Negro carbón | |||
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Fotografía realizada por microscopía de transmisión de electrones de negro de carbón obtenido por pirólisis de carbón. | |||
Identificación | |||
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Sinónimos | |||
N o CAS | |||
N o ECHA | 100,014,191 | ||
N o EC | 215-609-9 | ||
N o E | E152 | ||
Sonrisas |
C , |
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InChI |
InChI: InChI = 1 / C |
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Apariencia | Gránulos negros o polvo extremadamente fino. Inodoro. | ||
Propiedades químicas | |||
Fórmula |
C [isómeros] |
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Masa molar | 12,0107 ± 0,0008 g / mol C 100%, |
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Propiedades físicas | |||
T ° fusión | Aproximadamente 3550 ° C | ||
Solubilidad | En agua: ninguno | ||
Densidad | 1,8 - 2,1 g · cm -3 | ||
Precauciones | |||
Directiva 67/548 / CEE | |||
Número de índice : Modelo: IndexCEI |
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Transporte | |||
40 : sólido inflamable o material que reacciona espontáneamente o que se calienta espontáneamente Número ONU : 1361 : CARBÓN de origen animal o vegetal Clase: 4.2 Código de clasificación: S2 : Sustancias sujetas a ignición espontánea sin riesgo secundario: Sólidos orgánicos; Etiqueta: 4.2 : Sustancias sujetas a ignición espontánea Embalaje: Grupo de embalaje II / III : peligro medio / bajo. ![]() |
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Clasificación IARC | |||
Grupo 2B: posiblemente cancerígeno para los seres humanos | |||
Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario. | |||
El negro de carbono , también conocido como negro de horno , negro térmico , negro de canal , negro de acetileno , o una vez negro de carbono o negro de humo es una forma amorfa y el elemental de carbono ; se encuentra en el hollín y como carbono coloidal . Es la forma de carbono elemental más extendida y utilizada. No huele.
El negro de carbón es producido masivamente por la industria petroquímica , por combustión incompleta de hidrocarburos (por ejemplo: productos pesados de petróleo como alquitrán de hulla ) o aceite vegetal ; La capacidad mundial superó los 10 millones de toneladas en 2005 . Los distintos negros de humo se presentan en forma de polvos constituidos por partículas esféricas de 10 a 500 nm , que forman agregados de 100 a 800 nm ; estos agregados pueden formar aglomerados de 1 a 100 µm o transformarse en gránulos de 0,1 a 1 mm .
El negro de carbón es uno de los contaminantes del aire cuando es emitido por los tubos de escape ( principalmente motores diesel ) y por la combustión doméstica; para 2020, en la CEE , los pequeños calefactores domésticos se convertirán en la principal fuente de emisiones de carbono negro y producirán aproximadamente la mitad de las emisiones totales; esta tendencia podría acentuarse si se recomendara la combustión de biomasa como medida de protección climática . El desgaste de los neumáticos en las carreteras también libera negro de humo.
Puede ser cancerígeno .
Por razones históricas, primero se consideró al negro de carbón como una forma de hollín , que ya no lo es; Además, los angloparlantes distinguen el negro de carbón ( negro de carbón ) y el negro de carbón (más bien designando hollín). Aunque ambos se obtienen por descomposición térmica o por combustión parcial de material que contiene carbono, el hollín se distingue del negro de carbono de varias formas:
Los principales procesos de fabricación industrial son:
El proceso que produce el túnel negro es el más antiguo; los procesos que producen negro térmico o negro de horno son los más utilizados en la actualidad. Finalmente, hay un proceso de plasma (más reciente).
Los negros de humo comerciales son 97-99% puros y el resto consiste en trazas de aromáticos , hidrógeno , oxígeno , nitrógeno y azufre unidos químicamente al carbono.
Los residuos aromáticos presentes en el negro de humo son hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP); su contenido es generalmente inferior a 1000 ppm en negro de humo de grado industrial; a menudo están fuertemente ligados al carbono y, por tanto, a priori no son muy solubles en fluidos fisiológicos.
Los análisis revelaron las siguientes impurezas:
Más de 35 tipos de negro de humo de diferente calidad se comercializan como relleno , principalmente para caucho, y alrededor de 80 tipos diferentes se comercializan como pigmentos o para aplicaciones especiales.
El negro de carbón se utiliza como pigmento o en la fabricación de tintas ( tinta china , etc.) pero también sirve como relleno en determinados materiales ( caucho para neumáticos ) y en determinadas pinturas, barnices, lacas, plásticos, fibras, cerámicas, esmaltes. ... Fue ampliamente utilizado en papel carbón y cintas negras para máquinas de escribir , luego en polvos electrostáticos negros de fotocopiadoras ( Toner ).
El negro de carbón se utiliza en el laboratorio para aumentar el punto de fusión de ciertos productos en solución; esta sustancia se utiliza frecuentemente en operaciones de depuración, porque absorbe las impurezas coloreadas disueltas y fija la materia en suspensión, formando así agregados de impureza, fáciles de separar por filtración.
El negro de carbón se utiliza como colorante alimentario (E152), que no debe confundirse con el carbón activado , de origen vegetal ( carbo medicinalis vegetalis ), utilizado en la industria alimentaria con el código E153 .
El negro de carbón figura en el Inventario europeo de sustancias químicas comerciales existentes ( EINECS ) con el número 215-609-9.
