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Ciclo do carbono

  1. 1. Ciclo docarbono O carbono (C) é um elemento químico de grande importância para os seres vivos, pois participa da composição química de todos os componentes orgânicos e de uma grande parcela dos inorgânicos também. Para equilibrar o processo de respiração, o carbono é transformado em dióxido de carbono. O gás carbônico se encontra na atmosfera numa concentração bem baixa, aproximadamente 0,03% e, em proporções semelhantes, dissolvido na parte superficial dos mares, oceanos, rios e lagos. Removido da atmosfera pela fotossíntese, o carbono do CO2 incorpora-se aos seres vivos quando os vegetais, utilizando o CO2 do ar, ou os carbonatos e bicarbonatos dissolvidos na água, realizam a fotossíntese. Dessa maneira, o carbono desses compostos é utilizado na síntese de compostos orgânicos, que vão suprir os seresvivos.Da mesma maneira, as bactérias que realizam quimiossíntese fabricam suas substâncias orgânicas apartir do CO2. Os compostos orgânicos mais comumente formados são os açucares (carboidratos), mas,além deles, as plantas são capazes de produzir proteínas, lipídeos e ceras em geral.O carbono das plantas pode seguir três caminhos:• ela respiração é devolvido na forma de CO2;• passa para os animais superiores via cadeia alimentar;• pela morte e decomposição dos vegetais, volta a ser CO2.O carbono é adquirido pelos animais, de forma direta ou indireta, do reino vegetal durante a suaalimentação. Assim, os animais herbívoros recebem dos vegetais os compostos orgânicos e, através doseu metabolismo, são capazes de sintetizar e até transformá-los em novos tipos de produtos. O mesmoocorre com os animais carnívoros, que se alimentam dos herbívoros e assim sucessivamente. O carbonodos animais pode seguir, assim como as plantas, três caminhos (figura 5):• pela respiração é devolvido na forma de CO2;• passagem para outro animal, via nutrição;• pela morte e decomposição dos animais, volta a ser CO2
  2. 2. Um outro mecanismo de retorno do carbono ao ambiente é por intermédio da combustão de combustíveisfosséis (gasolina, óleo diesel, gás natural). Além desse, a queima de florestas é uma outra forma dedevolução, mas vale ressaltar que esse método pode acarretar sérios danos ao ambiente, ocasionandograndes variações no ecossistema global do planeta.A IMPORTÂNCIA DO CICLO DO CARBONO NA NATUREZA A importância do ciclo do carbono na natureza pode ser melhor evidenciado pela estimativa de que todo o CO2 presente no ar, caso não houvesse reposição, seria completamente exaurido em menos de 20 anos, tendo em vista a fotossíntese atual. Nos processos de mineralização das substâncias carbonadas, com a consequente reposição do CO2 à atmosfera, têm revelante papel os microorganismos heterotróficos. Outra grande contribuição destes no ciclo de carbono é o suprimento de CO2 ao solo, onde este gás funciona como um eficiente solvente na preparação de alimentosinorgânicos para as plantas, a partir de substâncias minerais do solo.Como ja´visto, o carbono é absorvido pelas plantas, consideradas os produtores da cadeia trófica. Umavez incorporado às moléculas orgânicas dos produtores, poderá seguir dois caminhos: ou será liberadonovamente para a atmosfera na forma de CO2, como resultado da degradação das moléculas orgânicasno processo respiratório, ou será transferido na forma de moléculas orgânicas aos animais herbívorosquando estes comerem os produtores (uma parte será transferida para os decompositores que liberarão o
  3. 3. carbono novamente para a atmosfera, degradando as moléculas orgânicas presentes na parte que lhescoube).Os animais através da respiração liberam à atmosfera parte do carbono assimilado, na forma de CO 2.Parte do carbono contido nos herbívoros será transferida para os níveis tróficos seguintes e outra partecaberá aos decompositores e, assim, sucessivamente, até que todo o carbono fixado pela fotossínteseretorne novamente à atmosfera na forma de CO2.O CICLO DO CARBONO E AS FLORESTASOutras formas de produção de dióxido decarbono são através das queimadas e dadecomposição de material orgânico no solo. Osprocessos envolvendo fotossíntese nas plantase árvores funcionam de forma contrária. Napresença da luz, elas retiram o dióxido decarbono, usam o carbono para crescer eretornam o oxigênio para atmosfera. Durante anoite, na transpiração, este processo inverte, e aplanta libera CO2excedente do processo defotossíntese.Os reservatórios de CO2 na terra e nos oceanossão maiores que o total de CO2 na atmosfera.Pequenas mudanças nestes reservatóriospodem causar grandes efeitos na concentração atmosférica. O