鑽石能燃燒嗎?

北京時間9月8日消息,據國外媒體報道,有句廣為人知的廣告語叫:「鑽石恆久遠。」但實際上,如果採取適當的熱量和給予足夠的氧氣,鑽石也可以燃燒。畢竟,和黑乎乎的煤炭一樣,鑽石的組成元素也是碳。只不過,讓煤炭燃燒比較容易,而讓鑽石燃燒並且持續燃燒則有點困難。但歸根結底,鑽石是能燃燒的。

鑽石能燃燒嗎?

秘訣在於,創造適當的條件,讓堅固的鑽石可以與助燃所需的氧氣發生反應。

「你必須先將固態的[碳]變成氣態的,這樣它才可以和空氣反應,進而產生火焰,」美國化學會成員、已經退休的化學家里克·薩克勒本說。

那最好的辦法是什麼呢?熱量!而且是很多很多的熱量。根據西德州農工大學物理教授克里斯托弗·貝爾德的說法,室溫下,鑽石的燃點在1652華氏度左右(約900攝氏度)。相比之下,高揮發分煤(即含有大量易釋放氣體的煤炭)的燃點在1233華氏度左右(667攝氏度),而木頭的燃點在572華氏度(300攝氏度)或以下,主要取決於木頭的材質。

加熱時,鑽石會先發出紅光,接着變成白光。高溫可以讓鑽石表面和空氣發生化學反應,將碳轉化為無色無味的一氧化碳。

「碳加上氧產生一氧化碳,釋放熱量;一氧化碳與氧氣繼續反應,釋放更多熱量;繼續上升的溫度可以弄走更多一氧化碳,從而讓氧氣濃度不斷增加,」貝爾德說。

然而,這樣的燃燒也只是微微的火光而已。想讓鑽石的表面有火苗竄出來,通常需要額外的助力:100%的氧氣,而不是氧氣含量僅22%的室內空氣。氧氣濃度的增加可以讓化學反應不斷自我延續下去。鑽石表面燃燒生成的一氧化碳與氧氣結合,就會製造出在鑽石上舞動的火苗。

「幾乎所有東西都可以在純氧中燃燒,」薩克勒本說。

根據美國寶石學會(GIA)的說法,即便沒有純氧,火焰也可以損壞鑽石。家里着火了或心急的珠寶商故意點火燒鑽石時,這些鑽石通常不會在大火中化為烏有,只是表面會燃燒,然後看起來不再有光澤,而是灰濛蒙的或者有點發白。但是,把燒壞的那部分切除後,里面的鑽石又光芒閃耀如常。

碳在氧氣中燃燒時,會生產二氧化碳和水。所以,理論上,如果燃燒時間足夠長的話,純碳鑽石也會化為烏有;只不過,大多數鑽石還是會有一些雜質的,像氮元素等等,所以燃燒反應也就沒那麼簡單了。

來源:cnBeta