det här inlägget kan innehålla affiliate länkar till böcker eller andra resurser som jag personligen rekommenderar.
det gamla ordspråket säger att diamanter är för evigt, men är de verkligen? Diamanter är verkligen ett av de starkaste ämnena i världen, men kan de brännas eller till och med smälta?
kort sagt, diamanter kommer att brinna vid cirka 900 c c med tanke på att det finns tillräckligt med syre för förbränningsprocessen. Diamanter kan också smälta med en temperatur på minst 4500 CCG och ett tryck på 100 000 bar, vilket är cirka 100 000 gånger högre än det vanliga atmosfärstrycket.
det finns dock mer till historien. Dessa ganska specifika förbrännings-och smältförhållanden kan förklaras av diamanternas kemiska och fysikaliska egenskaper, vilket kan förklara varför det till exempel kan existera flytande diamanthav på Neptun och Uranus.
här är en tabell över brännings-och smältpunkterna för en diamant:
| brännpunkt | Smältpunkt | |
|---|---|---|
| temperatur | 900 kg C | 4500 kg C | tryck | 1 bar (1 atm) | 100 000 bar (100 000 ATM) |
senare i artikeln kommer jag att förklara exakt hur dessa brännings-och smältprocesser fungerar samt prata om huruvida det ens är möjligt att faktiskt smälta en diamant.
Vad är brännpunkten för en diamant?
du är troligen bekant med tanken att diamanter kräver ganska hårda förhållanden för att ens bilda i första hand. Detta fungerar också tvärtom. Men vad exakt är brännförhållandena för en diamant?
den temperatur som krävs för att en diamant ska börja brinna är ungefär 900 kcal C (motsvarande 1650 Fahrenheit eller 1200 kelvin) vid atmosfärstryck. Tillräckligt med syre krävs också för bränningsprocessen.
den vetenskapliga definitionen för bränning (eller mer exakt förbränning) är en kemisk reaktion med syre som släpper ut energi i omgivningen.
diamanter är inga undantag för denna definition, och i själva verket sker förbränning för diamanter också, eftersom de i grunden är gjorda av kol.
När en diamant är tillräckligt uppvärmd och i kontakt med syre kommer den att brinna och börja reagera med syret för att bilda antingen kolmonoxid eller koldioxid beroende på hur mycket syre det finns tillgängligt:
detta är verkligen inte annorlunda än förbränning av till exempel vanligt kol, vilket skulle ha exakt samma kemiska ekvation (förutsatt att kolet helt består av kol).
om syre inte är tillgängligt kan ingen brinnande reaktion hända. Under sådana förhållanden, när den upphettas till en hög temperatur, blir diamanten istället till grafit.
detta beror på det faktum att den höga temperaturen kommer att bryta diamantstrukturen, och eftersom det inte finns något syre att reagera med, kommer diamanten att ändra sin struktur till grafit eftersom det är en mer stabil och gynnsam form under normala lågtrycksförhållanden.
Hur ser en brinnande diamant ut?
bränningen av en diamant är tyvärr inte så snygg som den borde överväga att det är en verklig diamant. Även om det lyser ganska ljust, lyser det inte riktigt på eld som vi vanligtvis tänker på något som brinner.
hur som helst, här är en cool video av en brinnande diamant:
finns det faktiska praktiska sätt att bränna en diamant?
nästa fråga du kanske har är att hur skulle du faktiskt bränna en diamant? Vad skulle vara det mest praktiska sättet att göra det?
troligtvis är det enklaste sättet att bränna en diamant att doppa den i lite flytande syre. Detta skulle säkerställa att det finns åtminstone tillräckligt med syre för att bränningen ska ske.
problemet är att för att syre ska kunna existera som en vätska måste den ha en temperatur under -183 kcal C (i atmosfärstryck). Detta innebär att temperaturen i allmänhet kan vara för låg för att faktiskt börja bryta bindningarna i diamantstrukturen.därför kan ett effektivare sätt vara att först värma diamanten upp till en mycket hög temperatur (med en fackla eller något) och sedan släppa den i lite flytande syre, vilket ses i videon ovan.