carbono emitido para atmosfera não édestruído, mas sim redistribuído entre diversos reservatórios de carbono, ao contrário de outros gasescausadores do efeito estufa, que normalmente são destruídos por ações químicas na atmosfera.A escala de tempo de troca de reservas de carbono pode variar de menos de um ano a décadas, ou atémesmo milênios. Este fato indica que a perturbação atmosférica causada pela concentração do CO 2 paraque possa voltar ao equilíbrio não pode ser definido ou descrito através de uma simples escala de tempoconstante. Para ter-se alguns parâmetros científicos, a estimativa de vida para o dióxido de carbonoatmosférico é definida em aproximadamente cem anos. A utilização de uma escala simples pode criarinterpretações errôneas. A redução do desmatamento poderá contribuir muito consideravelmente para a redução do ritmo de aumento dos gases causadores do efeito estufa, possibilitando outros benefícios, como a conservação dos solos e da biodiversidade. Esta redução do desmatamento deve estar associada a alternativas econômicas, para garantir a qualidade de vida das populações das regiões florestais. EMISSÃO DE CARBONO NA NATUREZA O gás carbônico existente na atmosfera é essencialmente originado pelo processo de respiração (79%). Pode ser gerado ainda pelaqueima de materiais orgânicos, combustíveis fósseis (gasolina, querosene, óleo diesel, xisto, etc) ou não(álcool, óleos vegetais). Pode ainda ser resultado da atividade vulcânica.Os solos ricos em matéria orgânica em decomposição (pântanos) apresentam grande concentração deCO2. O gás carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito estufa, um fenômenoatmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás carbônico (CO 2), vapor de água (H2O), metano(CH4), ozônio (O3) e óxido nitroso (N2O) são transparentes e deixam passar a luz solar em direção àsuperfície da Terra. Esses gases porém, são praticamente impermeáveis ao calor emitido pela superfícieterrestre aquecida (radiação terrestre). Esse fenômeno faz com que a atmosfera permaneça aquecidaapós o pôr-do-sol, resfriando-se lentamente durante a noite. Em função dessa propriedade física, atemperatura média global do ar próximo à superfície é de 15ºC. Na sua ausência, seria de 18ºC abaixo dezero. Portanto, o efeito estufa é benéfico à vida no planeta Terra como hoje esta é conhecida.Desse modo, a questão preocupante é a intensificação do efeito estufa em relação aos níveis atuais.Quanto maior a concentração de gases estufa na atmosfera, maior será a capacidade de aprisionar aradiação terrestre (calor) e maior será a temperatura da Terra. O principal gás estufa é o vapor de água,
  4. 4. porém sua concentração é muito variável no tempo e espaço. O CO2, segundo gás em importância, temcausado polêmica quanto à quantidade emitida e principais locais e fontes de emissão, além danecessidade de controle de emissões. Isso ocorre devido ao aumento de sua concentração na atmosfera(cerca de 0,5% ao ano) e seu tempo de vida na atmosfera, que é de até 200 anos. A necessidade deestabelecimento de protocolos de controle de emissões de gases estufa é incontestável (Protocolo deKyoto, por exemplo), pois testar a hipótese do efeito estufa intensificado em um experimento com próprioGlobo seria bastante arriscado.Existe uma fase sedimentar do ciclo de carbono, onde os processos biogeoquímicos de longo prazo, taiscomo a erosão e a ação de vulcões, lançam de volta para atmosfera pequenas quantidades de carbonopresentes em rochas e sedimentos. Essa fase do ciclo pode levar milhões de anos, enquanto o ciclobiológico do carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre acada 20 anos. Segundo artigo publicado naProceedings of the National Academy of Sciences, aconcentração de CO2 na atmosfera subiu 35% em apenas sete anos. Entre 2000 e 2006, atividadeshumanas, como a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento, contribuíram com o lançamento de4,1 bilhões de toneladas de CO2, levando a uma taxa de crescimento anual de 1,93 ppm (partes pormilhão). Na década de 90, essa taxa era de 1,49 ppm ao ano. A atual concentração de CO 2 é de 381ppm, a maior dos últimos 650 mil anos. Ao mesmo tempo, os processos naturais que poderiam reduziresse impacto (absorção das florestas e dos oceanos) parecem estar esgotando sua capacidade.Ciclo do Carbono na naturezaCiclo do carbonoOrigem: Wikipédia, a enciclopédia livreExistem basicamente duas formas de carbono, uma orgânica, presente nos organismos vivos emortos, não decompostos, e outra inorgânica, presente nas rochas.O Carbono (C) é o quartoelemento mais abundante no Universo, depois do Hidrogênio (H), Hélio (He) e o Oxigênio (O),e é o pilar da vida como a conhecemos.No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da terra e do seuinterior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo
