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Le vieil adage dit que les diamants sont éternels, mais le sont-ils vraiment? Les diamants sont certainement l’une des substances les plus fortes au monde, mais peuvent-ils être brûlés ou même fondus?
En bref, les diamants brûleront à environ 900 ° C étant donné qu’il y a suffisamment d’oxygène pour le processus de combustion. Les diamants peuvent également fondre compte tenu d’une température d’au moins 4500 ° C et d’une pression de 100 000 bars, soit environ 100 000 fois supérieure à la pression atmosphérique standard.
Il y a cependant plus à l’histoire. Ces conditions de combustion et de fusion assez spécifiques peuvent s’expliquer par les propriétés chimiques et physiques des diamants, ce qui peut alors expliquer pourquoi, par exemple, il peut même exister des océans de diamants liquides sur Neptune et Uranus.
Voici un tableau des points de combustion et de fusion d’un diamant:
| Point de combustion | Point de fusion | |
|---|---|---|
| Température | 900 °C | 4500 °C |
| Pression | 1 bar (1 atm) | 100 000 bar (100 000 atm) |
Plus tard dans l’article, je vais expliquer exactement comment fonctionnent ces processus de combustion et de fusion ainsi que parler de savoir s’il est même possible de en fait, faites fondre un diamant.
Quel Est Le Point De Combustion D’Un Diamant?
Vous êtes probablement familier avec l’idée que les diamants nécessitent des conditions assez difficiles pour se former. Cela fonctionne également dans l’autre sens. Mais quelles sont exactement les conditions de combustion d’un diamant?
La température requise pour qu’un diamant commence à brûler est d’environ 900 °C (équivalent à 1650 Fahrenheit ou 1200 kelvin) à la pression atmosphérique. Une quantité suffisante d’oxygène est également nécessaire pour le processus de combustion.
La définition scientifique de la combustion (ou plus précisément de la combustion) est une réaction chimique avec l’oxygène qui libère de l’énergie dans le milieu environnant.
Les diamants ne font pas exception à cette définition, et en fait la combustion se produit également pour les diamants, car ils sont essentiellement faits de carbone.
Lorsqu’un diamant est suffisamment chauffé et en contact avec de l’oxygène, il brûle et commence à réagir avec l’oxygène pour former du monoxyde de carbone ou du dioxyde de carbone en fonction de la quantité d’oxygène disponible:
Ce n’est vraiment pas différent de la combustion, par exemple du charbon ordinaire, qui aurait exactement la même équation chimique (en supposant que le charbon est entièrement composé de carbone).
Si l’oxygène n’est PAS disponible, aucune réaction de combustion ne peut se produire. Dans ce genre de conditions, lorsqu’il est chauffé à une température élevée, le diamant se transformera plutôt en graphite.
Cela est dû au fait que la température élevée brisera la structure du diamant et qu’il n’y a pas d’oxygène avec lequel réagir, le diamant changera de structure en graphite car il s’agit d’une forme plus stable et favorable dans des conditions normales de basse pression.
À Quoi Ressemble Un Diamant Brûlant?
La combustion d’un diamant n’est malheureusement pas aussi fantaisiste qu’elle le devrait étant donné qu’il s’agit d’un diamant réel. Bien qu’il brille assez brillamment, il ne s’allume pas tout à fait sur le feu comme nous pensons généralement à quelque chose de brûlant.
En tout cas, voici une vidéo cool d’un diamant en feu:
Existe-T-Il Des Moyens Pratiques De Brûler un Diamant?
La prochaine question que vous pourriez avoir est de savoir comment brûleriez-vous réellement un diamant? Quelle serait la façon la plus pratique de le faire?
Le moyen le plus simple de brûler un diamant serait probablement de le plonger dans de l’oxygène liquide. Cela garantirait qu’il y a au moins suffisamment d’oxygène pour que la combustion se produise.
Le problème est que pour que l’oxygène existe sous forme liquide, il doit avoir une température inférieure à -183 °C (en pression atmosphérique). Cela signifie que la température peut généralement être trop basse pour commencer à rompre les liaisons à l’intérieur de la structure diamantée.
Par conséquent, un moyen plus efficace pourrait être de chauffer d’abord le diamant à une température très élevée (avec une torche ou quelque chose du genre), puis de le déposer dans de l’oxygène liquide, comme on le voit dans la vidéo ci-dessus.
Quel Est Le Point De Fusion D’Un Diamant?
L’idée d’un diamant fondu peut sembler assez étrange car vous n’en avez probablement jamais vu ni même entendu parler. En effet, les conditions de fusion des diamants sont si extrêmes et très rares.
