El carbó en les seves diverses modificacions pot tenir un color des del marró fins al negre. És un bon combustible, per la qual cosa s'utilitza en la conversió d'energia tèrmica en energia elèctrica. Es forma com a resultat de l'acumulació de massa vegetal i del pas de processos físics i químics en ella.
Diverses modificacions del carbó
L'acumulació de polpa de fusta en sòls pantanosos condueix a la formació de torba, que és la precursora del carbó. La fórmula de la torba és força complicada, a més, no hi ha una relació estequiomètrica específica per a aquest tipus de carbó. La torba seca està formada per àtoms de carboni, hidrogen, oxigen, nitrogen i sofre.
A més, la torba sota una exposició prolongada a altes temperatures i altes pressions derivades del curs dels processos geològics, pateix una sèrie de modificacions del carbó següents:
- Hulla o lignit.
- Betum.
- Carbó.
- Antracita.
El producte final d'aquesta cadena de transformacions és el grafit dur o el carbó semblant al grafit, la fórmula del qual és carboni pur C.
Fusta carbonífera
Fa uns 300 milions d'anys, durant el període Carbonífer, la major part de la terra del nostre planeta estava coberta de boscos de falgueres gegants. A poc a poc, aquests boscos es van extingir i la fusta es va acumular als sòls pantanosos on creixien. Una gran quantitat d'aigua i brutícia creava obstacles per a la penetració d'oxigen, de manera que la fusta morta no es va descompondre.
Durant molt de temps, la fusta recentment morta va cobrir les capes més antigues, la pressió i la temperatura de les quals van augmentar gradualment. Els processos geològics associats van conduir finalment a la formació de jaciments de carbó.
Procés de carbonització
El terme "carbonització" fa referència a la transformació metamòrfica del carboni associada a un augment del gruix de les capes arbòries, moviments i processos tectònics, així com un augment de la temperatura en funció de la profunditat dels estrats.
L'augment de la pressió canvia principalment les propietats físiques del carbó, la fórmula química del qual es manté in alterada. En particular, canvien la seva densitat, duresa, anisotropia òptica i porositat. Un augment de la temperatura canvia la fórmula mateixa del carbó cap a un augment del contingut de carboni i una disminució d'oxigen i hidrogen. Aquests processos químics condueixen a un augment de les característiques del combustible del carbó.
Carbó
Aquesta modificació del carbó és molt rica en carboni, la qual cosa comporta un alt coeficient de transferència de calor i porta al seu ús a la indústria energètica com a combustible principal.
La fórmula del carbó consta desubstàncies bituminoses, la destil·lació de les quals permet extreure'n hidrocarburs aromàtics i una substància coneguda com a coc, molt utilitzada en els processos metal·lúrgics. A més dels compostos bituminosos, hi ha molt sofre al carbó. Aquest element és la principal font de contaminació de l'aire per la combustió del carbó.
El carbó és negre i crema lentament, creant una flama groga. A diferència del carbó marró, el seu poder calorífic és més alt i ascendeix a 30-36 MJ/kg.
La fórmula del carbó té una composició complexa i conté molts compostos de carboni, oxigen i hidrogen, així com nitrogen i sofre. Aquesta varietat de compostos químics va ser el començament del desenvolupament de tota una direcció en la indústria química: la carboquímica.
Actualment, el carbó gairebé ha estat substituït pel gas natural i el petroli, però continuen existint dos usos importants:
- combustible principal a les centrals tèrmiques;
- font de coc obtingut per combustió sense oxigen de carbó dur en alts forns tancats.
