È possibile fondere i diamanti in un liquido? Voglio dire, se riscaldi il diamante allaria aperta, inizierà a bruciare intorno ai 700 gradi Celsius, reagendo con lossigeno per produrre anidride carbonica. In assenza di ossigeno si trasformerà in grafite, una forma più stabile di carbonio, molto prima di trasformarsi in grafite. La mia domanda è: è possibile fondere i diamanti in un liquido? Se è così, allora, come? In caso contrario, perché?
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- " … Voglio dire se riscaldi il diamante allaria aperta inizierà a bruciare intorno ai 700 gradi centigradi, reagendo con lossigeno per produrre anidride carbonica ….. " Se brucia reagendo con lossigeno, producendo anidride carbonica, allora significa che non cè diamante o liquido diamante, è stato convertito tutto in anidride carbonica. Non ' so se quello che dico ha senso oppure no, ma è quello che ho pensato quando ho letto questa domanda. Potrebbe esistere un diamante liquido durante il riscaldamento, ma viene convertito in anidride carbonica, in un intervallo di tempo specifico.
- @CURIE Per evitare di ossidare il diamante, dovrebbe essere riscaldato nel vuoto o in unatmosfera inerte, sì. Esposto allossigeno, brucerebbe completamente prima di avvicinarsi allo scioglimento. Ma questo non è particolarmente speciale, poiché molte sostanze reagirebbero con la nostra atmosfera prima di sciogliersi / bollire.
- Vedi questa domanda correlata sul carbonio liquido … le risposte includono un diagramma di fase del carbonio, che risponde alla tua domanda
Risposta
Il carbonio liquido esiste davvero, ma forse sorprendentemente, si sa relativamente poco al riguardo. Esiste solo al di sopra di $ 4000 \ \ mathrm {K} $ e $ 100 \ \ mathrm {atm} $, che non sono condizioni banali da sostenere e sondare. Tuttavia, ci sono certamente molti studi teorici sulle proprietà del carbonio liquido. Puoi trovare un diagramma di fase per il carbonio qui , anche se probabilmente è solo una guida approssimativa. Le proprietà di legame specifiche degli atomi di carbonio nella fase liquida sembrano ancora in una certa misura incerte perché il carbonio è molto versatile e può creare strutture molto dissimili (facilmente visibili confrontando le sue due fasi più comuni, grafite e diamante). Questa fonte suggerisce che il legame nel liquido varia continuamente tra catene acetileniche lineari, strutture simili alla grafite e al diamante, a seconda delle condizioni esatte.
Modifica : Ora mi rendo conto che ottenere carbonio liquido e fondere i diamanti sono due cose leggermente diverse. Il carbonio liquido è banale da ottenere rispetto alla fusione di un diamante. Come hai detto, il riscaldamento del diamante a pressioni relativamente basse lo farà convertire in grafite prima che possa sciogliersi. Lunico modo per inibirlo sarebbe sfruttare la leggera differenza di densità tra grafite e diamante; poiché il diamante è più denso, laumento della pressione lo stabilizzerà leggermente, diminuendo la tendenza del diamante a tornare alla grafite.
Avrai bisogno di molta pressione però! A rigore, secondo il diagramma di fase sopra , per ottenere carbonio liquido direttamente dalla fusione di un diamante sarebbe necessaria una pressione di almeno $ 10 \ \ mathrm {GPa} $, che è di circa $ 10 ^ 5 \ \ mathrm {atm} $. Per metterla in prospettiva, si tratta di $ 1/30 $ della pressione al centro della Terra. Sorprendentemente, possiamo effettivamente raggiungere pressioni così assurde in laboratorio comprimendo due diamanti luno contro laltro . Tuttavia, se vengono raggiunte le condizioni richieste per fondere il diamante (e mantenerlo in forma fusa), probabilmente comprometterebbe lintegrità dello strumento e causerebbe un guasto catastrofico (possibilmente esplosivo), quindi non credo che qualcuno si fonderà intenzionalmente diamanti in qualsiasi momento presto! Altre tecniche potrebbero essere utilizzate ( confinamento inerziale laser , pistole a gas leggero , ecc.), ma credo che la maggior parte produrrebbe solo transitoriamente diamante liquido.
Answer
Carbon, che costituisce il diamante, può certamente esistere come una transizione liquida e di fase tra la fase del diamante e la fase liquida sembra essere possibile sulla base di questo diagramma di fase . Se si può effettivamente osservare la fusione dei diamanti dipende dalla cinetica: la transizione di fase potrebbe essere troppo lenta per essere osservata su una scala temporale umana.
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- Durante la trasformazione Lazione del diamante nella grafite è molto lenta anche a temperature moderatamente alte, la fusione non è ' una cosa così cineticamente ostacolata. Oltre 4000 K accelera moltissimo le cose e lo scioglimento avviene velocemente o per niente.