Iedereen kent stoffen als grafiet en diamant. Grafiet komt overal voor. Er worden bijvoorbeeld staven voor eenvoudige potloden van gemaakt. Grafiet is een stof die redelijk betaalbaar en goedkoop is. Maar een stof als diamant is heel anders dan grafiet. Diamant is de duurste steen, zeer zeldzaam en transparant, in tegenstelling tot grafiet. Het is moeilijk te geloven, maar de chemische formule van grafiet is dezelfde als die van diamant. In dit artikel zullen we analyseren hoe dit mogelijk is.
Grafiet: geschiedenis en eigenschappen van het mineraal
De geschiedenis van grafiet gaat duizenden jaren terug, dus het is buitengewoon moeilijk om het exacte jaar van gebruik vast te stellen. Grafiet staat bekend als een goede geleider van elektriciteit. Bovendien is dit mineraal erg kwetsbaar. Daarom maken ze er potloodstiften van.
De chemische eigenschappen van een mineraal omvatten de vorming van insluitsels met veel stoffen, zoals zouten en alkalimetalen. Het mineraal lost niet op in zuren.
De formule van grafiet is C, dat wil zeggen, het is een van de allotrope modificaties van het beroemde zesde element van het periodiek systeem - koolstof.
Diamond: de geschiedenis en eigenschappen van het mineraal
De geschiedenis van de diamant is zeer ongebruikelijk. Er wordt aangenomen dat de eerste diamant werd gevonden in India. In die tijd kon de mensheid de volledige kracht van deze steen niet begrijpen. Geologen wisten alleen dat deze steen erg hard en duurzaam is. Tot de 15e eeuw waren diamanten veel minder waard dan smaragden en robijnen. En pas toen gaf een onbekende juwelier, tijdens het werken met een steen, het een mooie slijpvorm, die later bekend werd als een diamantslijpsel. Het was toen dat de steen zich in al zijn glorie liet zien.
Diamanten worden voornamelijk in de industrie gebruikt. Dit mineraal is het meest duurzame ter wereld, daarom wordt het gebruikt voor schuurmiddelen, frezen voor het verwerken van duurzame metalen en nog veel meer.
Zoals we al weten, is de formule van grafiet in de chemie C, en diamant heeft dezelfde formule.
Verschillen tussen diamant en grafiet
Ondanks het feit dat mineralen vergelijkbare chemische formules hebben, verschillen ze dramatisch van elkaar, zowel qua uiterlijk als vanuit chemisch oogpunt.
Allereerst hebben diamant en grafiet een totaal verschillende structuur van elkaar. Grafiet bestaat immers uit een raster van zeshoeken, terwijl diamant een kubische kristalstructuur heeft. De kwetsbaarheid van grafiet is te wijten aan het feit dat de binding tussen de lagen heel gemakkelijk te verbreken is, de atomen zijn stilletjes van elkaar gescheiden. Hierdoor absorbeert grafiet gemakkelijk licht en is het erg donker, in tegenstelling tot diamant.
De structuur van diamant is anders doordat één koolstofatoom wordt omgeven door nog vier atomen inde vorm van een tetraëdrische driehoek of piramide. Elk atoom bevindt zich op dezelfde afstand van elkaar. De bindingen tussen atomen zijn erg sterk, daarom is diamant zo hard en sterk. Een andere eigenschap van diamant is dat het licht kan geleiden, in tegenstelling tot grafiet.
Is het vreemd dat de formule van grafiet hetzelfde is als de formule van diamant, maar dat de mineralen totaal anders zijn? Niet! Diamant wordt immers door de natuur onder een enorme druk gemaakt en vervolgens zeer snel afgekoeld, terwijl grafiet onder lage druk, maar zeer hoge temperatuur ontstaat.
Wat zijn allotrope stoffen?
Allotrope stoffen zijn een heel belangrijk concept in de chemie. Dit is de basis van de basis, waarmee je stoffen van elkaar kunt onderscheiden.
Op school worden allotrope stoffen bestudeerd aan de hand van het voorbeeld van grafiet en diamant, evenals hun verschil. Dus, nadat we de verschillen tussen diamant en grafiet hebben bestudeerd, kunnen we concluderen dat allotropie het bestaan in de natuur is van twee of meer stoffen die verschillen in hun structuur en eigenschappen, maar een vergelijkbare chemische formule hebben of tot hetzelfde chemische element behoren.
Een diamant halen uit grafiet
De formule van grafiet - C - stelde wetenschappers in staat om veel experimenten te doen, waardoor de allotrope stoffen van grafiet werden gevonden.
Leraren vertellen zowel schoolkinderen als studenten over hoe wetenschappers diamanten probeerden te maken van grafiet. Dit verhaal is erg interessant en fascinerend, en het stelt je ook in staat om het bestaan van allotrope stoffen als grafiet en diamant te herinneren, en over hunverschillen.
Een tijdje geleden probeerden wetenschappers diamanten te maken van grafiet. Ze geloofden dat als de formule van diamant en grafiet hetzelfde is, ze een diamant kunnen maken, omdat de steen erg duur en zeldzaam is. Nu weten we dat het diamantmineraal in de natuur verschijnt onder hoge druk en onmiddellijke afkoeling. Daarom besloten wetenschappers om grafiet op te blazen, waardoor de noodzakelijke voorwaarden werden gecreëerd voor de vorming van diamant. En in feite gebeurde er een wonder, na de explosie vormden zich zeer kleine diamantkristallen op het grafiet.
Toepassing van grafiet en diamant
Tegenwoordig worden zowel grafiet als diamant voornamelijk in de industrie gebruikt. Maar ongeveer 10% van alle diamantproductie gaat naar juwelen. Meestal zijn potloden gemaakt van grafiet, omdat het erg breekbaar en broos is en sporen achterlaat.
