Tipos de carvão

1. Carvão mineral ou natural

Esse carvão é produto da fossilização ao longo de milhares ou milhões de anos da madeira. Vegetais soterrados sofrem a ação de micro-organismos, da temperatura e da pressão, ao longo desse tempo, e vão perdendo água, oxigênio, nitrogênio, entre outros componentes, ficando cada vez mais ricos em carbono, que é o que forma o carvão.

De acordo com a porcentagem de carbono, podem ser formados quatro tipos de carvões minerais:

Turfa – 60%

Linhito – 70%

Hulha – 80%

Antracito – 98%

A porcentagem de carbono nesses carvões minerais aumenta com o aumento da idade geológica, com a profundidade das jazidas, com a umidade e com o poder calorífico.

O mais abundante (mais até do que qualquer combustível fóssil) e também mais importante comercialmente é a hulha (carvão de pedra), pois ao sofrer destilação seca, ela dá origem a três frações que são usadas para diversas finalidades.

A fração gasosa é usada como gás de iluminação e como combustível;

Já a fração sólida dá origem ao carvão coque, usado como redutor em metalurgia, principalmente na produção de ferro e aço.

A fração líquida:

a) águas amoniacais, que são usadas na produção de fertilizantes nitrogenados.

b) alcatrão de hulha, que é a principal fonte de hidrocarbonetos aromáticos.

O alcatrão de hulha também pode passar por destilação e dar origem a cinco frações que são usadas na produção de tintas, medicamentos, plásticos e pavimentações asfálticas (piche).

2. Carvão vegetal:

Esse tipo de carvão é obtido por meio da destilação seca da madeira. Essa destilação dá origem a três frações, sendo que a fração sólida é o carvão vegetal.

O carvão vegetal constitui-se como uma alternativa energética ao carvão mineral, pois visto que este último é um combustível fóssil, sua queima libera para a atmosfera vários gases poluentes; enquanto o carvão vegetal é um bom combustível porque, além de ser barato e abundante, é também renovável.

3. Carvão animal:

É obtido por meio da calcinação ou destilação seca de ossos de animais. São impuros, densos e porosos.

Algumas de suas utilizações são:

Recuperação de solventes industriais.

Como absorventes.

Como pigmentos negros.

Remoção de flúor e metais pesados na água.

Clarificação de açúcar e óleos comestíveis.

Refino do petróleo.

Produção da parafina.

O carvão ativado de ossos é amplamente utilizado em processos em que se deseja purificar, descolorir, recuperar e remover odores, obtendo-se alta eficiência abaixo custo.

Adsorção: processo pelo qual átomos, moléculas ou íons são retidos na superfície de sólidos através de interações de natureza química ou física.

4. Negro de fumo (fuligem):

É um carvão em pó, finamente dividido, mais conhecido como fuligem, e é obtido em combustões incompletas de metano e acetileno, como mostrado na reação abaixo:

CH_{4 (g)} + O_2 (g)  → C_(s) + 2 H₂O_(l)

_{metano     oxigênio      fuligem      água}

Ele é uma das variedades de carvão mais puras, com cerca de 99% de carbono.

Algumas de suas aplicações são:

Na fabricação de tintas, pneus, toner, graxa para sapatos.

Bibliografia:

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/tipos-carvao.htm

http://www.bonechar.com.br/carvao-ativado

http://sossolteiros.bol.uol.com.br/13-dicas-para-qualquer-vegetariano-curtir-o-churrasco-de-barriga-cheia/ 

Petróleo

O petróleo é uma fonte de materiais muito importante para a sociedade moderna por ser utilizado na produção de inúmeras matérias-primas e de diversos combustíveis.

É uma mistura menos densa do que a água, inflamável, de aspecto oleoso e de cor que pode variar desde o castanho até o preto, passando pelo verde.

Sua cor depende de sua composição e esta depende da sua região de origem.

Formação:

Acredita-se que o petróleo tenha sido formado pela decomposição de seres vivos submetidos durante milhões de anos a altas pressões e temperaturas, na presença de pouco ou nenhum oxigênio.

Faz parte da biosfera porque é formado em ambientes onde existe – ou existiu – vida.

Camada pré-sal

Se localiza abaixo da camada salina situada no fundo dos oceanos. Na costa sudeste brasileira, na Bacia de Santos, foram encontradas, em 2006, as primeiras jazidas de petróleo nessa camada.

A camada pré-sal inicia-se entre 5 mil e 7 mil metros abaixo da superfície do mar; logo, as perfurações devem atingir profundidades maiores que essas.