Vad är smältpunkten för en diamant?
tanken på en smält diamant kan verka ganska udda som du förmodligen aldrig har sett eller ens hört talas om det. Detta beror på att villkoren för smältande diamanter är så extrema och också mycket sällsynta.
i huvudsak kommer en diamant att smälta vid en lägsta temperatur på ca 4500 kcal C (lite över 4700 K) och ett tryck på 100 000 bar (vilket är ca 10 GPa eller 100 000 atm).
dessutom är begreppet ”flytande diamant” också lite tveksamt eftersom diamanter i allmänhet definieras som bara kol som är strukturerat på ett specifikt sätt. Så det finns definitivt ett argument för huruvida en smält diamant till och med är en diamant längre eller bara helt enkelt flytande kol.
hur som helst är det fortfarande möjligt att förvandla en diamant till en smält form under specifika förhållanden.
ovanstående bild är fasdiagrammet för kol, som beskriver de specifika formerna (faser) av kol och de allmänna formningsförhållandena för dessa faser.
från detta diagram kan vi välja ut villkoren för när en diamant passerar över till vätskefasen (dvs. smältpunkten), som är:
- minsta temperatur på 4500 kcal C (cirka 4700 K).
- tryck på 100 000 bar (ca 10 GPa eller 100 000 atm).
det intressanta med dessa förhållanden är att en diamant faktiskt inte kan smälta vid normala atmosfäriska trycknivåer, så för att göra det skulle det definitivt kräva ett laboratorium av vissa slag.
det här är också där problemet med att smälta en diamant uppstår. Se, diamanten skulle förvandlas till grafit långt innan den faktiskt når smältförhållandena när den upphettas i frånvaro av syre (som förklarats tidigare).
å andra sidan, om syre är närvarande, skulle diamanten bara brinna bort innan den smälter.
det är därför ett högt tryck krävs eftersom diamant faktiskt blir en stabilare form än grafit under högtrycksförhållanden. Därför skulle diamanten inte förvandlas till grafit före smältning, naturligtvis med tanke på att trycket är tillräckligt högt.
kan diamanter smältas i laboratorier?
lyckligtvis är smältningen av en diamant inte bara något att teoretiskt undra över. Forskare har faktiskt lyckats göra det i den verkliga världen.
z-maskinen, en del av Sandia National Laboratories i Albuquerque, New Mexico, kunde smälta diamanter 2006 genom att skapa vansinnigt höga tryck i laboratorieförhållanden (här är historien från ScienceDaily).
hur diamanter vi smälte var genom att skjuta små metallplattor på små bitar av diamant genom att använda extremt starka magnetfält. De små plattorna skulle sedan slå diamanterna jämnt från alla håll för att skapa en chockvåg motsvarande mer än 10 miljoner gånger atmosfärstrycket.
om du vill kan du läsa mer om den fascinerande Sandia Z-maskinen från Sandia National Laboratories webbplats.
kan Lava smälta en diamant?
hur intressant skulle det vara att se en diamant smälta i vätska när den placeras i en lavapöl. Men skulle detta faktiskt vara möjligt?
För att uttrycka det enkelt kan en diamant inte smälta i lava, eftersom smältpunkten för en diamant är cirka 4500 CCB (vid ett tryck av 100 kilobars) och lava kan bara vara så het som cirka 1200 CCB.
kan diamanter brinna i Lava?
Lava är inte tillräckligt varm för att smälta en diamant, men kan en diamant brinna i lava istället?
kort sagt, diamanter kan brinna i lava eftersom en diamants brinntemperatur är ca 900 kg C och lava kan bli så varm som 1200 kg C. förbränningsprocessen kräver dock också syre.
kan syra lösa upp diamanter?
syror, särskilt vissa mycket frätande, kan lösa upp många saker. Men kan en syra eventuellt lösa upp en diamant?
kort sagt, syror löser inte diamanter eftersom det helt enkelt inte är en syra frätande nog för att förstöra den starka kolkristallstrukturen hos en diamant. Vissa syror kan dock skada diamanter.
nedan är ett intressant experiment från Action Lab, där en diamant placeras i en behållare med piranha-lösning, en extremt frätande syrablandning.
lång historia kort, diamanten blev knappt upplöst alls och det var inte ens klart om diamanten faktiskt förlorade någon massa eller om det bara var en liten avvikelse i avläsningen av skalan.
Om du undrar om syra kan lösa upp Glas och vilka syror som faktiskt kan göra det (det finns verkligen syror som kan!), Skulle jag rekommendera att läsa den här artikeln.
