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土豪們的科學實驗!如何成功地點燃一枚“鑽石”


2020年9月09日 - 科學小編 奇思樂園KIDSPARADISE 
   

如果鑽石能被點燃,那它們還是“永久遠”嗎?

“鑽石恒久遠,一顆永流傳。”廣告上的確是那麼說的。

但,你別忘了,鑽石畢竟是由碳構成的;只要創造合適的條件,你就有機會“點燃”它。

鑽石是碳,就像煤一樣。不過,讓它們燃燒起來並保持燃燒,確實比煤炭要難一些——訣竅在於創造合適的條件。

“你必須把這種固體(碳)轉化成氣體形式,這樣它才能與氧氣發生反應,產生火焰。”

最好的辦法是什麼?

熱度。

物理學家表示,在室溫空氣中,鑽石的燃燒溫度約為900攝氏度;相比之下,高揮發分煤(含有相對大量易釋放氣體的煤)在667攝氏度的溫度下著火;而木材在300攝氏度或更低的溫度下著火。

第一次加熱時,鑽石會發出紅色,然後是白色。

熱使鑽石表面與空氣發生反應,將碳轉化為無色無味的氣體——一氧化碳(一個碳原子加上一個氧原子)。

碳和氧氣加在一起,使一氧化碳產生熱量;一氧化碳與氧氣發生反應,產生更多的熱量;上升的熱量使一氧化碳移動,因此帶來了更多的氧氣。

然而,這樣的燃燒只會讓鑽石發光。

在鑽石表面培育火焰,通常需要額外的能量——100%的氧氣,而不是只有22%氧氣的室內空氣。氧氣濃度的增加,給了反應所需的一切自我延續;從鑽石中升起的一氧化碳在氧氣的存在下點燃,產生的火焰似乎在石頭表面跳舞。

即使沒有純氧,鑽石也可能被火焰損壞。

通常情況下,一顆鑽石被房子的火或是被一個過於狂熱的珠寶商的手電筒點燃,不會變成煙霧,而是會在表面燃燒,看起來像是一片渾濁的白色。而如果切開燒焦的部分,裏面呈現的,是一顆雖然小,但仍然晶瑩剔透的石頭。

當碳在氧氣中燃燒時,這種反應產生二氧化碳和水。

因此,理論上講,如果燃燒時間足夠長,鑽石可能會完全消失;然而,大多數鑽石至少含有一些雜質,如氮,因此反應不太可能那麼簡單。

最好的驗證方法,就是你拿出一顆純淨的大號鑽石,然後點燃它試試看。