Nel corso di milioni di anni il legno subisce un processo di fossilizzazione, in cui la concentrazione di carbonio aumenta e si produce carbone minerale, detto anche carbone naturale.
Esistono quattro tipi principali di carboni minerali: torba, lignite, carbon fossile e antracite. Il carbon fossile è anche chiamato carbone di pietra e contiene circa l'80% di carbonio in massa. Questa varietà di carbone è di grande importanza commerciale, poiché la sua distillazione a secco produce tre frazioni che vengono utilizzate per gli scopi più diversi.
Questa distillazione a secco, in assenza di aria, avviene riscaldando il carbone a temperature molto elevate, circa 1100°C, e le tre frazioni ottenute sono: frazione gassosa, frazione liquida e frazione solida. Vedi la costituzione e le applicazioni dei componenti di queste frazioni:
1. frazione di gas: è costituito da più gas, il principale è l'idrogeno (H2), seguito dal metano (CH4), anidride carbonica (CO2), monossido di carbonio (CO), azoto (N2), olefine e altri gas in piccole le quantità.
Questa frazione è spesso chiamata gas di illuminazione, poiché veniva spesso utilizzata nelle lampade a gas, nell'illuminazione stradale. Attualmente può essere utilizzato come combustibile nelle case e nelle industrie.
La frazione gassosa del carbone è il gas di illuminazione
2. frazione netta: può essere diviso in due parti principali: acqua ammoniacale e catrame di carbone.
2.1. Acque ammoniacali: sono costituiti da ammine, composti derivati dall'ammoniaca (NH3) sostituendo uno dei suoi idrogeni con altri sostituenti organici. Ha anche una base di idrossido di ammonio (NH4OH) e sali di ammonio.
La principale applicazione delle acque ammoniacali è nella produzione di fertilizzanti azotati e fertilizzanti agricoli.
Le acque ammoniacali sono utilizzate nella produzione di fertilizzanti azotati.
2.2. catrame di carbone: dettagli sulla costituzione di questo derivato del carbone si possono trovare nel testo Catrame, ma, brevemente, possiamo dire che è un liquido nero, denso e dall'odore forte, che è costituito da una complessa miscela di idrocarburi aromatici, cioè composti formati solo da atomi di carbonio e idrogeno, aventi almeno un anello benzenico come mostrato di seguito:
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Struttura di un anello benzenico
Il catrame di carbone può anche subire la distillazione e dare origine a cinque frazioni, quattro delle quali, la olio leggero, O olio medio, O olio pesante è il olio di antracene, sono utilizzati per una varietà di scopi, come nella produzione di plastica, vernici, prodotti per la pulizia e medicinali. I componenti di queste frazioni, come il benzene, possono essere separati e utilizzati in laboratorio per scopi specifici. La quinta frazione ottenuta per distillazione del catrame di carbone è la catrame, che è ampiamente usato nella pavimentazione dell'asfalto.
La pece utilizzata nella pavimentazione in asfalto è ottenuta dal catrame di carbone
- 3. frazione solida: è il carbone da coke, un solido amorfo, consistente e poroso. La sua principale applicazione è nell'industria siderurgica, nella produzione di ferro e acciaio (lega metallica formata da ferro (Fe) in una proporzione di circa il 98,5%, carbonio (C), con circa 0,5-1,7%, e tracce di silicio (Si), zolfo (S) e ossigeno (O)).
L'acciaio viene prodotto utilizzando carbone da coke
Pertanto, i prodotti derivati dal carbon fossile sono rappresentati nella sintesi seguente:
Prodotti della distillazione a secco del carbone
di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Carbone"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hulha.htm. Consultato il 28 giugno 2021.