  5. 5. "lento" ou geológico, e o ciclo "rápido" ou biológico.Ciclo geológicoEste ciclo que opera a uma escala de milhões de anos é integrado a própria estrutura doplaneta e iniciou-se há cerca de 4,55 bilhões de anos, quando na formação do Sistema Solar eda Terra, tendo origem nos planetesimais (pequenos corpos que se formaram a partir danebulosa solar) e nos meteoritos portadores de carbono que colidiram com a Terra. Nessesentido, mais de 99% do carbono terrestre está contido na litosfera, sendo a maioria carbonoinorgânico, armazenado em rochas sedimentares como as rochas calcárias. O carbonoorgânico contido na litosfera está armazenado em depósitos de combustíveis fósseis.Ciclo biológicoO ciclo biológico do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbonoatmosférico ocorre a cada 20 anos.Na ausência da influência antropogênica (causada pelo homem), no ciclo biológico existem trêsreservatórios ou "stocks": terrestre (20.000 Gt), atmosfera (750 Gt), oceanos (40.000 Gt). Esteciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono entre os diversos stocks, atravésdos processos da fotossíntese e da respiração.Através do processo da fotossíntese, as plantas absorvem a energia solar e CO2 da atmosfera,produzindo oxigênio e hidratos de carbono (açúcares como a glicose), que servem de base
  6. 6. para o crescimento das plantas. Os animais e as plantas utilizam os hidratos de carbono peloprocesso de respiração, utilizando a energia contida nos hidratos de carbono e emitindo CO 2.Juntamente com a decomposição orgânica (forma de respiração das bactérias e fungos), arespiração devolve o carbono, biologicamente fixado nos stocks terrestres (nos tecidos dabiota,na camada de solo e na turfa), para a atmosfera.As equações químicas que regem estes dois processos são:Fotossíntese6CO2 + 6H2O + energia (luz solar) → C6H12O6 + 6O2RespiraçãoC6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O + energiaCiclo do CarbonoO C é o elemento básico da construção da vida. C está presente nos compostos orgânicos (aquelespresentes ou formados pelos organismos vivos) e nos inorgânicos, como grafite e diamante. C combina-se e é química e biologicamente ligado aos ciclos do O e H para formar os compostos da vida. CO2 é ocomposto orgânico de C mais abundante na atmosfera, mas compostos orgânicos como Ch2 ocorrem emmenor quantidade. Parte do ciclo do C é inorgânica, e, os compostos não dependem das atividadesbiológicas. O CO2 é solúvel em água, sendo trocado entre a atmosfera e a hidrosfera por processo dedifusão. Na ausência de outras fontes, a difusão de CO2 continua em um outro sentido até oestabelecimento de um equilíbrio entre a quantidade de CO2 na atmosfera acima da água e a quantidadede CO2 na água. Co2 entra nos ciclos biológicos por meio da fotossíntese, e, a síntese de compostosorgânicos constituídos de C, H, O, a partir de CO2 e água, e energia proveniente da luz.Carbono deixa a biota através da respiração. Processo pelo qual os compostos orgânicos são quebrados,liberando CO2, ou seja, C inorgânico, CO2 e HCO3- são convertidos em C orgânico pela fotossíntese,CO2 é retirado pelas plantas na terra e nos processos com o auxílio da luz solar, através da fotossíntese.Os organismos vivos usam esse C e o devolvem pelo processo inverso: o da respiração, decomposição eoxidação dos organismos vivos. Parte desse C é enterrado dando origem aos combustíveis fósseis.Quando o carvão (ou petróleo) é retirado e queimado, o C que está sendo liberado (na forma de CO2)pode ter sido parte do DNA de um dinossauro, o qual em breve pode fazer parte de uma célula animal ouvegetal.Praticamente todo o C armazenado na crosta terrestre está presente nas rochas sedimentares,particularmente como carbonatos. As conchas dos organismos marinhos são constituídas de CaCO3 queesses organismos retiram da água do mar. Quando da morte desses, as conchas dissolvem-se ouincorporam-se aos sedimentos marinhos, formando, por sua vez, mais rochas sedimentares. O processo,de bilhões de anos, retirou a maioria do CO2 da atmosfera primitiva da Terra, armazenando-o nas rochas.Os oceanos, segundo maior reservatório de CO2, em C dissolvido e sedimentado, têm cerca de 55 vezesmais quantidade de CO2 que a da atmosfera. Os solos têm 2 vezes mais que a atmosfera, as plantasterrestres têm aproximadamente à da atmosfera.Tempo médio de residência de CO2:Solos - 25 a 30 anos;Atmosfera - 3 anos;Oceanos - 1500 anos.
