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El carbono

El elemento de la semana

Es un elemento esencial para la vida. Sus propiedades químicas le permiten formar enlaces consigo mismo y con otros muchos átomos para generar moléculas complejas, que son la base de la vida tal y como la conocemos.

El carbono es un elemento de número atómico 6 y cuyo símbolo es C. Fundamental para el desarrollo de la vida,  su química se conoce como química orgánica. No es tóxico, pero alguno de sus compuestos sí lo son. Un ejemplo de ello son el monóxido de carbono y los cianuros.

Podemos encontrarlo en los alimentos que conforman la dieta diaria de cualquier persona, en una cantidad aproximada de 300 gramos, ya que los carbohidratos, grasas, proteínas y fibras lo contienen.

Este elemento de la Tabla Periódica se presenta en la naturaleza como carbón, grafito y diamante, pero estas sustancias tan diferentes entre sí, no serían reconocidas como distintas formas del mismo elemento hasta el nacimiento de la química moderna. Este problema ocupó a muchos de los grandes químicos del siglo XVIII, como Scheele, Berthollet y Lavoisier.

De estas tres sustancias, la que planteó mayores dificultades para ser identificada como carbono fue el diamante, debido a su gran dureza y estabilidad. Ya en 1694 los italianos Guiseppe Averani y Cipriano Targioni lograron destruir uno al enfocarlo con los rayos solares concentrados por una lente. Más tarde, en 1771 se repitió en Francia el mismo experimento y se comprobó que el diamante podía arder sin dejar cenizas. Sin embargo, no fue hasta 1796 cuando Smithson Tennat probó que el diamante era una forma pura de carbono, al demostrar que sólo se obtenía dióxido de carbono al quemarlo. Hoy, además de estas formas alotrópicas encontramos, grafeno, carbinos, fulerenos, nanotubos y nanobuds de carbono con aplicaciones muy novedosas.

Carbono y medio ambiente

En el ámbito medioambiental, es un elemento muy importante. La atmósfera inicial del planeta contenía grandes cantidades de carbono en forma de dióxido de carbono y metano, que fueron cambiando una vez que la vida apareció. El intercambio de este elemento entre  la biosfera, geosfera, hidrosfera y atmósfera es lo que conocemos como el ciclo del carbono (inicialmente descubierto por Priestley y Lavoisier), que junto con el del nitrógeno y el del agua son claves para la permanencia de la vida en la tierra.

Desde los inicios de la Revolución Industrial, el hombre está tomando un papel importante en este ciclo debido a las aportaciones de dióxido de carbono de origen antropogénico. El efecto invernadero, la acidificación de los océanos y la lluvia ácida son algunas de sus consecuencias.

Isótopos del carbono

El carbono presenta distintos isótopos (átomos del mismo elemento con distinto número de neutrones) con aplicaciones muy interesantes. . El carbono-11, cuya vida media es de veinte de minutos, se incorpora a distintos radiofármacos con fines diagnósticos en tomografía de emisión de positrones.  El isótopo carbono-14 que se produce cuando los radiación cósmica bombardea el nitrógeno de la atmósfera, permite datar objetos de antiguas civilizaciones, ya que su periodo de semidesintegración es de 5730 años. El carbono -12 se ha utilizado para definir una la unidad de cantidad de materia: el mol. En octubre de 1971, durante la XIV reunión de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) se adoptó la siguiente definición: “El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como hay átomos en 0,012 kg de carbono 12«. 

Esta definición cambió en 2018  con la redefinición de las unidades del SI, (basadas en las constantes fundamentales) que será aprobada en la XXVI reunión de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) y entrará en vigencia a partir del 20 de mayo de 2019 (Día Mundial de la Metrología). La nueva definición del mol será la siguiente: “El mol, cuyo símbolo es mol, es la unidad de cantidad de sustancia del SI de una entidad elemental especificada, que puede ser un átomo, molécula, ión, electrón, cualquier otra partícula o un grupo especificado de tales partículas. Se define asignando el valor numérico fijo de 6,022 140 76 x 1023 a la constante de Avogadro NA cuando ésta se expresa en la unidad mol-1.”

  Carbono vítreo

 

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