Las preparaciones industriales del carbono se refieren a los procesos mediante los cuales se transforma el carbono en formas útiles, como el grafito y el diamante.
Aunque el grafito se encuentra en la naturaleza, su producción industrial es esencial para satisfacer la demanda.
El método de Acheson, que implica calentar materiales carbonosos en un horno eléctrico, permite obtener electrografito.
Por otro lado, la creación de diamantes sintéticos es más compleja y fue explorada por Henri Moissan a finales del siglo XIX.
preparaciones industriales del carbono
Aunque existe grafito en la naturaleza, hay que prepararlo industrialmente con objeto de hacer frente a la gran demanda. Se fabrica en gran escala por el método de Acheson, que consiste en calentar un material carbonoso, como el coque de petróleo, a temperatura elevada en el horno eléctrico mientras se le protege de la atmósfera mediante una capa de arena y carbón de piedra: el material ya transformado en grafito se llama electrografito. La preparación del diamante, la otra forma alotrópica del carbono, presenta mayores dificultades. En 1893 el químico francés Henri Moissan informó que había preparado diamantes sintéticos, pero sus resultados no pudieron confirmarse con los rayos X. Moissan disolvía carbono en hierro fundido y sumergía luego esta solución en un baño de agua fría; al enfriarse y contraerse el hierro, producía una enorme presión en su núcleo, condición suficiente para cambiar la estructura grafitica en otra aparentemente similar a la del diamante. Las minúsculas partículas diamantinas quedaban como residuo insoluble después del tratamiento por los ácidos, pero eran demasiado pequeñas para alcanzar algún valor industrial o como gemas. En 1955, la General Electric Company anunció la fabricación de diamantes de calidad industrial mediante la aplicación de calor y grandes presiones sobre cierto material carbonoso.
El carbón de madera se obtiene calentando a alta temperatura montones de leña recubierta para evitar el acceso del aire. Los productos volátiles de la madera se desprenden y queda el Carbón vegetal. Este proceso de calentar una sustancia en ausencia de aire para formar productos volátiles y fijos se llama destilación destructiva o seca (v. Destilación, Procedimientos especiales). El alcohol de madera o alcohol metílico, CH3OH, el ácido acético o ácido piroleñoso, CH3COOH, y la acetona, CH3COCH3, figuran entre los productos volátiles recuperados.
La preparación del Coque, por destilación del carbón bituminoso, constituye una gran industria. El coque es muy rico en carbono y retiene algo de la parte mineral no volátil del carbón de origen. Se usa como combustible, especialmente en varios procesos metalúrgicos. Parte de los gases desprendidos en su destilación está constituida por productos químicos que sirven como materia prima en la fabricación de medicamentos, colorantes y explosivos.
La mayor parte del carbón mineral se formó durante los Periodos carbonífero medio y superior de la Era primaria (v. Carbón y minería del carbón; Eras geológicas). La vegetación se convirtió en carbón por un lento proceso de transformación de su estructura y composición, en el que perdió hidrógeno y oxígeno y aumentó su riqueza en carbono. El porcentaje de carbono caracteriza la naturaleza del producto resultante; el contenido más bajo corresponde a la turba y el más alto a la antracita.
El negro de lámpara es carbono relativamente puro en estado de fina división; se produce quemando hidrocarburos ligeros en defecto de aire y se usa como pigmento negro. El Negro de humo también es carbono casi puro, obtenido de forma parecida a la antes descrita, pero empleando el gas natural, compuesto principalmente de metano, CH4.
El carbón de huesos se prepara calcinando huesos de animales en una retorta cerrada. En un 10 % es carbono finamente dividido; el resto es fosfato tricálcico (PO4)2Ca3. El carbono en este estado de fina división es capaz de adsorber o retener en su superficie ciertas moléculas voluminosas. El carbón de huesos es de gran utilidad para la decoloración por adsorción de soluciones turbias y se emplea en grandes cantidades en la preparación y refino del azúcar.
