Взрыв в химической лаборатории бывает, если экспериментатор что-либо не учтёт или небрежно поставит опыт. Вылетают стекла, иногда возникает возгорание и прочие неприятности. Но ученые научились работать со взрывом для получения высоких давлений в ограниченном пространстве, воздействовать им на химические вещества и реакции.
Давление измеряется в барах или атмосферах. Внутри Земли оно составляет до 4-х миллионов атмосфер, а внутри Солнца итого больше – до 300 000 000 000 бар! Для сравнения – давление в газопроводах достигает от 0.6 до 1.6 МПа (Мегапаскаля). Больше не надо, иначе может разорвать трубы. Один бар равен всего 0.1 МПа. Но вернемся к экспериментам ученых, выяснивших, что до сотни килобар вещество сжимается не во всех направлениях, а вдоль оси направленного взрыва. А при повышении давления до 1000 килобар оно распространяется во все стороны (в трёх измерениях пространства). У атомов вещества меняется структура, изменяя химические свойства его. Оно нагревается до высочайших температур, происходящие при этом реакции необычны. При взрыве можно синтезировать несколько химических элементов, создавая новое вещество.
Известно, что графит и алмаз имеют схожесть, только расположение атомов углерода у них разное. Шестиугольники атомовуглерода, расположенные в плоскости делают вещество мягким, тогда как алмаз совсем другой, потому что у него атомы в виде тетраэдров. Графит слоистый и тёмного цвета, алмаз же прозрачен и твёрд чрезвычайно. Можно из одного вещества сделать другое с помощью очень высокого давления, получаемого при взрыве. Такие опыты производились в 1955 г. в США. Алмазы получились мелкими при давлении около 120 000 атмосфер. Сегодня есть несколько способов получения этих драгоценных камней из графита. Можно вырастить «на затравке» с помощью катализаторов или синтезировать при взрыве. Последний случай оправдан для получения алмазной пыли для промышленности. Из неё делают абразивы.
Искусственные алмазы получают, воздействуя давлением на графитовый порошок в течение 240 часов. Затравкой служит очень мелкий камушек (пылинка), катализатором при этом является сплав металла. Нагреваясь до полутора тысяч градусовпод давлением, «зародыш» растет постепенно, прирастая графитовым порошком, меняющим структуру. Есть еще газовое осаждение – это когда в лаборатории в вакууме из «зародышей» выращиваются камни (алмазы). Атомы углерода газа метана, переходящего при нагревании до температуры свыше 3-з тысяч градусов (по Цельсию) в плазму, оседают на «зародышах». Правда, природные алмазы значительно дороже искусственно созданных камней, но последние по твердости выше и применяются даже в адронном коллайдере.
Сверхвысокими давлениями можно из желтого фосфора получать чёрный. Водород приобретает свойства металла, но, чтобы сделать его таким, требуется давление в 250 000 атмосфер, при этом каждое атомное ядро вещества теряет электрон. Освободившиеся электроны и служат проводниками тока. Водород в жидкой металлической фазе сверхтекуч и обладает сверхпроводимостью при давлениях порядка 4-х миллионов атмосфер. Во внутреннем ядре Земли именно такие условия. Откуда и возникает магнитосфера около планеты, защищающая нас от «солнечного ветра».
Если Вам понравилась статья, подписывайтесь на наш Дзен канал и канал в Telegram
