¿Es posible derretir diamantes en un líquido? Quiero decir que si calienta el diamante al aire libre, comenzará a arder alrededor de 700 grados Celsius, reaccionando con el oxígeno para producir dióxido de carbono. En ausencia de oxígeno, se transformará en grafito, una forma más estable de carbono, mucho antes de convertirse en grafito. Mi pregunta es, ¿es posible derretir diamantes en líquido? Si es así, ¿cómo? Si no es así, ¿por qué?
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- " … quiero decir, si calienta diamante al aire libre comenzará a arder alrededor de 700 grados centígrados, reaccionando con oxígeno para producir gas dióxido de carbono ….. " Si arde reaccionando con oxígeno, produciendo dióxido de carbono, entonces significa que no hay diamante o líquido de diamante, todo se ha convertido en dióxido de carbono. No ' sé si lo que estoy diciendo tiene sentido o no, pero eso es lo que pensé cuando leí esta pregunta. Puede que exista diamante líquido durante el calentamiento, pero se convierte en dióxido de carbono, en un intervalo de tiempo específico.
- @CURIE Para evitar oxidar el diamante, tendría que calentarse al vacío o en una atmósfera inerte, si. Expuesto al oxígeno, se quemaría completamente antes de que se acercara a derretirse. Pero esto no es particularmente especial, ya que muchas sustancias reaccionarían con nuestra atmósfera antes de derretirse / hervir.
- Vea esta pregunta relacionada sobre carbono líquido … las respuestas incluyen un diagrama de fases del carbono, que responde a su pregunta
Respuesta
De hecho, el carbono líquido existe, pero quizás sorprendentemente, se sabe relativamente poco sobre él. Solo existe por encima de alrededor de $ 4000 \ \ mathrm {K} $ y $ 100 \ \ mathrm {atm} $, que no son condiciones triviales para sostener y sondear. Sin embargo, ciertamente existen muchos estudios teóricos sobre las propiedades del carbono líquido. Puede encontrar un diagrama de fases para el carbono aquí , aunque probablemente sea solo una guía aproximada. Las propiedades de enlace específicas de los átomos de carbono en la fase líquida todavía parecen inciertas hasta cierto punto porque el carbono es muy versátil y puede crear estructuras muy diferentes (se ven fácilmente comparando sus dos fases más comunes, grafito y diamante). Esta fuente sugiere que la unión en el líquido varía continuamente entre cadenas acetilénicas lineales, estructuras similares al grafito y estructuras similares al diamante, según las condiciones exactas.
Editar : Ahora me doy cuenta de que obtener carbón líquido y fundir diamantes son dos cosas ligeramente diferentes. El carbono líquido es trivial de obtener en comparación con la fusión de un diamante. Como mencionas, calentar el diamante a presiones relativamente bajas hará que se convierta en grafito antes de que se derrita. La única forma de inhibirlo sería aprovechar la ligera diferencia de densidad entre el grafito y el diamante; como el diamante es más denso, el aumento de presión lo estabilizará ligeramente, disminuyendo la tendencia del diamante a volver a ser grafito.
¡Sin embargo, necesitará mucha presión! Hablando rigurosamente, de acuerdo con el diagrama de fase anterior , para obtener carbono líquido directamente de la fusión de un diamante requeriría una presión de al menos $ 10 \ \ mathrm {GPa} $, que es aproximadamente $ 10 ^ 5 \ \ \ mathrm {atm} $. Para poner eso en perspectiva, se trata de $ 1/30 $ de la presión en el centro de la Tierra. Sorprendentemente, en realidad podemos alcanzar presiones tan absurdas en el laboratorio comprimiendo dos diamantes entre sí . Sin embargo, si se alcanzan las condiciones requeridas para fundir el diamante (y mantenerlo en forma fundida), es probable que se comprometa la integridad del instrumento y se produzca una falla catastrófica (posiblemente explosiva), por lo que no creo que nadie lo esté fundiendo a propósito. diamantes en el corto plazo. Se podrían utilizar otras técnicas ( confinamiento inercial láser , pistolas de gas ligero , etc.), pero creo que la mayoría solo produciría diamantes líquidos de forma transitoria.
Respuesta
Carbono, que forma el diamante, Sin duda, puede existir como una transición líquida y de fase entre la fase de diamante y la fase líquida parece ser posible según este diagrama de fase . Si los diamantes se derriten realmente se puede observar Sin embargo, depende de la cinética: la transición de fase puede ser demasiado lenta para ser observada en una escala de tiempo humana.
Comentarios
- While transform La conversión del diamante en grafito es muy lenta incluso en temperaturas moderadamente altas, la fusión no es ' t algo tan cinéticamente obstaculizado. Más de 4000 K acelera mucho las cosas y la fusión ocurre rápido o no ocurre en absoluto.