Er det mulig å smelte diamanter til en væske? Jeg mener at hvis du varmer diamant i friluft, vil den begynne å brenne rundt 700 grader Celsius og reagere med oksygen for å produsere karbondioksidgass. I mangel av oksygen vil den transformere seg til grafitt, en mer stabil form for karbon, lenge før den blir til grafitt. Spørsmålet mitt er, er det mulig å smelte diamanter til væske? I så fall hvordan? Hvis ikke, hvorfor?
Kommentarer
- " … Jeg mener hvis du varmer diamant i friluft vil den begynne å brenne rundt 700 grader celsius og reagere med oksygen for å produsere karbondioksidgass ….. " Hvis den brenner reagerer med oksygen og produserer karbondioksid, så det betyr at det ikke er noen diamant eller diamantvæske, det har alt blitt omdannet til karbondioksid. Jeg vet ikke ' om det er fornuftig eller ikke, men det tenkte jeg da jeg leste dette spørsmålet. Det kan eksistere flytende diamant under oppvarming, men den blir omdannet til karbondioksid i et bestemt tidsintervall.
- @CURIE For å unngå å oksidere diamanten, må den varmes opp i vakuum eller inert atmosfære, ja. Utsatt for oksygen, ville det brenne helt langt før det noen gang nærmet seg smelting. Men dette er ikke spesielt spesielt, for mange stoffer vil reagere med atmosfæren vår før de smelter / koker.
- Se dette relaterte spørsmål om flytende karbon … svarene inkluderer et fasediagram over karbon, som svarer på spørsmålet ditt
Svar
Flytende karbon eksisterer faktisk, men kanskje overraskende er det relativt lite kjent om det. Den eksisterer bare over rundt $ 4000 \ \ mathrm {K} $ og $ 100 \ \ mathrm {atm} $, som ikke er trivielle forhold å opprettholde og undersøke. Det er absolutt mange teoretiske studier av egenskapene til flytende karbon. Du finner et fasediagram for karbon her , selv om det sannsynligvis bare er en grov guide. De spesifikke bindingsegenskapene til karbonatomer i væskefasen virker fortsatt usikre til en viss grad fordi karbon er veldig allsidig og kan skape svært forskjellige strukturer (lett å sammenligne de to vanligste fasene, grafitt og diamant). Denne kilden antyder at binding i væsken varierer kontinuerlig mellom lineære acetylenkjeder, grafittlignende og diamantlignende strukturer, avhengig av de eksakte forholdene.
Rediger : Nå er jeg klar over at det å skaffe flytende karbon og smeltediamanter er to litt forskjellige ting. Flytende karbon er trivielt å oppnå sammenlignet med å smelte en diamant. Som du nevner, vil oppvarming av diamant ved relativt lave trykk føre til at den omdannes til grafitt før den kunne smelte. Den eneste måten å hemme det på ville være å utnytte den lille forskjellen i tetthet mellom grafitt og diamant; ettersom diamant er tettere, vil det økte trykket stabilisere det litt, og redusere tendensen for diamant å gå tilbake til grafitt.
Du trenger imidlertid mye press! Strengt tatt, i henhold til fasediagrammet ovenfor , for å skaffe flytende karbon direkte fra smelting av en diamant, vil det kreve et trykk på minst $ 10 \ \ mathrm {GPa} $, som er omtrent $ 10 ^ 5 \ \ mathrm {atm} $. For å sette det i perspektiv handler det om $ 1/30 $ av trykket i midten av jorden. Utrolig nok kan vi faktisk nå slike absurde trykk i laboratoriet ved å komprimere to diamanter mot hverandre . Men hvis betingelsene som kreves for å smelte diamant (og opprettholde den i smeltet form) er nådd, ville det sannsynligvis kompromittere instrumentets integritet og forårsake katastrofal (muligens eksplosiv) svikt, så jeg tror ikke noen vil målrettet smelte diamanter når som helst snart! Andre teknikker kan brukes ( laser inertial confinement , lysgasspistoler , etc), men jeg tror de fleste bare vil produsere flytende diamanter forbigående.
Svar
Carbon, som utgjør diamant, kan absolutt eksistere som en væske- og faseovergang mellom diamantfasen og væskefasen ser ut til å være mulig basert på dette fasediagrammet . Om diamanter som smelter faktisk kan observeres avhenger imidlertid av kinetikken: Faseovergangen kan være for sakte til å bli observert på en menneskelig tidsskala.
Kommentarer
- Mens transform atjon av diamant til grafitt er veldig langsom selv i moderat høy temp. smelting er ikke ' t en slik kinetisk hindret ting. Over 4000 K akselererer ting veldig mye, og smelting skjer raskt eller ikke i det hele tatt.