鑽石是永恆的,廣告語是這樣說的。但是,如果適當地應用熱量和足夠的氧氣,鑽石可能會冒出煙來。
鑽石是碳,就像煤一樣。所以它們會燃燒,只要給他們創造一定的條件。
「你必須將固體(碳)轉化為氣體,這樣它才能與空氣反應產生火焰,」退休化學家里克·薩克本(Rick Sachleben)說。
最好的辦法是什麼呢?施加很高的溫度。在室溫空氣中,鑽石在大約900攝氏度的溫度下點燃。相比之下,高揮發分的煤(含有相對較高的易釋放氣體的煤)的著火溫度約為667攝氏度,而木材的著火溫度為300攝氏度或更低。
第一次加熱時,鑽石會先發紅光,然後發白光。熱量使鑽石表面和空氣發生反應,將碳轉化為無色無味的一氧化碳(一個碳原子加上一個氧原子)。
然而,那團火將只相當於一道光芒。培育鑽石表面的火焰通常需要額外的助推器:100%的氧氣,而不是室內空氣,後者只有22%的氧氣。這種濃度的增加提供了它自我延續所需的所有反應。從鑽石中升起的一氧化碳在氧氣存在的情況下點燃,產生一種似乎在石頭表面跳舞的火焰。
根據美國寶石研究所(GIA)的說法,即使沒有純氧,鑽石也會被火焰損壞。通常情況下,在房子著火或被過分熱心的珠寶商的手電筒點燃的鑽石不會冒煙,而是會在表面燃燒,看起來渾濁和白色。根據GIA的說法,切掉燒焦的部分將會露出一塊更小,但又一次晶瑩剔透的石頭。
當碳在氧氣中燃燒時,這個反應會產生二氧化碳和水。因此,理論上,如果燃燒足夠長的時間,一顆純碳鑽石可能會完全消失;然而,大多數鑽石確實至少含有一些雜質,如氮,因此反應不太可能那麼簡單。
這篇文章發表在「現場科學」雜誌上