  7. 7. A formação dos sedimentos tectônicos contendo CO2 e a subseqüente reciclagem e decomposição nosprocessos tectônicos têm um tempo de residência de cerca de milhares de anos. A transformação do Cpresente nos organismos vivos por sedimentação e intemperismo envolve uma escala de tempo similar,embora as magnitudes sejam menores que para os carbonatos. Contudo, tais fluxos naturais estão sendosuperados em muito pela quantidade de C que retorna à atmosfera pela queima dos combustíveis fósseis.Esta é a maior perturbação ao ambiente global causada pelo homem. Há ainda o desflorestamento eoutras mudanças no uso da terra. Como resultado dessas perturbações, a (CO2)atm foi de 288 ppm, em1850, para além de 350 ppm, em 1990. O aumento representa cerca de 50% do total de C que entra naatmosfera. A queima de combustíveis fósseis libera para a atmosfera 5 - 6 bilhões de m³ de C/ano, massó são medidos cerca de 3. De 2 - 3 unidades são "perdidas". Algumas plantas terrestres podem terrespondido ao aumento do (CO2)atm, elevando sua capacidade de fotossíntese.Cerca de 99,9% de todo o C da Terra está armazenado em rochas, como CaCO3 insolúvel ouproveniente da sedimentação da matéria orgânica. Em última instância, o CO2 extra, proveniente daqueima dos combustíveis fósseis, precisa retornar à crosta. A taxa de remoção de C dos oceanos e, emúltima instância, da atmosfera depende do intemperismo das rochas da crosta para liberar íons metálicoscomo Ca+2, que formam os carbonatos insolúveis. O aumento do intemperismo deveria responder àvariação da temperatura global, pois a maioria das reações químicas é acelerada como o aumento datemperatura. A presença da vida pode, portanto, acelerar o intemperismo devido ao aumento da acidezdos solos devido, por sua vez, ao aumento de CO2 e aos ácidos húmicos produzidos quando dadecomposição das plantas. As raízes das plantas também facilitam a destruição física das rochas. Assim,a temperatura global pode estar ligada ao ciclo do C. Adeptos da hipótese Gaia sugerem que a vida naterra exerce controle deliberado sobre a composição da atmosfera, mantendo a temperatura adequada.Durante o verão, as florestas realizam mais fotossíntese, reduzindo a concentração de CO2. No inverno,o metabolismo da biota libera CO2.O CICLO DO CARBONATO - SILICATOSua grande importância consiste no fato dele contribuir com aproximadamente 80% do total de CO2trocado entre a parte sólida da Terra e a atmosfera. A troca ocorre há meio bilhão de anos. CO2atmosférico dissolve-se na água da chuva, produzindo H2CO3. Essa solução ácida, nas águassuperficiais ou subterrâneas, facilita a erosão das rochas silicatadas (Si é o elemento mais abundante dacrosta terrestre). Entre outros produtos, o intemperismo e a erosão provocam a liberação dos íons Ca2+ eHCO3-, que podem ser lixiviador para os oceanos. Os organismos marinhos ingerem Ca2+ e HCO3- e osusam para construção de suas conchas carbonatadas. Quando esses organismos morrem, as conchasdepositam-se, acumulando-se como sedimentos ricos em carbonatos. Esse sedimento de fundo,participando do ciclo tectônico, pode migrar para uma zona cuja pressão e calor fundem parcialmente oscarbonatos. A formação desse magma libera CO2 que escapa para a atmosfera pelos vulcões. Aí, podecombinar-se novamente com a água da chuva, completando o ciclo.O ciclo do carbonato-silicato contribui para a estabilidade da temperatura atmosférica. Exemplo: se umamudança climática aumenta a temperatura do oceano, a taxa de evaporação de água para a atmosferaaumenta e, conseqüentemente, a quantidade de chuva. Aumentando-se as precipitações, aumenta-se ointemperismo, e assim, o fluxo de Ca2+ e HCO3- para o mar. Os organismos marinhos retiram esses íonsda água e quando morrem contribuem para os grandes estoques de C dos sedimentos marinhos. Oresulto líquido é a remoção do CO2 atmosférico. Assim, uma menor quantidade da energia emitida pelasuperfície terrestre é aprisionada e a atmosfera resfria-se, completando o ciclo de contribuição negativapara o aumento da temperatura da atmosfera.Cadeias de átomos de carbono, ligado uns aos outros, são características das moléculas orgânicas. Aglicose, por exemplo, é constituída por uma cadeia de seis átomos de carbono, em torno da qual searranjam seis átomos de oxigênio e doze de hidrogênio (C6h62O6).Em uma teia alimentar, são os produtores que originam as substâncias orgânicas. Os consumidores edecompositores apenas transformam a matéria orgânica obtida do nível trófico anterior.
