Is het mogelijk om diamanten in een vloeistof te smelten? Ik bedoel, als je diamant in de open lucht verhit, zal het rond de 700 graden Celsius gaan branden, waarbij het reageert met zuurstof om kooldioxidegas te produceren. Als er geen zuurstof is, verandert het in grafiet, een stabielere vorm van koolstof, lang voordat het in grafiet verandert. Mijn vraag is, is het mogelijk om diamanten in vloeistof te smelten? Zo ja, hoe dan? Zo niet, waarom dan?
Reacties
- " … ik bedoel als je diamant verhit in de open lucht zal het ongeveer 700 graden Celsius beginnen te branden, waarbij het reageert met zuurstof om koolstofdioxidegas te produceren ….. " Als het verbrandt door te reageren met zuurstof en kooldioxide te produceren, dan het betekent dat er geen diamant of diamantvloeistof is, het is allemaal omgezet in kooldioxide. Ik weet niet ' of wat ik zeg zin heeft of niet, maar dat was wat ik dacht toen ik deze vraag las. Er kan tijdens het verhitten vloeibare diamant aanwezig zijn, maar deze wordt in een bepaald tijdsinterval omgezet in kooldioxide.
- @CURIE Om oxidatie van de diamant te voorkomen, zou deze in een vacuüm of inerte atmosfeer moeten worden verwarmd, Ja. Blootgesteld aan zuurstof, zou het volledig verbranden voordat het ooit bijna zou smelten. Maar dit is niet bijzonder, want veel stoffen reageren met onze atmosfeer voordat ze smelten / koken.
- Zie deze gerelateerde vraag over vloeibare koolstof … de antwoorden bevatten een fasediagram van koolstof, dat uw vraag beantwoordt
Antwoord
Vloeibare koolstof bestaat inderdaad, maar misschien is verrassend genoeg er relatief weinig over bekend. Het bestaat alleen boven ongeveer $ 4000 \ \ mathrm {K} $ en $ 100 \ \ mathrm {atm} $, wat geen triviale voorwaarden zijn om te onderhouden en te onderzoeken. Er zijn echter zeker veel theoretische onderzoeken naar de eigenschappen van vloeibare koolstof. U kunt een fasediagram voor koolstof hier vinden, hoewel het waarschijnlijk slechts een ruwe richtlijn is. De specifieke bindingseigenschappen van koolstofatomen in de vloeistoffase lijken tot op zekere hoogte nog onzeker, omdat koolstof zeer veelzijdig is en zeer ongelijke structuren kan creëren (gemakkelijk te zien door de twee meest voorkomende fasen, grafiet en diamant, te vergelijken). Deze bron suggereert dat de binding in de vloeistof continu varieert tussen lineaire acetylenische ketens, grafietachtige en diamantachtige structuren, afhankelijk van de exacte omstandigheden.
Bewerken : Nu realiseer ik me dat het verkrijgen van vloeibare koolstof en het smelten van diamanten twee enigszins verschillende dingen zijn. Vloeibare koolstof is triviaal om te verkrijgen in vergelijking met het smelten van een diamant. Zoals u al zei, zal het verhitten van diamant bij relatief lage drukken ervoor zorgen dat het in grafiet wordt omgezet voordat het kan smelten. De enige manier om dat te voorkomen zou zijn door gebruik te maken van het kleine verschil in dichtheid tussen grafiet en diamant; aangezien diamant dichter is, zal de verhoogde druk het enigszins stabiliseren, waardoor de neiging van diamant om terug te vallen in grafiet wordt verminderd.
Je zult echter veel druk nodig hebben! Rigoureus gesproken, volgens het fasediagram hierboven , om vloeibare koolstof rechtstreeks uit het smelten van een diamant te verkrijgen, zou een druk van ten minste $ 10 \ \ mathrm {GPa} $ nodig zijn, wat ongeveer $ 10 ^ 5 \ \ mathrm {atm} $ is. Om dat in perspectief te plaatsen, gaat het over $ 1/30 $ van de druk in het midden van de aarde. Verbazingwekkend genoeg kunnen we in het laboratorium zon absurde druk bereiken door twee diamanten tegen elkaar te persen . Als echter aan de voorwaarden voor het smelten van diamant (en het in gesmolten vorm te houden) wordt voldaan, zou dit waarschijnlijk de integriteit van het instrument aantasten en een catastrofale (mogelijk explosieve) storing veroorzaken, dus ik denk niet dat iemand met opzet zal smelten diamanten op elk moment! Andere technieken kunnen worden gebruikt ( laserinertiële opsluiting , lichtgaspistolen , enz.), maar ik denk dat de meeste slechts tijdelijk vloeibare diamant zouden produceren.
Antwoord
Koolstof, die diamant vormt, kan zeker bestaan als een vloeistof- en faseovergang tussen de diamantfase en de vloeistoffase mogelijk lijkt op basis van dit fasediagram . Of het smelten van diamanten daadwerkelijk kan worden waargenomen hangt echter af van de kinetiek: de faseovergang kan te traag zijn om op een menselijke tijdschaal te worden waargenomen.
Reacties
- Tijdens transformatie De omzetting van diamant in grafiet is erg traag, zelfs bij matig hoge temperaturen. Het smelten is niet zoiets kinetisch gehinderd door het '. Meer dan 4000 K versnelt de dingen enorm en het smelten gaat snel of helemaal niet.