Comercialização

A unidade de comercialização do petróleo é o barril.

Um barril equivale a 158,98 litros.

A cotação do petróleo é feita usando-se como referência os petróleos Brent e WTI.

Composição

É uma mistura formada principalmente por hidrocarbonetos.

Estes são compostos formados unicamente por átomos de carbono e de hidrogênio.

Possuem outras substâncias, tais como: metilciclopentano, cicloexano, dimetilciclopentano.

Processamento

Todos esses processos são realizados para obtenção de produtos com diferentes especificações de consumo.

1. Destilação fracionada:

É um processo de separação de mistura de substâncias que apresentam temperaturas de ebulição próximas. Esse processo é usado para separar as principais frações do petróleo (as que dão origem à gasolina, ao GLP, ao querosene).

2. Craqueamento:

Moléculas saturadas e com alta massa molecular são quebradas e transformadas em outras com massas moleculares menores e insaturadas.

3. Reforma:

Moléculas de baixas massas moleculares são transformadas em outras com altas massas moleculares.

4. Alquilação:

São obtidas moléculas mais ramificadas.

Refino do petróleo

O refino pode ser descrito como uma série de operações de beneficiamento do petróleo bruto para que se obtenham produtos específicos.

O petróleo bruto é submetido à destilação fracionada e os resíduos são redestilados.

Refino e Uso do petróleo

Gás natural: usado como combustível e fabricação de plástico.

GLP: usado como combustível, gás de cozinha, fabricação de borracha.

Éter de petróleo: usado em lavagem a seco de tecido.

Benzina: usado como solvente orgânico.

Nafta ou ligroína: usado como solvente na indústria petroquímica.

Gasolina: usado como combustível.

Querosene: usado em iluminação, como solvente, como combustível doméstico e de aviões.

Óleo diesel: usado como combustível para ônibus, caminhões e tratores.

Óleo lubrificante: usado em máquinas e motores.

Vaselina: usado na fabricação de pomadas, cosméticos e indústria alimentícia.

Parafina: usado na fabricação de velas, indústria de alimentos e de cosméticos, impermeabilização e como revestimento de papel.

Asfalto: usado na pavimentação de ruas, vedação de encanamentos e paredes, impermeabilização de cascos de embarcações e revestimento antioxidante.

Coque: usado em usinas siderúrgicas (para redução do ferro e aquecimento dos altos-fornos), no revestimento de fornos refratários, na obtenção do alumínio e como fonte de gás de síntese. 

Fonte: Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: Caderno do Professor, Química, Ensino Médio, 3ª Série, Volume 2. São Paulo: Nova edição, 2014-2017. 

Produção e uso da cal

A produção de cal se dá a partir do calcário (CaCO3).  

Essa matéria prima é extraída, selecionada e moída.  

Depois, o calcário é submetido a elevadas temperaturas dentro de fornos industriais, esse processo é chamado calcinação.  

O resultado desse processo será o CaO (óxido de cálcio ou cal). 

Começou por civilizações antigas (egípcia, grega e romana). 

Seu processo primitivo de calcinação do calcário era feito  em fornos escavados nos barrancos e revestidos de tijolos ou pedras, onde se queimava carvão ou madeira. 

A cal é produzida a uma temperatura de aproximadamente 850 °C.

Os materiais que podem ser formados são a cal viva e o gás carbônico.  

Na calcinação há consumo de energia e diminuição de massa e de volume de material sólido. 

Na hidratação há liberação de energia e aumento de massa e de volume de material sólido.  

Uso da Cal: 

Siderurgia: 

- Fundente facilita a fusão de outro sólido, neste caso, fisão da sílica (areia) presente nos minérios de ferro. 

- Escorificante auxilia na purificação de um produto, neste caso, ferro.  

Fabricação de papel (agente branqueador e correção da acidez). 

Tratamento de água (correção da acidez e agente floculante). 

Preparo de tintas alcalinas. 

Construção civil (agente cimentante).  

Construção de estradas.  

Nas indústrias siderúrgicas e metalúrgicas. 

Na fabricação de aço e alumínio. 

Em diversos processos químicos e industriais. 

Na saúde e na preservação ambiental, como bactericida e saneador de ambientes. 

Bibliografia: 

Caderno do professor – Química, Ensino Médio, 1ª Série, Volume 1. São Paulo: SEE, 2014 – 2017. 
http://www.grupoescolar.com/pesquisa/producao-de-cal.html