Est-il possible de faire fondre des diamants en un liquide? Je veux dire que si vous chauffez le diamant à lair libre, il commencera à brûler environ 700 degrés Celsius, réagissant avec loxygène pour produire du dioxyde de carbone. En labsence doxygène, il se transformera en graphite, une forme de carbone plus stable, bien avant de se transformer en graphite. Ma question est la suivante: est-il possible de faire fondre des diamants en liquide? Si oui, alors comment? Sinon, pourquoi?
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- " … Je veux dire si vous chauffez le diamant à lair libre, il commencera à brûler à environ 700 degrés Celsius, réagissant avec loxygène pour produire du gaz carbonique ….. " Sil brûle en réagissant avec loxygène, produisant du dioxyde de carbone, alors cela signifie quil ny a pas de diamant ou de liquide de diamant, tout a été converti en dioxyde de carbone. Je ne ' pas savoir si ce que je dis a un sens ou non, mais cest ce que jai pensé en lisant cette question. Il peut exister du diamant liquide pendant le chauffage, mais il est converti en dioxyde de carbone, dans un intervalle de temps spécifique.
- @CURIE Pour éviter doxyder le diamant, il faudrait le chauffer sous vide ou dans une atmosphère inerte, Oui. Exposé à loxygène, il brûlerait complètement loin avant de se rapprocher de la fusion. Mais ce nest pas particulièrement spécial, car de nombreuses substances réagiraient avec notre atmosphère avant de fondre / bouillir.
- Voir cette question relative au carbone liquide … les réponses incluent un diagramme de phase du carbone, qui répond à votre question
Answer
Le carbone liquide existe effectivement, mais peut-être étonnamment, on en sait relativement peu. Il nexiste quau-dessus denviron 4000 $ \ \ mathrm {K} $ et $ 100 \ \ mathrm {atm} $, qui ne sont pas des conditions triviales à entretenir et à sonder. Il existe certainement de nombreuses études théoriques sur les propriétés du carbone liquide. Vous pouvez trouver un diagramme de phase pour le carbone ici , bien quil ne sagisse probablement que dun guide approximatif. Les propriétés de liaison spécifiques des atomes de carbone en phase liquide semblent encore incertaines dans une certaine mesure car le carbone est très polyvalent et peut créer des structures très dissemblables (facilement visibles en comparant ses deux phases les plus courantes, le graphite et le diamant). Cette source suggère que la liaison dans le liquide varie continuellement entre les chaînes acétyléniques linéaires, les structures de type graphite et de type diamant, en fonction des conditions exactes.
Modifier : Maintenant je me rends compte quobtenir du carbone liquide et fondre des diamants sont deux choses légèrement différentes. Le carbone liquide est trivial à obtenir par rapport à la fusion dun diamant. Comme vous lavez mentionné, chauffer le diamant à des pressions relativement basses le fera se convertir en graphite avant quil ne puisse fondre. La seule façon de prévenir cela serait dexploiter la légère différence de densité entre le graphite et le diamant; comme le diamant est plus dense, la pression accrue le stabilisera légèrement, diminuant la tendance du diamant à revenir au graphite.
Vous aurez besoin de beaucoup de pression cependant! Rigoureusement parlant, selon le diagramme de phase ci-dessus , pour obtenir du carbone liquide directement à partir de la fusion dun diamant, il faudrait une pression dau moins 10 $ \ \ mathrm {GPa} $, soit environ 10 $ ^ 5 \ \ mathrm {atm} $. Pour mettre cela en perspective, il sagit de 1 $ / 30 $ de la pression au centre de la Terre. Étonnamment, nous pouvons réellement atteindre des pressions aussi absurdes en laboratoire en compressant deux diamants lun contre lautre . Cependant, si les conditions requises pour faire fondre le diamant (et le maintenir sous forme fondue) sont atteintes, cela compromettrait probablement lintégrité de linstrument et provoquerait une défaillance catastrophique (éventuellement explosive), donc je ne pense pas que quiconque fondra délibérément des diamants bientôt! Dautres techniques pourraient être utilisées ( confinement inertiel laser , pistolets à gaz léger , etc.), mais je crois que la plupart ne produiraient que de façon transitoire du diamant liquide.
Réponse
Le carbone, qui constitue le diamant, peut certainement exister en tant que liquide et une transition de phase entre la phase diamant et la phase liquide semble être possible sur la base de ce diagramme de phase . La fusion des diamants peut-elle réellement être observée? dépend de la cinétique cependant: La transition de phase peut être trop lente pour être observée sur une échelle de temps humaine.
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- While transform La fusion du diamant dans le graphite est très lente, même à des températures modérément élevées. La fusion nest pas une chose aussi cinétiquement entravée. Plus de 4000 K accélère énormément les choses et la fusion se produit rapidement ou pas du tout.