Dit bericht kan affiliate links bevatten naar boeken of andere bronnen die ik persoonlijk aanraad.
het oude gezegde luidt dat diamanten voor altijd zijn, maar zijn ze echt? Diamanten zijn zeker een van de sterkste stoffen in de wereld, maar kunnen ze worden verbrand of zelfs gesmolten?
kortom, diamanten zullen branden bij ongeveer 900 °C als er voldoende zuurstof is voor het verbrandingsproces. Diamanten kunnen ook smelten bij een temperatuur van minstens 4500 °C en een druk van 100.000 bar, wat ongeveer 100.000 keer hoger is dan de standaard atmosferische druk.
er is echter meer aan de hand. Deze vrij specifieke verbrandings-en smeltomstandigheden kunnen worden verklaard door de chemische en fysische eigenschappen van diamanten, die dan kunnen verklaren waarom er bijvoorbeeld zelfs vloeibare diamantzeeën bestaan op Neptunus en Uranus.
Hier is een tabel van de brand-en smeltpunten van een diamant:
| Burning point | Smeltpunt | |
|---|---|---|
| Temperatuur | 900 °C | 4500 °C |
| Druk | 1 bar (1 atm) | 100 000 bar (100 000 atm) |
Later in het artikel ga ik om precies uit te leggen hoe deze het verbranden en smelten processen zo goed werkt als praten over de vraag of het is zelfs mogelijk om een diamant laten smelten.
Wat Is het brandpunt van een diamant?
u bent waarschijnlijk bekend met het idee dat diamanten in de eerste plaats zeer zware omstandigheden vereisen om zelfs maar te vormen. Dit werkt ook andersom. Maar wat zijn precies de brandende omstandigheden voor een diamant?
De temperatuur die nodig is om een diamant te laten branden is ongeveer 900 °C (gelijk aan 1200 kelvin) bij atmosferische druk. Ook voor het verbrandingsproces is voldoende zuurstof nodig.
De wetenschappelijke definitie voor verbranding (of beter gezegd verbranding) is een chemische reactie met zuurstof die energie afgeeft in de omgeving.
Diamanten zijn geen uitzonderingen voor deze definitie, en in feite gebeurt verbranding ook voor diamanten, omdat ze in principe gemaakt zijn van koolstof.
wanneer een diamant voldoende wordt verhit en in contact komt met zuurstof, zal het branden en beginnen te reageren met de zuurstof om koolmonoxide of kooldioxide te vormen, afhankelijk van de hoeveelheid zuurstof die er beschikbaar is.:
Dit is eigenlijk niet anders dan het verbranden van bijvoorbeeld regelmatig kolen, die zou hebben exact dezelfde chemische formule (in de veronderstelling dat de steenkool is geheel gemaakt van carbon).
als er geen zuurstof beschikbaar is, kan er geen Brandreactie optreden. In dit soort omstandigheden, bij verhitting tot een hoge temperatuur, zal de diamant in plaats daarvan veranderen in grafiet.
Dit is te wijten aan het feit dat de hoge temperatuur de diamantstructuur zal breken, en omdat er geen zuurstof is om mee te reageren, zal de diamant zijn structuur veranderen in grafiet omdat het een stabielere en gunstigere vorm is onder normale, lage drukomstandigheden.
Hoe ziet een brandende diamant eruit?
het branden van een diamant is helaas niet zo mooi als het zou moeten aangezien het een echte diamant is. Hoewel, het schijnt vrij helder, het niet helemaal licht op brand zoals we meestal denken aan iets branden.
hoe dan ook, hier is een coole video van een brandende diamant:
zijn er praktische manieren om een diamant te branden?
de volgende vraag die u zou kunnen hebben is: hoe zou u een diamant eigenlijk branden? Wat zou de meest praktische manier zijn om het te doen?
De makkelijkste manier om een diamant te verbranden is waarschijnlijk door het in wat vloeibare zuurstof te dompelen. Dit zou ervoor zorgen dat er op zijn minst voldoende zuurstof is om de verbranding te laten plaatsvinden.
het probleem is dat zuurstof alleen als vloeistof kan bestaan als het een temperatuur heeft van minder dan -183 °C (in atmosferische druk). Dit betekent dat de temperatuur over het algemeen te laag kan zijn om daadwerkelijk te beginnen met het breken van de bindingen binnen de diamantstructuur.
daarom zou een efficiëntere manier kunnen zijn om eerst de diamant te verwarmen tot een zeer hoge temperatuur (met een zaklamp of iets dergelijks) en vervolgens in wat vloeibare zuurstof te laten vallen, zoals te zien is in de video hierboven.