Essentiellement, un diamant fondra à une température minimale d’environ 4500 °C (un peu plus de 4700 K) et à une pression de 100 000 bars (soit environ 10 GPa ou 100 000 atm).
De plus, le concept de « diamant liquide » est également un peu discutable car les diamants sont généralement définis comme du carbone structuré de manière spécifique. Donc, il y a certainement un argument à faire valoir pour savoir si un diamant fondu est même plus un diamant ou tout simplement du carbone liquide.
De toute façon, il est toujours possible de transformer un diamant en une forme fondue dans des conditions spécifiques.
L’image ci-dessus est le diagramme de phase du carbone, qui décrit les formes spécifiques (phases) du carbone et les conditions générales de formation de ces phases.
À partir de ce diagramme, nous pouvons choisir les conditions de passage d’un diamant à la phase liquide (c’est-à-dire le point de fusion), qui sont:
- Température minimale de 4500 ° C (environ 4700 K).
- Pression de 100 000 bars (environ 10 GPa ou 100 000 atm).
La chose intéressante à propos de ces conditions est qu’un diamant ne peut pas réellement fondre à des niveaux de pression atmosphérique normaux, donc pour le faire, il faudrait certainement un laboratoire de certaines sortes.
C’est aussi là que se pose le problème de la fusion d’un diamant. Voyez-vous, le diamant se transformerait en graphite avant qu’il n’atteigne réellement les conditions de fusion lorsqu’il est chauffé en l’absence d’oxygène (comme expliqué précédemment).
Par contre, si de l’oxygène est présent, le diamant brûlerait juste avant de fondre.
C’est pourquoi une pression élevée est nécessaire car le diamant devient en fait une forme plus stable que le graphite dans des conditions de haute pression. Par conséquent, le diamant ne se transformerait pas en graphite avant la fusion, étant donné bien entendu que la pression est suffisamment élevée.
Les Diamants Peuvent-Ils Être Fondus En Laboratoire ?
Heureusement, la fusion d’un diamant n’est pas seulement quelque chose à se demander théoriquement. Les scientifiques ont effectivement réussi à le faire dans le monde réel.
La machine Z, qui fait partie des laboratoires nationaux Sandia à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, a réussi à faire fondre des diamants en 2006 en créant des pressions incroyablement élevées dans des conditions de laboratoire (voici l’histoire de ScienceDaily).
La façon dont nous fondions les diamants était de tirer de petites plaques de métal sur de petits morceaux de diamant en utilisant des champs magnétiques extrêmement puissants. Les petites plaques frapperaient ensuite les diamants uniformément de toutes les directions pour créer une onde de choc équivalente à plus de 10 millions de fois la pression atmosphérique.
Si vous le souhaitez, vous pouvez en savoir plus sur la fascinante machine Sandia Z sur le site Web des Laboratoires nationaux Sandia.
La Lave Peut-Elle Faire Fondre Un Diamant?
Comme il serait intéressant de voir un diamant fondre en liquide lorsqu’il est placé dans une flaque de lave. Mais cela serait-il réellement possible?
Pour faire simple, un diamant ne peut pas fondre dans la lave, car le point de fusion d’un diamant est d’environ 4500 ° C (à une pression de 100 kilobars) et la lave ne peut être aussi chaude qu’environ 1200 ° C.
Les Diamants Peuvent-Ils Brûler Dans La Lave?
La lave n’est pas assez chaude pour faire fondre un diamant, mais un diamant pourrait-il brûler dans la lave à la place?
En bref, les diamants peuvent brûler dans la lave car la température de combustion d’un diamant est d’environ 900 ° C et la lave peut devenir aussi chaude que 1200 ° C. Le processus de combustion nécessitera également de l’oxygène.
L’acide peut-il dissoudre Les diamants?
Les acides, en particulier certains très corrosifs, peuvent dissoudre beaucoup de choses. Mais un acide pourrait-il dissoudre un diamant?
En bref, les acides ne dissolvent pas les diamants car il n’y a tout simplement pas un acide assez corrosif pour détruire la structure cristalline de carbone forte d’un diamant. Certains acides peuvent cependant endommager les diamants.
Ci-dessous se trouve une expérience intéressante du Laboratoire d’action, où un diamant est placé dans un récipient de solution de piranha, un mélange d’acides extrêmement corrosif.
Pour faire court, le diamant s’est à peine dissous et il n’était même pas clair si le diamant avait réellement perdu de la masse ou s’il y avait simplement un léger écart dans la lecture de l’échelle.
De plus, si vous vous demandez si l’acide peut dissoudre le verre et quels acides peuvent réellement le faire (il y a certainement des acides qui le peuvent!), je vous recommande de lire cet article.
