Kim cương, một trong những vật liệu quý giá nhất trên thế giới, liệu có thể cháy được hay không? Câu trả lời đặc biệt cho câu hỏi này sẽ khiến chúng ta khám phá thêm về tính chất độc đáo của loại đá quý này.
Kim cương và sự cháy
Kim cương chính là carbon, không khác gì than. Tuy nhiên, kim cương khó cháy hơn than, nhưng thực sự chúng có thể cháy. Tuy nhiên, việc kim cương cháy hay không phụ thuộc vào việc tạo ra điều kiện phù hợp để một viên kim cương rắn phản ứng với oxy và tạo thành ngọn lửa.
Nếu kim cương có thể cháy thì liệu chúng có phải là “vĩnh cửu” không?
Nhà vật lý học Rick Sachleben, một thành viên của Hiệp hội hoá chất Mỹ, cho biết: “Để kim cương cháy, bạn cần phải chuyển đổi chất rắn carbon của nó thành dạng khí để có thể phản ứng với không khí và tạo thành ngọn lửa.”
Nhiệt độ cháy của kim cương
Vậy, cách tốt nhất để làm điều này là gì? Đó là nhiệt độ, và nhiệt đó phải rất cao. Theo nhà vật lý học Christopher Baird của Trường Đại học Tây Texas, Mỹ, kim cương bốc cháy ở nhiệt độ khoảng 900°C trong điều kiện phòng bình thường.
Để dễ hiểu hơn, chúng ta có thể so sánh với nhiệt độ cháy của than chất bốc cao (khoảng 667°C) và gỗ (thường là 300°C hoặc thấp hơn). Khi bị nung nóng, kim cương sẽ chuyển màu từ đỏ sang trắng. Nhiệt độ nóng này kích thích phản ứng giữa bề mặt kim cương và không khí, biến carbon trong kim cương thành khí màu trắng và không mùi được gọi là carbon monoxide.
Carbon kết hợp với oxy để tạo thành carbon monoxide, và quá trình này sinh ra nhiệt. Carbon monoxide tiếp tục phản ứng với oxy, tạo ra nhiều nhiệt hơn nữa. Nhiệt cao này đẩy carbon monoxide đi, cho phép thêm oxy vào quá trình phản ứng.
Tuy nhiên, chỉ với điều kiện trên, chúng ta chỉ có một ngọn lửa nhỏ. Để có một ngọn lửa lớn thực sự cháy trên bề mặt viên kim cương, cần có nhiều nhiệt hơn nữa, tức là phải có 100% oxy so với không khí trong phòng (trong khi không khí chỉ có 22% oxy). Tăng nồng độ oxy lên 100% là điều kiện để phản ứng này có thể diễn ra. Carbon monoxide từ kim cương cháy khi có oxy tạo ra một ngọn lửa nhảy múa trên viên đá quý này. “Hầu như tất cả thứ trên đời đều cháy trong môi trường oxy tinh khiết” – nhà vật lý học Sachleben nói.
Theo Viện Ngọc học Mỹ (GIA), ngay cả khi không có oxy tinh khiết, kim cương vẫn có thể bị lửa làm hư hại. Một viên kim cương trong một vụ cháy hoặc dưới ngọn lửa quá tay của người thợ kim hoàn sẽ không bốc khói nghi ngút, nhưng vẫn cháy trên bề mặt đủ để tạo khói nhẹ và chuyển sang màu trắng. Nếu lớp cháy bên ngoài được gọt bỏ, chúng ta sẽ thấy một viên đá nhỏ hơn, nhưng vẫn còn trong và lấp lánh như ban đầu. Khi carbon cháy trong oxy, quá trình này sinh ra carbon dioxide và nước.
Như vậy, về lý thuyết, một viên kim cương tinh khiết sẽ biến mất hoàn toàn nếu bị đốt cháy đủ lâu. Tuy nhiên, hầu hết các viên kim cương đều chứa ít nhất một vài tạp chất như nitơ, làm cho quá trình cháy không đơn giản như vậy.
Chúng ta đã khám phá thêm một tính chất thú vị của kim cương, một vật liệu quý giá không chỉ về mặt giá trị mà còn về mặt tính chất vật lý. Bây giờ, khi bạn nhìn vào một viên kim cương, hãy tưởng tượng những ngọn lửa nhỏ tại bề mặt nắng đẹp của nó và những phản ứng hóa học kỳ diệu xảy ra bên trong.
