Este posibil să topim diamantele într-un lichid? Adică, dacă încălziți diamantul în aer liber, acesta va începe să ardă în jur de 700 de grade Celsius, reacționând cu oxigenul pentru a produce dioxid de carbon gazos. În absența oxigenului se va transforma în grafit, o formă mai stabilă de carbon, cu mult înainte de a se transforma în grafit. Întrebarea mea este, este posibil să topim diamantele în lichid? Dacă da, atunci, cum? Dacă nu, atunci de ce?
Comentarii
- " … Adică dacă încălzești diamantul la aer liber va începe să ardă în jur de 700 de grade Celsius, reacționând cu oxigenul pentru a produce dioxid de carbon gazos ….. " Dacă arde reacționând cu oxigenul, producând dioxid de carbon, atunci înseamnă că nu există diamant sau lichid diamantat, toate s-au transformat în dioxid de carbon. Nu ' nu știu dacă ceea ce spun are sens sau nu, dar la asta m-am gândit când am citit această întrebare. S-ar putea să existe diamante lichide în timpul încălzirii, dar se transformă în dioxid de carbon, într-un anumit interval de timp.
- @CURIE Pentru a evita oxidarea diamantului, acesta ar trebui încălzit în vid sau într-o atmosferă inertă, da. Expus oxigenului, arde complet mult înainte de a se apropia vreodată de topire. Dar acest lucru nu este deosebit de special, deoarece multe substanțe ar reacționa cu atmosfera noastră înainte de topire / fierbere.
- Vezi această întrebare legată de despre carbonul lichid … răspunsurile includ o diagramă de fază a carbonului, care răspunde la întrebarea dvs.
Răspuns
Carbonul lichid există într-adevăr, dar poate surprinzător, se știe relativ puțin despre el. Există doar peste aproximativ $ 4000 \ \ mathrm {K} $ și $ 100 \ \ mathrm {atm} $, care nu sunt condiții banale de susținut și sondat. Cu toate acestea, există cu siguranță multe studii teoretice asupra proprietăților carbonului lichid. Puteți găsi o diagramă de fază pentru carbon aici , deși este probabil doar un ghid aproximativ. Proprietățile specifice de legare ale atomilor de carbon în faza lichidă par încă incerte într-o oarecare măsură, deoarece carbonul este foarte versatil și poate crea structuri foarte diferite (ușor de văzut comparând cele două faze cele mai comune, grafit și diamant). Această sursă sugerează că legătura în lichid variază continuu între lanțurile acetilenice liniare, structurile grafite și diamantate, în funcție de condițiile exacte.
Editați : Acum îmi dau seama că obținerea carbonului lichid și topirea diamantelor sunt două lucruri ușor diferite. Carbonul lichid este banal de obținut în comparație cu topirea unui diamant. După cum ați menționat, încălzirea diamantului la presiuni relativ scăzute îl va transforma în grafit înainte de a se putea topi. Singura modalitate de a inhiba acest lucru ar fi exploatarea ușoarei diferențe de densitate între grafit și diamant; deoarece diamantul este mai dens, presiunea crescută îl va stabiliza ușor, scăzând tendința ca diamantul să revină la grafit.
Totuși, veți avea nevoie de multă presiune! Riguros vorbind, conform diagramei de fază de mai sus. , pentru a obține carbon lichid direct din topirea unui diamant ar fi nevoie de o presiune de cel puțin 10 $ \ \ mathrm {GPa} $, care este de aproximativ 10 $ ^ 5 \ \ mathrm {atm} $. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, este vorba despre 1 $ / 30 $ din presiunea din centrul Pământului. În mod uimitor, putem ajunge la astfel de presiuni absurde în laborator prin comprimând două diamante unul împotriva celuilalt . Cu toate acestea, dacă sunt atinse condițiile necesare pentru topirea diamantului (și menținerea acestuia sub formă topită), acesta ar compromite integritatea instrumentului și ar provoca defecțiuni catastrofale (posibil explozive), așa că nu cred că cineva se va topi în mod intenționat diamante în curând! Alte tehnici ar putea fi folosite ( confinare inerțială cu laser , arme cu gaz ușor , etc), dar cred că majoritatea ar produce doar diamant lichid în mod tranzitoriu.
Răspuns
Carbon, care formează diamantul, poate exista cu siguranță ca o tranziție lichidă și de fază între faza de diamant și faza lichidă pare a fi posibilă pe baza această diagramă de fază . Dacă topirea diamantelor poate fi de fapt observată depinde totuși de cinetică: tranziția de fază poate fi prea lentă pentru a fi observată la o scară de timp umană.
Comentarii
- În timp ce transformă Acțiunea diamantului în grafit este foarte lentă chiar și la temperaturi moderat ridicate, topirea nu este atât de dificilă din punct de vedere cinetic. Peste 4000 K accelerează foarte mult lucrurile și topirea se întâmplă rapid sau deloc.