大学化学,求详解,在标准条件下,求石墨变成金刚石的标准摩尔吉布斯函数
- 教育综合
- 2023-03-06 12:59:15
石墨变金刚石的标准吉布斯自由能变是多少?
这个……你需要知道让石墨变成金刚石所需要的最低压力 我查表查到的是1.54*10^9Pa 然后还要知道石墨和金刚石的摩尔体积差(可以根据两者密度和C的相对原子质量算出来)根据公式△rGm=-△Vm(p-p标准)就能算出标准吉布斯自由能变了石墨怎么变成金刚石
高温高压下改变原子排列,可以使石墨变成金刚石。
金刚石和石墨的化学成分都是碳(C),称“同素异形体”。从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”,但“形”或“性”却不同,且有天壤之别,金刚石是目前最硬的物质,而石墨却是最软的物质之一。
石墨在高温高压的状态下是可以变成金刚石的,但只是吸热是变不成金刚石的。1938年学者罗西尼通过热力学计算,奠定了合成金刚石的理论基础,算出要使石墨变成金刚石,至少要在15000个大气压、摄氏1500度的高温条件下才可以,到50-60年代建成了能达到上述条件的仪器装置。石墨在5-6万大气压((5-6)×103MPa)及摄氏1000至2000度高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,可使石墨转变成金刚石。
拓展资料:
金刚石俗称"金刚钻"。也就是我们常说的钻石的原身,它是一种由碳元素组成的矿物,是自然界由单质元素组成的粒子物质,是碳同素异形体(金刚石,石墨烯,富勒烯,碳纳米管,蓝丝黛尔石等)。
金刚石是目前在地球上发现的众多天然存在中最坚硬的物质,同时金刚石不是只有在地球才有产出,现发现在天体陨落的陨石中也有金刚石的生成态相。
金刚石的用途非常广泛,例如:工艺品和工业中的切割工具。
石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石, 也是贵重宝石。中国也拥有制造金刚石的技术 。需要注意,石墨与金刚石物理性质完全不同。
石墨是怎么转化成金刚石的,求详细过程
C(金刚石)=C(石墨);△H = -1.9kJ/mol 金刚石和石墨的化学成分都是碳(C),称“同素异形体”。从这种称呼可以知道它们具有相同的“质”,但“形”或“性”却不同,且有天壤之别,金刚石是目前最硬的物质,而石墨却是最软的物质之一。 石墨和金刚石的硬度差别如此之大,但人们还是希望能用人工合成方法来获取金刚石,因为自然界中石墨(碳)藏量是很丰富的。但是要使石墨中的碳变成金刚石那样排列的碳,不是那么容易的。石墨在5-6万大气压((5-6)×103MPa)及摄氏1000至2000度高温下,再用金属铁、钴、镍等做催化剂,可使石墨转变成金刚石石墨变成金刚石的吉布斯大于还是小于零
吉布斯自由能可以用来判断化学反应进行的方向。吉布斯自由能符号G,G=H-TS,T是热力学温度。吉布斯自由能变化△G=△H-T△S,可以根据△G的大小判断化学反应能否自发进行。△G>0,反应不能自发进行;△G=0,反应处于平衡状态;△G<0,反应能自发进行。 所以,石墨变金刚石,吉布斯大于零。。怎么用热力学原理证明常温高压下石墨可以转变为金刚石?
美国纽约城市大学(CUNY)的Elisa Riedo和Angelo Bongiorno等研究者发现,室温下石墨烯(graphene)在压力下可变成刚度和硬度堪比钻石的“钻石烯(diamene)”。
使用纳米压痕技术,生长在SiC(0001)上的双层石墨烯薄膜(每层厚度均为一个原子)可以临时转变为类钻石薄膜,刚度和硬度与钻石相当。有意思的是,这种不寻常的转变只发生在双层石墨烯上,其他无论是单层石墨烯还是超过两层的多层石墨烯,都没有这种变化。该工作发表在Nature Nanotechnology杂志上,共同第一作者是Yang Gao和Tengfei Cao。
扩展资料:
石墨的性质:
1、石墨的熔点为3850±50℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2、石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
3、石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
参考资料来源:
中国数字科技馆-石墨如何变成金刚石
百度百科-石墨