  8. 8. São os produtores, portanto, que retiram carbono do reservatório abiótico e o introduzem no meio biótico.É do CO2 (gás carbônico ou dióxido de carbono) que o carbono é retirado, através principalmente dafotossíntese, sendo então incorporado às substâncias orgânicas. Esse processo é denominado fixação deCO2.O carbono integrado às substâncias orgânicas pode ter como destino:Ficar incorporado aos tecidos vivos, constituindo estruturas ou participando de processos bioquímicos. Ocarbono pode, assim, passar de um nível trófico para o seguinte;Retornar ao meio físico na forma de CO2, quando a substância orgânica é utilizada como fonte de energiana respiração aeróbia de produtores, consumidores e decompositores.Note que as duas possibilidades acima ocorrem, simultaneamente, em cada ser vivo. Após sua morte, ostecidos serão lentamente decompostos, liberando-se assim o carbono remanescente.Em certas condições a matéria orgânica pode ficar protegida da ação dos decompositores, sofrendoentão lentas transformações químicas. Assim se originaram os depósitos de carvão e petróleo. Quandoqueimados, esses combustíveis fósseis liberam CO2, devolvendo à atmosfera átomos de carbono que hámilhões de anos compunham tecidos vivos.Fonte: www.coladaweb.comCiclo do CarbonoO carbono é o elemento fundamental na constituição das moléculas orgânicas. O carbono utilizadoprimariamente pelos seres vivos está presente no ambiente, combinado ao oxigênio e formando asmoléculas de gás carbônico presentes na atmosfera ou dissolvidas nas águas dos mares, rios e lagos.O carbono passa a fazer parte da biomassa através do processo da fotossíntese. Os seresfotossintetizantes incorporam o gás carbônico atmosférico, transformando-se em moléculas orgânicas. OCiclo do Carbono é o seguinte:O carbono é absorvido pelas plantas. Uma vez incorporado às moléculas orgânicas dos produtores,poderá seguir dois caminhos: ou será liberado novamente para a atmosfera na forma de CO2, comoresultado da degradação das moléculas orgânicas no processo respiratório, ou será transferido na formade moléculas orgânicas aos animais herbívoros quando estes comerem os produtores (uma parte serátransferida para os decompositores que liberarão o carbono novamente para a atmosfera, degradando asmoléculas orgânicas presentes na parte que lhes coube). Os animais, através da respiração, liberam àatmosfera parte do carbono assimilado, na forma de CO2. Parte do carbono contido nos herbívoros serátransferida para os níveis tróficos seguintes e outra parte caberá aos decompositores e, assim,sucessivamente, até que todo o carbono fixado pela fotossíntese retorne novamente à atmosfera naforma de CO2.Emissão de Carbono na AtmosferaO gás carbônico existente na atmosfera é essencialmente originado pelo processo de respiração (79%).Pode ser gerado ainda pela queima de material orgânicos, combustíveis fósseis (gasolina, querosene,óleo diesel, xisto, etc) ou não (álcool, óleos vegetais). Pode ainda ser resultado da atividade vulcânica. Ossolos ricos em matéria orgânica em decomposição (pântanos) apresentam grande concentração de CO2.O gás carbônico presente na atmosfera é importante componente do efeito estufa, um fenômenoatmosférico natural, que ocorre porque gases como o gás carbônico (CO2), vapor de água (H2O), metano(Ch2), ozônio (O3) e óxido nitroso (N2O) são transparentes e deixam passar a luz solar em direção àsuperfície da Terra. Esses gases, porém são praticamente impermeáveis ao calor emitido pela superfícieterrestre aquecida (radiação terrestre). Esse fenômeno faz com que a atmosfera permaneça aquecidaapós o pôr do sol, resfriando-se lentamente durante a noite. Em função dessa propriedade física, a
