dette innlegget kan inneholde tilknyttede lenker til bøker eller andre ressurser jeg personlig anbefaler.det gamle ordtaket sier at diamanter er for alltid, men er de egentlig? Diamanter er absolutt et av de sterkeste stoffene i verden, men kan de bli brent eller smeltet?
kort sagt, diamanter vil brenne på rundt 900 °C gitt at det er nok oksygen til brenningsprosessen. Diamanter kan også smelte gitt en temperatur på minst 4500 °C og et trykk på 100 000 bar, som er omtrent 100 000 ganger høyere enn standard atmosfærisk trykk.
det er imidlertid mer til historien. Disse ganske spesifikke brennings – og smelteforholdene kan forklares av de kjemiske og fysiske egenskapene til diamanter, som kan forklare hvorfor, for eksempel, det kan til og med eksistere flytende diamanthav På Neptun og Uranus.
her er et bord av brennende og smeltepunkter av en diamant:
| Brennpunkt | Smeltepunkt | |
|---|---|---|
| temperatur | 900 °c | 4500 °c | trykk | 1 Bar (1 atm) | 100 000 bar (100 000 atm) |
senere i artikkelen skal jeg forklare nøyaktig hvordan disse brennende Og smelteprosessene fungerer, samt snakke om det er mulig å faktisk smelte en diamant.
Hva Er Brennpunktet til En Diamant?
du er mest sannsynlig kjent med ideen om at diamanter krever ganske tøffe forhold å selv danne i første omgang. Dette fungerer også den andre veien rundt. Men hva er brennforholdene for en diamant?
temperaturen som kreves for at en diamant skal begynne å brenne, er omtrent 900 °C (tilsvarende 1650 Fahrenheit eller 1200 kelvin) ved atmosfærisk trykk. Tilstrekkelig oksygen er også nødvendig for brenningsprosessen.den vitenskapelige definisjonen for brenning (eller mer nøyaktig, forbrenning) er en kjemisk reaksjon med oksygen som frigjør energi i omgivelsene.
Diamanter er ingen unntak for denne definisjonen, og faktisk forbrenning skjer for diamanter også, siden de er i utgangspunktet laget av karbon.
når en diamant er oppvarmet nok og i kontakt med oksygen, vil den brenne og begynne å reagere med oksygenet for å danne enten karbonmonoksid eller karbondioksid avhengig av hvor mye oksygen det er tilgjengelig:
dette er egentlig ikke annerledes ENN brenning av, for eksempel vanlig kull, som ville ha nøyaktig samme kjemiske ligning (forutsatt at kullet består helt av karbon).
hvis oksygen IKKE er tilgjengelig, kan ingen brennende reaksjon skje. Under slike forhold, når de oppvarmes til høy temperatur, vil diamanten i stedet bli grafitt.Dette skyldes det faktum at den høye temperaturen vil bryte diamantstrukturen, og da det ikke er oksygen å reagere med, vil diamanten endre strukturen til grafitt, da den er en mer stabil og gunstig form under normale, lave trykkforhold.
Hvordan Ser En Brennende Diamant ut?
brenningen av en diamant er dessverre ikke så fancy som den burde, med tanke på at det er en faktisk diamant. Selv om det skinner ganske sterkt, lyser det ikke helt i brann som vi vanligvis tenker på noe som brenner.
uansett, her Er en kul video av en brennende diamant:
Er Det Faktiske Praktiske Måter Å Brenne En Diamant på?
det neste spørsmålet du måtte ha er at hvordan ville du faktisk brenne en diamant? Hva ville være den mest praktiske måten å gjøre det på?sannsynligvis er den enkleste måten å brenne en diamant på, å dyppe den i litt flytende oksygen. Dette vil sikre at det er minst tilstrekkelig oksygen for at brenningen skal skje.
problemet er at for at oksygen skal eksistere som væske, må den ha en temperatur under -183 °C (i atmosfærisk trykk). Dette betyr at temperaturen generelt kan være for lav til å faktisk begynne å bryte bindingene i diamantstrukturen.derfor kan en mer effektiv måte være å først varme diamanten opp til en svært høy temperatur (med en fakkel eller noe) og deretter slippe den inn i noe flytende oksygen, som vist i videoen ovenfor.
Hva Er Smeltepunktet til En Diamant?
ideen om en smeltet diamant kan virke ganske merkelig som du sikkert aldri har sett eller hørt om det. Dette skyldes at forholdene for smelting av diamanter er så ekstreme og også svært sjeldne.
