É possível derreter diamantes em um líquido? Quero dizer, se você aquecer o diamante ao ar livre, ele começará a queimar por volta de 700 graus Celsius, reagindo com o oxigênio para produzir dióxido de carbono. Na ausência de oxigênio, ele se transformará em grafite, uma forma mais estável de carbono, muito antes de se transformar em grafite. Minha pergunta é: é possível derreter diamantes em líquido? Se sim, como? Se não, por que?
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- " … Quero dizer, se você esquentar diamante ao ar livre começará a queimar em torno de 700 graus Celsius, reagindo com oxigênio para produzir gás dióxido de carbono ….. " Se queimar reagindo com oxigênio, produzindo dióxido de carbono, então significa que não há diamante ou líquido de diamante, tudo foi convertido em dióxido de carbono. Não ' não sei se o que estou dizendo faz sentido ou não, mas foi o que pensei quando li esta pergunta. Pode existir diamante líquido durante o aquecimento, mas ele é convertido em dióxido de carbono, em um intervalo de tempo específico.
- @CURIE Para evitar a oxidação do diamante, ele teria que ser aquecido em vácuo ou atmosfera inerte, sim. Exposto ao oxigênio, queimaria completamente antes de chegar perto de derreter. Mas isso não é particularmente especial, pois muitas substâncias reagiriam com nossa atmosfera antes de derreter / ferver.
- Veja esta pergunta relacionada sobre carbono líquido … as respostas incluem um diagrama de fases do carbono, que responde à sua pergunta
Resposta
O carbono líquido realmente existe, mas talvez surpreendentemente, relativamente pouco se sabe sobre ele. Só existe acima de $ 4000 \ \ mathrm {K} $ e $ 100 \ \ mathrm {atm} $, que não são condições triviais de sustentar e testar. Certamente, existem muitos estudos teóricos sobre as propriedades do carbono líquido. Você pode encontrar um diagrama de fase para carbono aqui , embora seja provavelmente apenas um guia aproximado. As propriedades de ligação específicas dos átomos de carbono na fase líquida ainda parecem incertas até certo ponto porque o carbono é muito versátil e pode criar estruturas muito diferentes (facilmente vistas comparando suas duas fases mais comuns, grafite e diamante). Esta fonte sugere que a ligação no líquido varia continuamente entre cadeias acetilênicas lineares, estruturas semelhantes a grafite e semelhantes a diamante, dependendo das condições exatas.
Editar : Agora percebo que obter carbono líquido e derreter diamantes são duas coisas ligeiramente diferentes. O carbono líquido é trivial de se obter em comparação com a fusão de um diamante. Como você mencionou, o aquecimento do diamante a pressões relativamente baixas fará com que ele se converta em grafite antes que possa derreter. A única maneira de inibir isso seria explorar a ligeira diferença de densidade entre o grafite e o diamante; como o diamante é mais denso, o aumento da pressão irá estabilizá-lo ligeiramente, diminuindo a tendência do diamante de voltar a ser grafite.
Você precisará de muita pressão, no entanto! Rigorosamente falando, de acordo com o diagrama de fase acima , para obter carbono líquido diretamente da fusão de um diamante exigiria uma pressão de pelo menos $ 10 \ \ mathrm {GPa} $, o que é cerca de $ 10 ^ 5 \ mathrm {atm} $. Para colocar isso em perspectiva, é cerca de $ 1/30 $ da pressão no centro da Terra. Surpreendentemente, podemos realmente alcançar essas pressões absurdas no laboratório comprimindo dois diamantes um contra o outro . No entanto, se as condições necessárias para derreter o diamante (e sustentá-lo na forma fundida) forem alcançadas, isso provavelmente comprometeria a integridade do instrumento e causaria falha catastrófica (possivelmente explosiva), então não acho que alguém vá derreter propositalmente diamantes em breve! Outras técnicas podem ser usadas ( confinamento inercial a laser , canhões de gás leve , etc), mas acredito que a maioria produziria apenas temporariamente diamante líquido.
Resposta
Carbono, que constitui o diamante, pode certamente existir como um líquido e a transição de fase entre a fase de diamante e a fase líquida parece ser possível com base neste diagrama de fase . Se a fusão de diamantes pode realmente ser observada depende da cinética: a transição de fase pode ser muito lenta para ser observada em uma escala de tempo humana.
Comentários
- Enquanto transforma A fusão do diamante em grafite é muito lenta, mesmo em temperaturas moderadamente altas, o derretimento não ' t uma coisa cineticamente prejudicada. Acima de 4000 K acelera muito as coisas e o derretimento acontece rápido ou não acontece.