¿Por qué un diamante reacciona con oxígeno líquido cuando debería ser una reacción endotérmica?

Los diamantes se queman de manera exotérmica y, como lo indica el remitente de la pregunta, el oxígeno líquido es un buen medio para hacerlo.

Cómo (y por qué) hacer quemar un diamante

El CO2 tiene una entalpía de enlace más baja que el C y el O2, independientemente de si el C es de carbón o diamante, aunque es cierto que el ambiente químico del carbón de carbón es ligeramente diferente.

A menudo se pasa por alto el segundo factor (aparte de la temperatura) que determina si un proceso pasará sin ayuda (proceder “espontáneamente” o liberar “energía libre” neta). Ese es el cambio en la entropía o el nivel de desorden. En la quema de diamantes en CO2, esto es extremadamente favorable porque un aumento neto en la aleatoriedad (como en las moléculas de gas CO2 que vuelan por todo el lugar) es muy favorable sobre la red 3-D original de tetraedros que conocemos como diamante.

ARRIBA: estructura intrincada de diamante. ¡Este cristal macroscópicamente visible puede considerarse una molécula!

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Continúa desde la parte superior de la figura:

También podríamos decir que la naturaleza, como muchos de nosotros, encuentra más fácil ser “desordenado”.

Esto se debe a que hay más formas de ser “desordenado” que conformarse a algún patrón deseado. Por lo general, se necesita energía para lograr que las cosas “sean así”.

En resumen, no se trata solo de las fuerzas de unión (exotérmica / endotérmica). Los átomos del diamante se vuelven masivamente menos organizados cuando van al CO2. En términos energéticos generales, la combustión de diamantes es bastante favorecida

Un punto mas. Lo anterior se refiere a un balance de energía (resultado neto). Así es como funciona la termodinámica. La duración de un proceso favorable es un tema aparte. Uno de cinética. Los diamantes no arderán como la gasolina cuando se expongan a una chispa o incluso al calor ordinario prolongado.

KInetics estudia el momento y el mecanismo (coreografía química) de los procesos. Ahora debemos considerar la ENERGÍA DE ACTIVACIÓN como un factor importante en la velocidad de reacción. Ea es la inversión energética necesaria para comenzar a romper los primeros lazos necesarios para iniciar el proceso. Es probable que sea bastante alto para el diamante, ya que su ángulo de enlace CC es ideal para enlaces simples, como lo es la hidridización (sp3). Una red 3-D apretada debe ser interrumpida. El oxígeno líquido comienza a “trabajar” primero en los enlaces de la superficie. Probablemente hay imperfecciones o “defectos” aquí y allá que pueden actuar como sitios vulnerables para el oxígeno. Eventualmente comienza a “masticar” y el proceso continúa.

Si el diamante reacciona con oxígeno líquido, entonces es una reacción de oxidación y será exotérmica. Es decir, el diamante se quema. Nunca he visto esto hecho, pero deduzco de su pregunta que sucede. Una forma divertida de deshacerse de los diamantes no deseados. Podría ser bastante espectacular, especialmente si los diamods tienen impurezas para colorear las llamas.

El diamante es un alótropo de carbono. Entonces, ¿por qué no reaccionaría con el oxígeno? El grafito y el carbón son los otros. Todos reaccionan con el carbono.

La entalpía de formación de CO2 es 393.5 kJ / mol. Eso es 32.79 MJ / kg para el carbono ya que hay 12 gramos de carbono en un mol de CO2.

Un diamante reacciona de manera espectacular cuando se calienta y cae en oxígeno líquido y, de hecho, es una reacción exotérmica.

Simplemente tiene una energía de activación muy alta.

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