os fulerenos. Todas essas formas alotrópicas do carbono têm uma estrutura cristalina bem definida. Existem, porém outras formas de carbono que são amorfas, ou que possuem um baixo grau de cristalinidade; entre estas estão o negro de fumo (usado em pneus, tintas, papel carbono etc.), o carvão comum (de uso doméstico como combustível em churrasqueiras, na fabricação de filtros etc.) e o coque, usado em siderúrgicas. O Carbono possui um número atômico Z= 6, sua massa molar é M de Idade= 12,011 g /mol, ponto triplo (grafite-diamante-líquido) igual a 4000K e 100 bar, Isótopos Naturais: 12C, 13C (1,01 a 1,14%) e 14C. Seus compostos são numerosos devido à habilidade que esse elemento possui de formar hibridizações sp, sp 2 e sp 3 ao se ligar a outros (hetero) átomos, resultando em compostos essencialmente covalentes.

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Procedimentos

- Pipetou-se 1 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado;

- Pesou-se 1 g de Sacarose (C12H22O11), adicionou-se o ácido sulfúrico e observou-se;

- Mediu-se 10 mL de refrigerante de laranja, e em seguida adicionou-se 1g de Carvão ativado;

- Adicionou-se cerca de 10g carbonato de cálcio (CaCO3) a um frasco kitassato em seguida adicionou-se 5 mL de solução de ácido clorídrico (HCl) 1 M/L ao frasco, e redirecionou-se o gás liberado para uma solução de NaOH, contendo gotas de verde de bromocresol;

- Adicionou-se 1g de Ca(OH)2 a 50 ml de água, em seguida filtrou-se a solução em outro béquer, borbulhou-se novamente o gás nesta solução, como feito no item anterior;

- Produziu-se mais gás e armazenou-se em dois erlenmeyers, no primeiro inseriu-se um fosforo acesso, no segundo adicionou-se uma fita de magnésio incandescente;

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Resultados e discussão

- O ácido sulfúrico concentrado reage com o açúcar, formando água, carbono e muito calor. Na estrutura da sacarose não existem moléculas de água presente, mas sim, grupos OH e átomos de hidrogênio ligados aos carbonos. São estes grupos OH, também conhecidos como hidroxilas que fazem com que o açúcar seja tão solúvel na água. Quando o ácido reage com o açúcar, ele as ligações C↔OH e C↔H, formando assim H2O que vai sendo evaporado pelo calor da reação. Já o carbono é essa massa preta que cresce dentro do béquer. Por isso o açúcar é chamado de carboidrato, ele contém além de carbonos muitos hidrogênios e oxigênios, em uma proporção de 2:1 como na água.

- O refrigerante colorido (Fanta) ao entrar em contato com o carvão ativado e ser filtrado, perdeu a sua coloração, tornando-se incolor. Segundo J.D Lee (1999), “o carvão ativado tem uma enorme área superficial, sendo usado para alvejar o açúcar e muitos produtos químicos. É também usado como absorvedor de gases venenosos em máscaras contra gases, como filtros no tratamento de águas residuais e como catalisador em algumas reações”. Como o carvão ativado é utilizado como agente de filtração, é possível que ele tenha filtrado os produtos químicos responsáveis pela coloração