  9. 9. temperatura média global do ar próximo à superfície é de 15 ºC. Na sua ausência, seria de 18 ºC abaixode zero. Portanto, o efeito estufa é benéfico à vida no planeta Terra como hoje esta é conhecida.Desse modo, a questão preocupante é a intensificação do efeito estufa em relação aos níveis atuais.Quanto maior a concentração de gases estufa na atmosfera, maior será a capacidade de aprisionar aradiação terrestre (calor) e maior será a temperatura da Terra. O principal gás estufa é o vapor de água,porém sua concentração é muito variável no tempo e espaço. O CO2, segundo gás em importância, temcausado polêmica quanto à quantidade emitida e principais locais e fontes de emissão, além danecessidade de controle de emissões. Isso ocorre devido ao aumento de sua concentração na atmosfera(cerca de 0,5% ao ano) e seu tempo de vida na atmosfera, que é de até 200 anos.Como considera Cunha, 1997: “a necessidade de estabelecimento de protocolos de controle de emissõesde gases estufa é incontestável, pois testar a hipótese do efeito estufa intensificado em um experimentocom próprio Globo seria bastante arriscado”. Hoje, à indagação do que ocorrerá com o aquecimentoglobal, caso não haja controle nas emissões dos gases de estufa, não tem como escapar do lugarcomum: quem viver, verá.Ciclo do CarbonoCARBONOConhecido pelo homem pré-histórico sob as formas de carvão vegetal e negro de fumo (materialempregado em pinturas de cavernas), o carbono se apresenta também em dois estados elementarescristalinos: como diamante, sua forma mais preciosa, e como grafita, empregada desde a antiguidade nafabricação de lápis. A maior importância do carbono, no entanto, vem do fato de toda matéria viva serformada de combinações desse elemento.Carbono é um elemento não metálico, pertencente ao grupo 14 (IVa) do sistema periódico, cujo símboloquímico é C e o número atômico, 6. Caracteriza-se por apresentar diferentes estados alotrópicos eparticipar de todas as substâncias orgânicas. Além das formas cristalinas -- diamante e grafita --, oscarbonos fósseis de vegetais constituem outra forma de carbono elementar que aparece na natureza,mesclado com outros elementos. Nesses casos, a proporção de carbono pode chegar a cerca de noventapor cento, como no antracito, o carvão fóssil de origem mais antiga. Os compostos minerais de carbono,como o calcário (carbonato de cálcio) e a Magnesita (carbonato de magnésio), constituem cerca de 0,2%da crosta terrestre.O petróleo e o gás natural são misturas de hidrocarbonetos -- compostos orgânicos constituídos decarbono e hidrogênio -- e formam grandes bolsas em alguns pontos do subsolo. Sua origem são os restosvegetais e animais de épocas geológicas remotas, que ficaram recobertos por estratos durante aevolução da crosta terrestre.Propriedades físicas e químicas. O diamante, incolor e transparente em estado puro, é o corpo naturalmais duro que se conhece. Possui densidade de 3,5g/ml, elevado índice de refração e não conduzeletricidade. A grafita, negra e untuosa ao tato, apresenta uma estrutura em finas lâminas que secristalizam segundo o sistema hexagonal (um dos sete modelos possíveis de formação de cristais),diferentemente do diamante, que se cristaliza no sistema cúbico. Além disso, a grafita é boa condutora decalor e de eletricidade. As variedades amorfas de carbono são de cor negra intensa e não condutoras.As duas características químicas fundamentais do elemento são a tetravalência, em virtude da qual cadaum de seus átomos pode unir-se com outros quatro, e sua capacidade de estabelecer ligações covalentes-- de elétrons partilhados -- entre os próprios átomos de carbono. Em conseqüência dessas propriedades,o número de compostos do carbono é vinte vezes superior ao das combinações que não contêm esseelemento.Compostos orgânicos. A maior parte dos compostos de carbono conhecidos são substâncias orgânicas,isto é, compostos de carbono e hidrogênio, este chamado elemento organizador. Na verdade, a criaçãodessa disciplina, separada da química inorgânica, é anterior a 1828, ano em que o alemão Friedrich Wole
