En la naturaleza tiene lugar un proceso similar de carbonización de residuos vegetales en su transformación bajo el agua, como lo demuestra la vegetación pantanosa que forma la turba.5 De este modo se formaron sin duda las enormes masas de carbón6 que, siguiendo el ejemplo dado por Inglaterra, se utilizan hoy en día en todas partes como el material principal para calentar las calderas de vapor y, en general, para todos los fines de calefacción y combustión.7 Rusia posee numerosos y muy ricos yacimientos de carbón, entre los cuales el distrito del Donets es el más digno de mención.8
Durante la combustión incompleta de sustancias volátiles que contienen carbono e hidrógeno, el hidrógeno y una parte del carbono se queman primero, y el resto del carbono forma hollín. El alquitrán, la brea y sustancias similares arden por esta razón con una llama humeante. Así, el hollín es carbón finamente dividido que se separa durante la combustión incompleta de los vapores y gases de sustancias carbonosas ricas en carbono. El hollín preparado especialmente (negro de humo) se utiliza en gran medida como pintura negra y una gran cantidad se destina a la fabricación de tinta de imprenta. Se prepara quemando alquitrán, aceite, gas natural, nafta, etc. La cantidad de materia orgánica que permanece descompuesta en el carbón vegetal depende de la temperatura a la que haya sido sometido. El carbón preparado a la temperatura más baja todavía contiene una cantidad considerable de hidrógeno y oxígeno, incluso hasta un 4 p.c. de hidrógeno y un 20 p.c. de oxígeno. Dicho carbón conserva todavía la estructura de la sustancia de la que se obtuvo. El carbón ordinario, por ejemplo, en el que todavía es visible la estructura del árbol, es de este tipo. Al someterlo a un calentamiento adicional, se puede separar una nueva cantidad de hidrógeno con carbono y oxígeno (en forma de gases o materia volátil), y el carbón más puro se obtendrá al someterlo al calor máximo.9 Si se requiere preparar carbón puro a partir de hollín, es necesario lavarlo primero con alcohol y éter para eliminar los productos resinosos solubles, y luego someterlo a un calor intenso para expulsar las impurezas que contienen hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el carbón vegetal, cuando está completamente purificado, no cambia de apariencia. Su porosidad,10 su mala capacidad de conducción del calor, su aptitud para absorber los rayos luminosos (de ahí su negrura y opacidad) y muchas otras cualidades son familiares por la experiencia cotidiana.11 La gravedad específica del carbón varía de 1,4 a 1,9, y el hecho de que flote en el agua se debe al aire contenido en sus poros. Si el carbón se reduce a polvo y se humedece con alcohol, se hunde inmediatamente en el agua. Es infusible en el horno e incluso a la temperatura de la llama oxihídrica. En el calor generado mediante una potente corriente galvánica, el carbón solo se ablanda pero no se funde por completo, y al enfriarse se observa que ha sufrido un cambio completo tanto en sus propiedades como en su aspecto, transformándose más o menos en grafito. La estabilidad física del carbón está sin duda emparentada con su estabilidad química. Es evidentemente una sustancia desprovista de energía, ya que es insoluble en todos los líquidos conocidos y a temperatura ordinaria no se combina con nada; es una sustancia inactiva, al igual que el nitrógeno.12 Pero estas propiedades del carbón cambian con un aumento de temperatura; así, a diferencia del nitrógeno, el carbón, a alta temperatura, se combina directamente con el oxígeno. Esto es bien sabido, ya que el carbón arde en el aire. De hecho, no solo el oxígeno se combina con el carbón al rojo vivo, sino que el azufre, el hidrógeno, el silicio y también el hierro y algunos otros metales13 lo hacen a una temperatura muy alta —es decir, cuando