Wat Is het smeltpunt van een diamant?
het idee van een gesmolten diamant kan vreemd lijken omdat u het waarschijnlijk nog nooit hebt gezien of gehoord. Dit komt omdat de omstandigheden voor het smelten van diamanten zo extreem en ook zeer zeldzaam zijn.
in wezen smelt een diamant bij een minimumtemperatuur van ongeveer 4500 °c (iets meer dan 4700 K) en een druk van 100 000 bar (dat is ongeveer 10 GPa of 100 000 atm).
ook is het concept van een “vloeibare diamant” een beetje twijfelachtig omdat diamanten over het algemeen worden gedefinieerd als gewoon koolstof die op een specifieke manier gestructureerd is. Dus, er is zeker een argument te maken voor de vraag of een gesmolten diamant is zelfs een diamant meer of gewoon vloeibare koolstof.
hoe dan ook, het is nog steeds mogelijk om een diamant in een gesmolten vorm te veranderen onder specifieke omstandigheden.
de bovenstaande afbeelding is het fasediagram van koolstof, dat de specifieke vormen (fasen) van koolstof en de Algemene vormcondities voor deze fasen beschrijft.
uit dit diagram kunnen we de omstandigheden kiezen voor wanneer een diamant overgaat naar de vloeibare fase (d.w.z. het smeltpunt), die zijn:
- minimumtemperatuur van 4500 °C (ongeveer 4700 K).
- druk van 100 000 bar (ongeveer 10 GPa of 100 000 atm).
Het interessante aan deze omstandigheden is dat een diamant niet echt kan smelten bij normale atmosferische drukniveaus, dus om dat te doen zou zeker een laboratorium van een soort nodig zijn.
Dit is ook waar het probleem van het smelten van een diamant optreedt. Zie je, de diamant zou veranderen in grafiet lang voordat het daadwerkelijk de smeltomstandigheden bereikt wanneer verwarmd in afwezigheid van zuurstof (zoals eerder uitgelegd).
aan de andere kant, als er zuurstof aanwezig is, zou de diamant gewoon wegbranden voordat het smelt.
daarom is een hoge druk vereist, omdat diamant in hoge druk een stabielere vorm krijgt dan grafiet. Daarom zou de diamant niet voor het smelten in grafiet veranderen, aangezien de druk natuurlijk hoog genoeg is.
kunnen diamanten in laboratoria worden gesmolten?
gelukkig is het smelten van een diamant niet iets om theoretisch over na te denken. Wetenschappers zijn erin geslaagd om het te doen in de echte wereld.
De Z-machine, een onderdeel van de Sandia National Laboratories in Albuquerque, New Mexico, was in staat om diamanten te smelten in 2006 door het creëren van waanzinnig hoge druk in laboratoriumomstandigheden (hier is het verhaal van ScienceDaily).de manier waarop diamanten worden gesmolten was door kleine metalen platen op kleine stukjes diamant te schieten met behulp van extreem sterke magnetische velden. De kleine platen zouden dan de diamanten gelijkmatig uit elke richting slaan om een schokgolf te creëren die gelijk is aan meer dan 10 miljoen keer de atmosferische druk.
Als u dat wenst, kunt u meer lezen over de fascinerende Sandia Z-machine op de website van Sandia National Laboratories.
kan Lava een diamant smelten?
hoe interessant zou het zijn om een diamant in vloeistof te zien smelten wanneer deze in een lava-plas wordt geplaatst. Maar zou dit echt mogelijk zijn?om het simpel te zeggen: een diamant kan niet smelten in lava, omdat het smeltpunt van een diamant rond 4500 °c (bij een druk van 100 kilobars) ligt en lava slechts zo heet kan zijn als ongeveer 1200 °C.
kunnen diamanten branden in Lava?
Lava is niet heet genoeg om een diamant te smelten, maar zou een diamant in lava kunnen branden?in het kort kunnen diamanten in lava branden omdat de verbrandingstemperatuur van een diamant ongeveer 900 °C is en lava zo heet kan worden als 1200 °C. Voor het verbrandingsproces is echter ook zuurstof nodig.
kan zuur diamanten oplossen?
zuren, vooral enkele zeer corrosieve zuren, kunnen veel dingen oplossen. Maar kan een zuur een diamant oplossen?
kortom, zuren lossen diamanten niet op omdat er simpelweg geen zuur is dat corrosief genoeg is om de sterke koolstofkristalstructuur van een diamant te vernietigen. Sommige zuren kunnen echter diamanten beschadigen.
Hieronder is een interessant experiment van het Actielab, waar een diamant wordt geplaatst in een container met piranha-oplossing, een extreem corrosief zuurmengsel.om een lang verhaal kort te maken, de diamant werd nauwelijks opgelost en het was niet eens duidelijk of de diamant daadwerkelijk enige massa verloor of dat er gewoon een lichte afwijking was in de aflezing van de schaal.
ook, als je je afvraagt of zuur glas kan oplossen en welke zuren dat kunnen (er zijn zeker zuren die dat kunnen!), Ik zou aanraden om dit artikel te lezen.
