Температура плавлення алмазу, в яку речовину переходить

Про те, в яку речовину переходить алмаз при плавленні, вчені сперечаються до цих пір. З XVI століття, моменту виявлення мінералу, ведеться його активне вивчення. Але, до сих пір не розгадані багато таємниць. За більш ніж 500 років було проведено безліч експериментів в прагненні вчених розгадати цю загадку. Але більшість властивостей каменю все ще залишаються невивченими. Кожне відкриття займає багато років. У нашій статті, ми відкриємо для вас одну з завіс, за якою ховається багато цікавого.

Про базові властивості

Від того, при якій температурі плавиться алмаз, залежить можливість його застосування і в ювелірній галузі, і в промисловості. Але характеристика поки не вивчена в повному обсязі, так як камінь має унікальні властивості. Його складно порівняти з чим-небудь, з відомого світу.

Кристалічна решітка

Одне з пояснень таких незвичайних характеристик мінералу – його позаземне походження. Є теорія, що алмаз потрапив на планету з космосу разом з метеоритами і осів в надрах землі. Інші вчені, пояснюють дивну поведінку каменю будовою його кристалічної решітки.

Атоми вуглецю в ньому мають надміцний зв’язок, що обумовлює вже відомі властивості алмаза:

  • аномальну твердість;
  • стійкість до агресивного хімічного середовища (луги та кислоти);
  • крихкість.

Парадокс алмазу в тому, що, з одного боку, це найміцніший мінерал на планеті. Але з іншого – він дуже крихкий і його легко пошкодити сильним ударом. Остання властивість ювеліри використовують при огранювання.

Твердий і крихкий

Цікаві властивості, вивчені в ході експериментів

Алмаз – найдивовижніший камінь. Його природа і властивості змушують найрозумніших людей планети вирішувати найскладніші завдання. Його краса захоплює мільйони. Це один з кращих діелектриків і ізоляторів. До його складу входять лише атоми вуглецю.

Цікаво, що сам вуглець – вкрай горюча речовина. У природі, він частіше зустрічається у формі графіту. Це наштовхнуло вчених на ідею перетворення однієї речовини в іншу. Їх цікавило, чи буде в процесі розплавлення алмаз переходити в графіт і навпаки. Результати вийшли неоднозначними.

З’ясувалося, що створити з алмазу графіт можливо, нагрів кристал до 2000 градусів і перекривши доступ кисню. А ось провести зворотну реакцію, що не виготовляючи приманку, так і не вдалося. Про це ви можете прочитати в статті «Про штучні алмази і діаманти». Якщо ж камінь нагрівати не в вакуумі, він просто перетвориться на вуглець.

Закрита колба

Перехід з одного стану в інший

За температурі і середовищі в плавильної печі, можна спрогнозувати, в який стан перейде алмаз. Якщо в колбі присутній кисень, то камінь повністю згорить при температурі 850-1000 градусів Цельсія. Під час реакції буде виділятися блідо-синє полум’я. По закінченню експерименту, в капсулі залишиться CO2 – кисень і вуглець.

Довести це вдалося ще в 1694 році італійським вченим, Тарджоні і Аверані. Вони намагалися сплавити два невеликих діаманта в один, але тільки спалили камені.

Їх експеримент провалився тому, що домогтися плавного розплавлення алмазів неймовірно складно: необхідна капсула без кисню, з можливістю регулювання тиску всередині неї.

Те, в яку речовину переходять алмази, нагріті до 2000-3000 градусів, залежить від навколишнього середовища. Якщо перекрити кисень і створити температуру в 1800-2000 градусів, можна отримати графіт. Піднявши рівень тепла до 3700-4000 градусів в тих же умовах, можна отримати розплавлений вуглець. Але домогтися від лабораторних приладів таких потужностей вкрай складно.

Хід експерименту і його результати

Щоб визначити, при якій температурі плавиться алмаз, в 2010 році був проведений великий експеримент. Камінь розміром в 1/10 карата був поміщений в спеціальну капсулу, де створювалися хвильові наносекундні імпульси. У печі було досягнуто тиск в 10 млн атмосфер і температура 40000 за Кельвіном (39726,85 за Цельсієм), після чого кристал перейшов в рідкий стан.

На цьому експеримент не завершився. Вчені продовжили піднімати температуру і тиск. Коли жар досяг 50000 кельвінів (49726,85 Цельсія), алмаз почав укріпляти. Причому, робив це буквально шматками – на поверхні розплавленої маси утворювалися тверді кристали.

рідкий стан

Конструкція нагадувала айсберг. Цікаво, що розплавлена ​​маса не кипіла і не змінювалася, коли вчені продовжили підвищувати температуру. Але зі зниженням градусів і при збереженні тиску кристали ставали більше і зросталися в один.

Феномени і наукові факти

Не тільки плавлення алмазу цікавило вчених. В ході одного з експериментів з перетворення каменя в вуглекислий газ, відбулося цікаве відкриття. При впливі на кристал потужними ультрафіолетовими променями в мінералі утворилася порожнина.

Вдалося з’ясувати, що ультрафіолет шкодить алмазу. Але у власників прикрас з діамантом це не повинно викликати занепокоєння. Пройдуть десятки тисяч років, перш ніж сонячні промені зможуть нашкодити вашим коштовностей.

Ультрафіолет шкодить каменю

Багато загадки алмазу вчені так і не змогли розгадати. Наприклад, в ювелірних майстерень камінь легко піддається нагріванню, обробці і пайку. Правда, якщо в діамант присутні тріщини, він розлетиться на маленькі осколки.

Лава і вуглецеві кристали

Через те, що діамантові родовища знаходяться в кімберлітових трубках – місці виходу вулканічної породи на поверхню, виникають закономірні побоювання. Чи може лава розплавити алмаз? Відповідь однозначна – ні.

Справа в тому, що температура плавлення алмазу понад 3500 градусів. Та й тиск необхідно не жартівлива, більше 11 гПа. Жар лави – всього 500-1200 градусів. Простим порівнянням приходимо до висновку, що потоки лави можуть лише спалити мінерал, якщо досягнуто 1000 градусів.

лава

Цікаво, що в 2013 році алмази були виявлені в лаві діючого вулкана. Для вчених це стало черговою загадкою, пов’язаної з мінералами. Провівши дослідження, вони зійшлися на думці, що мінерал утворився в результаті «шокової кристалізації». Її причиною став грозовий електричний розряд.

Якщо вам є що додати по темі – пишіть коментарі.

Зробіть репост, щоб і ваші друзі дізналися нові цікаві факти.

Поставивши лайк, ви зробите нам приємно.

Ссылка на основную публикацию