Su presencia en el suelo o sedimentos puede ser una fuente de coloración negra, gris u oscura. Se considera un índice y depósitos después de incendios naturales o provocados por el hombre. Recientemente se ha demostrado que en determinadas situaciones ( sedimento marino oxigenado), hasta más del 60% de este carbono puede oxidarse lentamente (milenios) por el oxígeno disuelto en el agua.
Se utiliza para mejorar las propiedades físicas (resistencia a los rayos ultravioleta) de determinados polímeros.
El negro de carbón plantea problemas de salud, en particular porque es inodoro y porque "el" TWAEV "(valor de exposición medio ponderado) de 3,5 mg / m3 se puede alcanzar fácilmente en el tráfico rodado y en el lugar de trabajo si las manipulaciones o operaciones mecánicas generan una nube de polvos o polvo. Sin embargo, el valor de “ DIVS ” ( peligro inmediato para la vida o la salud ) de 1750 mg / m3 (un valor que representa 500 veces el TWAEV) no debería lograrse fácilmente en el lugar de trabajo. Además, al ser potencialmente explosivo, no solo el VEMP y el valor de DIVS deben considerarse como una concentración peligrosa en el aire del lugar de trabajo. De hecho, hay pocos datos en la documentación, pero para dos tipos de negro de humo, el "LEL" ( límite inferior de explosión ) en el aire es de 50 g / m3 (negro de horno) y 375 g. / M3 (negro térmico) cuando se somete a una fuente de ignición de alta energía (> 1 kJ). Esta concentración representa más de 50.000 veces el TWAV. Sin embargo, este nivel de concentración y esta fuente de ignición altamente energética rara vez se encuentran en el lugar de trabajo ” .
Su toxicidad varía según el diámetro y la cantidad de partículas suspendidas en el aire (la inhalación es la primera vía de contaminación):
El negro de carbón es un irritante mecánico para los ojos y el tracto respiratorio. En ratas , en caso de inhalación prolongada, "provocará una inflamación crónica y un desequilibrio irreversible del aclaramiento pulmonar provocando el depósito de partículas en el espacio intersticial de los alvéolos" ; estos efectos no se han observado en otras especies de laboratorio ( ratones , hámsteres , cobayas y monos ). Este último sería menos tóxico que el hollín; al igual que para cualquier polvo inorgánico inerte, o de baja toxicidad y poco soluble, los efectos frecuentemente reportados son tos, flemas y bronquitis crónica , por exposición a altas concentraciones. Se han informado problemas dermatológicos (incrustación de partículas en la piel) después de la exposición de piel desprotegida al negro de humo.
La IARC considera que el negro de carbón es “posiblemente cancerígeno para los seres humanos” (primera evaluación publicada en 1996 , confirmada en 2006). Los estudios estadounidenses y europeos, incluidos los estudios de casos y controles y de cohortes , contenían evidencia débil y resultados contradictorios, por lo tanto, insuficientes en humanos. En el laboratorio, solo la rata hembra es significativamente más sensible a él, con “mayor incidencia de tumores benignos y malignos” ( el dióxido de titanio y el talco no amianto inhalado en grandes cantidades tienen los mismos efectos). En la inyección subcutánea, un negro de humo que contiene cantidades detectables de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) indujo sarcomas en el lugar de la inyección, a diferencia de los estudios realizados sin HAP detectables. En 1996, la Conferencia Estadounidense de Higienistas Industriales Gubernamentales (ACGIH) lo designó como "no clasificable como cancerígeno para los seres humanos".
Los datos epidemiológicos o toxicológicos disponibles son insuficientes para evaluar un posible efecto mutagénico.
La ventilación (con filtrado si es posible) o el uso de un respirador (por ejemplo, máscara) reducen los riesgos para la salud en el trabajo . El negro de carbón podría actuar en sinergia con otros contaminantes como el ozono a nivel del suelo .
El negro de carbón (en forma de hollín) podría actuar tanto directa como indirectamente sobre el clima;
Dado que la vida útil del negro de carbón en el aire es del orden de unas pocas semanas, reducir sus emisiones es quizás la forma más rápida de frenar el calentamiento global a corto plazo. Los países desarrollados han comenzado a reducir sus emisiones de carbono negro desde la década de 1950 mediante la adopción de medidas anticontaminación. Hoy en día, la mayoría del negro de carbón proviene de países en desarrollo y se espera que aumente. Los mayores contribuyentes son Asia , América Latina y África . La de China y la India son responsables del 25 al 35% de las emisiones globales. Estados Unidos emite el 6,1% del negro de humo del mundo.
Una alternativa estudiada es el proceso de plasma (craqueo térmico de hidrocarburos por plasma , resumido por la fórmula C n H m + energía eléctrica → n C + m / 2 H 2 ); este proceso no produce CO 2 y produce hidrógeno recuperable, pero consume electricidad. Será "limpio" si la fuente de electricidad es respetuosa con el medio ambiente.
Los datos de 1996 son:
El negro de carbón a menudo se confunde con:
Las propiedades fisicoquímicas y toxicológicas de estos productos difieren de las del negro de humo puro.
En 2019 , los investigadores propusieron inspirarse en los avances realizados en el seguimiento del negro de humo en el medio ambiente para rastrear los microplásticos y sus efectos ecológicos, porque en ambos casos hay muchísimas formas, más o menos degradables o biodegradables y que se comportan de manera diferente según contexto.