I Hovedsak vil en diamant smelte ved en minimumstemperatur på ca. 4500 °C (litt over 4700 K) og et trykk på 100 000 bar (som er ca.10 GPa eller 100 000 atm).konseptet med en «flytende diamant» er også litt tvilsomt da diamanter generelt er definert som bare karbon som er strukturert på en bestemt måte. Så det er definitivt et argument å bli gjort for om en smeltet diamant er enda en diamant lenger eller bare bare flytende karbon.
uansett er det fortsatt mulig å slå en diamant i smeltet form under spesielle forhold.
bildet over er fasediagrammet for karbon, som beskriver de spesifikke formene (fasene) av karbon og de generelle formningsbetingelsene for disse fasene.
fra dette diagrammet kan vi plukke ut betingelsene for når en diamant krysser over til væskefasen (dvs.smeltepunktet), som er:
- Minimumstemperatur på 4500 °C (rundt 4700 K).
- Trykk på 100 000 bar (ca 10 GPa eller 100 000 atm).Det interessante med disse forholdene er at en diamant faktisk ikke kan smelte ved normale atmosfæriske trykknivåer, så for å gjøre det ville det definitivt kreve et laboratorium av noen slag.
dette er også hvor problemet med å smelte en diamant oppstår. Se, diamanten vil bli til grafittvei før den faktisk når smelteforholdene når den oppvarmes i fravær av oksygen (som forklart tidligere).på den annen side, hvis oksygen er tilstede, vil diamanten bare brenne bort før den smelter.
dette er grunnen til at et høyt trykk er nødvendig som diamant faktisk blir en mer stabil form enn grafitt i høyt trykk forhold. Derfor ville diamanten ikke bli grafitt før smelting, gitt selvfølgelig at trykket er tilstrekkelig høyt.
Kan Diamanter Smeltes i Laboratorier?
Heldigvis er smeltingen av en diamant ikke bare noe å teoretisk lure på. Forskere har faktisk klart å gjøre det i den virkelige verden.Z-maskinen, en del Av Sandia National Laboratories I Albuquerque, New Mexico, var i stand til å smelte diamanter i 2006 ved å skape sinnsykt høyt trykk i laboratorieforhold (her er historien Fra ScienceDaily).måten diamanter vi er smeltet var ved å skyte små metallplater på små biter av diamant ved hjelp av ekstremt sterke magnetfelt. De små platene vil da slå diamantene jevnt fra alle retninger for å skape en shockwave som tilsvarer mer enn 10 millioner ganger atmosfæretrykket.
hvis du vil, kan du lese mer Om den fascinerende Sandia Z-maskinen fra Sandia National Laboratories nettside.
Kan Lava Smelte En Diamant?
hvor interessant ville det være å se en diamant smelte til væske når den plasseres i en lavapøl. Men ville dette faktisk være mulig?
for å si det enkelt, en diamant kan ikke smelte i lava, fordi smeltepunktet til en diamant er rundt 4500 °C (ved et trykk på 100 kilobar) og lava kan bare være så varmt som om 1200 °C.
Kan Diamanter Brenne I Lava?
Lava er ikke helt varm nok til å smelte en diamant, men kan en diamant brenne i lava i stedet?
kort sagt, diamanter kan brenne i lava da brenntemperaturen til en diamant er omtrent 900 °C og lava kan bli så varm som 1200 °C. brenningsprosessen vil imidlertid også kreve oksygen.
Kan Syre Oppløse Diamanter?
Syrer, spesielt noen svært korrosive, kan oppløse mange ting. Men kan en syre muligens oppløse en diamant?kort sagt, syrer oppløser ikke diamanter fordi det ganske enkelt ikke er en syre etsende nok til å ødelegge den sterke karbonkrystallstrukturen til en diamant. Noen syrer kan imidlertid skade diamanter.
Nedenfor er et interessant eksperiment Fra Action Lab, hvor en diamant er plassert i en beholder med piranha-løsning, en ekstremt korroderende syreblanding.Lang historie kort, diamanten ble knapt oppløst i det hele tatt, og det var ikke engang klart om diamanten faktisk mistet noen masse eller om det bare var en liten avvik i lesingen av skalaen.
Også, hvis du lurer på om syre kan oppløse glass og hvilke syrer som faktisk kan gjøre det (det er sikkert syrer som kan!), Jeg vil anbefale å lese denne artikkelen.
