BRILHANTE BEM BARATINHO !
Por: Rogério R.
22 de Março de 2018

BRILHANTE BEM BARATINHO !

Transformação do gás metano em diamante sólido ( Orgânica - ENEM)

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O diamante é carbono puro e essa substância é uma das mais baratas que existem. Por exemplo, hulha ou carvão de pedra é carbono, do mesmo modo que a grafite que usamos nos lápis.

Mas se carvão e diamante são igualmente carbono, o que os faz tão diferentes? É apenas uma questão da disposição dos átomos de carbono. Com exceção do diamante, em todas as outras formas de carbono os átomos estão dispostos de maneira esparsa. No diamante, estão organizados de modo compacto. Cada átomo de carbono do diamante está rodeado de perto por outros quatro átomos de carbono. Os átomos de carbono são tão pequenos e se mantêm tão firmemente ligados quando estão compactados que fazem do diamante a substância mais dura que existe.

Obviamente, o artifício está em obrigar os átomos de carbono a formarem aquele arranjo compacto. Para isso, temos de aquecer carbono, comum a uma temperatura muito elevada para que os átomos de carbono possam movimentar-se mais ou menos livremente. Depois, temos de aplicar uma pressão muito forte no carbono quente, para que os átomos fiquem bem comprimidos uns contra os outros. Isso foi conseguido em 1955, quando um grupo de cientistas da General Electric conseguiu transformar carbono comum em diamantes pequenos.

Há algum meio de produzir diamantes mantendo baixas a pressão e a temperatura?

O truque está em produzir um gás que contenha átomos de carbono isolados que pos-sam acumular-se em camadas sobre outra substância. Por exemplo, podemos começar com metano(CH4) , um gás que existe em grande quantidade.

Cada molécula de metano contém um átomo de carbono ligado a quatro átomos de hidrogênio.

Quando aquecemos suficientemente o metano, a molécula decompõe-se em uma mistura de átomos de carbono e de hidrogênio.

Se passarmos o vapor sobre uma placa de vidro, por exemplo, os átomos de carbono que estão soltos (e têm forte tendência a fazer ligação com outros átomos) vão se ligar aos átomos da superfície de vidro. Com isso, a placa de vidro fica coberta por uma camada invisível de átomos de carbono, essa camada tem a espessura equivalente ao diâmetro de um único átomo.

Se o vapor de metano aquecido continuar a banhar o vidro, mais átomos de carbono vão se ligar aos já presentes átomos de carbono, formando uma camada cuja espessura equivale ao diâmetro de muitos átomos. Depois de vários anos de experiências, químicos soviéticos tiveram a felicidade de verificar que os átomos de carbono das camadas mais espessas haviam adotado a disposição compacta que vemos no diamante.

Em outras palavras, o vidro não ficou simplesmente revestido de carbono, ficou coberto por uma película de diamante. E, para obter o vapor que continha o carbono, só havia sido necessário usar temperatura alta, sem ter de aplicar pressão.

Se esse processo passar a ser garantido e rotineiro, será perfeitamente concebível imaginar: óculos comuns ou de sol, revestidos de diamante, vidro de alta qualidade será fabricado com uma película de diamante. As facas e lâminas de barbear diamantizadas jamais perderiam o fio com o uso comum. Rolamentos e ferramentas de máquinas diamantizados durariam quase que eternamente.

Além do mais, o diamante é isolante elétrico e ótimo condutor de calor. Isso significa que os dispositivos eletrônicos podem melhorar muito sendo diamantizados.

Ainda mais surpreendente é a comunicação que os novos meios de formar películas de diamante produzem uma espécie de distorção na disposição dos átomos de carbono,o que aparentemente produz uma película ainda mais dura que o diamante comum.

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Rogério R.
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Rogério R.
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Graduação: Engenharia Química (Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS))
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