  10. 10. sintetizou a ureia em laboratório, derrubando a convicção de que as substâncias orgânicas só podem serproduzidas por organismos vivos.Os compostos orgânicos e inorgânicos distinguem-se por suas propriedades, como a solubilidade e aestabilidade e, sobretudo, pelo caráter das reações químicas de que participam. Os processos reativosdos compostos inorgânicos são iônicos, praticamente instantâneos e simples. Nos compostos orgânicosesses processos são não iônicos, lentos e complexos. Entende-se por reação iônica aquela em queintervêm átomos ou agregados atômicos com carga elétrica, seja positiva ou negativa.As substâncias orgânicas contêm poucos elementos, em geral de dois a cinco. Além de carbono ehidrogênio, integram os compostos orgânicos o oxigênio, o nitrogênio, os halógenos, o enxofre e ofósforo. Outros elementos menos abundantes também fazem parte dos compostos orgânicos naturais oupreparados em laboratório.Compostos inorgânicos. Além dos mencionados compostos orgânicos, o carbono forma tambémcompostos inorgânicos, entre os quais se destacam, por suas aplicações, o sulfeto de carbono (CS2),empregado como matéria-prima na indústria têxtil para obtenção de fibras sintéticas; o carboneto decálcio (CaC2), primeiro elo de numerosos processos de síntese na indústria química; e o carboneto desilício (CSi), quase tão duro como o diamante, que faz parte dos componentes das pedras de afiar eesmeris utilizados para trabalhar metais.Os óxidos de carbono mais importantes são o monóxido de carbono (CO) e o dióxido de carbono, ou gáscarbônico (CO2). O primeiro, que resulta da combustão de carbono ou compostos orgânicos carbonados,é um gás tóxico. O dióxido de carbono participa da composição da atmosfera e encontra-se também nosmananciais de águas gasosas.Outro grupo de combinações carbonadas é constituído pelos sais de ácido carbônico, os carbonatos e osbicarbonatos, de grande solubilidade. Esses compostos se liquefazem à temperatura ambiente econservam-se em estado líquido. Formam o chamado gelo seco (anidrido carbônico sólido), materialutilizado em refrigeração e conservação, assim como no transporte de frutas.Ciclo do Carbono na natureza. Os ciclos do carbono e do oxigênio na natureza são processosfundamentais na transformação constante das substâncias orgânicas que constituem a biosfera, ou seja,o ambiente em que se desenvolvem os fenômenos biológicos. Na primeira etapa do ciclo, a fotossíntese,as partes verdes das plantas absorvem o dióxido de carbono atmosférico e o fazem reagir com a água.Para isso, servem-se da luz solar e da presença de clorofila. Formam-se assim compostos de carbonocomplexos, que vão constituir a própria estrutura dos vegetais, com liberação de oxigênio. Esse gás, quepassa ao ar, é utilizado na respiração de bactérias e animais, em que se registra o processo inverso --captação de oxigênio e desprendimento de dióxido de carbono -- com o que se encerra o ciclo. O Ciclo doCarbono, com seus elementos de transformação -- vegetação em geral -- é extremamente importanteporque, graças a ele, assegura-se a continuidade do equilíbrio ecológico vital. Tanto é assim que odióxido de carbono presente na atmosfera de todo o globo se esgotaria em apenas 25 anos se não fosserecomposto pelos processos de respiração bacteriana e animal, que mantêm seus índices em níveisconstantes e, em consequência, preservam as condições básicas para a vida na Terra.Aplicações. Os diamantes, sejam pedras incolores ou de matizes especiais, rosado, azul ou verde, sãoapreciados em joalheria. Se imperfeitos, como as pedras cinzentas ou negras, se empregam para lapidarou polir outras pedras finas. Já a grafita é empregada para fabricar lápis, cadinhos e eletrodos, e tambémem galvanoplastia, procedimento eletroquímico para obtenção de objetos metálicos ocos.Utilizam-se os diversos tipos de carvão como combustíveis e em centrais térmicas. A hulha betuminosa éfonte de produtos químicos, como amoníaco, fenol, benzeno e alcatrão, importantes matérias-primas nofabrico de corantes, plásticos e explosivos. O carvão vegetal, produto poroso obtido da destilação seca damadeira, além de combustível é também adsorvente, e por isso muito utilizado em refinarias de açúcar eem máscaras contra gases, cujo filtro de carvão vegetal retém os gases tóxicos. O poder adsorvente émenor no carvão animal ou carvão de ossos. A variedade de carvão conhecida como negro-de-fumo, quese obtém na combustão de gás natural, petróleo, alcatrão ou óleo, com quantidades limitadas de ar, éuma das variedades mais puras de carbono amorfo, já que contém cerca de 98,6% do elemento. Utiliza-se no fabrico de tinta de impressão, graxas e esmaltes negros.
  11. 11. O carbono tem também aplicação fundamental na siderurgia. Nas fundições é empregado em forma decoque, produto da combustão limitada de hulha, ou de carvão vegetal, como redutor na obtenção de ferrono alto-forno. Assim, o aço é ferro que contém proporções variáveis de carbono, capaz de endurecer aoresfriar-se rapidamente pelo processo conhecido como têmpera. Eliminam-se primeiro o excesso decarbono e outras impurezas do ferro de fundição, para depois acrescentar a proporção desejada decarbono e outros elementos.Outra interessante utilização do carbono é a datação em geologia ou arqueologia. O átomo cujo núcleotem seis prótons e seis nêutrons é conhecido como carbono 12. Na atmosfera terrestre encontra-setambém o carbono 14, isótopo radiativo do carbono, cujo núcleo tem dois nêutrons a mais. O carbono 14origina-se da ação da radioatividade cósmica. Como os seres vivos assimilam os elementos da atmosfera,contêm em seu organismo, enquanto vivem, uma proporção de carbono 14 igual à da atmosfera. Aomorrerem, deixam de trocar matéria com o meio e o carbono 14 começa a se desintegrar em seus restos,transformando-se em seu isótopo comum. Desse modo, ao fim de 5.600 anos, a proporção de carbono 14fica reduzida à metade. Determinado o conteúdo de carbono 14 de um fóssil, pode-se calcular comrelativa precisão de que época ele data. Esse método, porém, não é aplicável a antiguidades superiores a25.000 anos, tempo de desintegração total do carbono 14.As principais jazidas de diamantes encontram-se na África do Sul, Brasil, Venezuela e Índia. A grafita émais dispersa: os maiores depósitos acham-se na Coréia, Alemanha, México, Áustria, República Tcheca,Sei Lança e Madagascar. Quanto às bacias carboníferas, estão distribuídas desigualmente no mundointeiro!resumo: DESEQUILÍBRIO DO CICLO DOCARBONO: Ao efetuar queimadas de florestas ou de combustíveis fósseis (carvão epetróleo), uma grande quantidade de gás carbônico segue para a atmosfera. Esse gás éimportante na atmosfera porque absorve calor e mantém o planeta em uma temperaturaconfortável para sobrevivência. Porém, em excesso, o gás carbônico passa a concentrarmais calor que o suportável, criando ambientes superaquecidos. É o que chamamos deEFEITO ESTUFA: o aquecimento do ambiente em virtude do excesso de CO2 no ar.
  12. 12. Hoje o mundo experimenta uma situação muito séria graças ao efeito estufa. Omundo todo produz muito CO2 através das chaminés de suas indústrias e queimadas,provocando o designado AQUECIMENTO GLOBAL. Aumentando a temperatura de todo o planeta, alteramos o clima e o nível domar, o que consequentemente leva a extinção de várias espécies de animais e vegetaismais sensíveis às mudanças ambientais. Atualmente, o aquecimento global é responsávelpelo aumento na incidência de furacões, derretimento das calotas polares e aumento donível oceânico. Regularmente, os representantes de todos os países se reúnem para encontraruma solução para esse sério problema ambiental. A partir de um desses encontros, sepropôs o PROTOCOLO DE KYOTO. Criado no início da década de 90, propunha reduçãoda produção de CO2 em 6%, por todos os países. Entretanto, esse tratado não deu certoporque os maiores poluidores (EUA) não aceitaram o acordo, já que demandaria gastosmuito grandes, o que resultaria em prejuízos econômicos muito sérios. Fonte: www.coladaweb.comCiclo do CarbonoGrupo:GabrielVitor,Rafaela,Ingrid,thaínaTurma:1°iProf° Luciana

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