6 FUNCIUNEA DE CERCETARE-DEZVOLTARE

FUNCIUNEA DE CERCETARE - DEZVOLTARE

COLEGIUL ECONOMIC TRANSILVANIA TARGU-MURES

PROIECT - CHIMIE CRIAN ANDRADA RAMONAClasa a-IX-a CDIAMANTUL - DIAMOND

2013Diamantele continua sa fie invaluite in mit, religie, mister si pasiune inca de la facerea lumii si pana in prezent si cu siguranta vor continua s-o faca perpetuu. Diamantele au fost apreciate pururea pentru stralucirea lor, pentru puritatea lor si pentru durabilitatea lor neschimbata. Istoria nescrisa a diamantelor incepe din timpuri imemoriale, iar istoria scrisa a diamantelor se poate spune fara tagada ca dateaza de la aparitia primelor inscrisuri omenesti.Numele diamantului provine din limba greaca antica, undeadamasinsemnacel de necucerit, de nedistrus, iar in mistica grecilor antici diamantele reprezentau lacrimile zeilor. Toate civilizatiile pamantului i-au acordat si ii acorda diamantului acelasi statut, fiind mentionat in foarte multe scrieri si documente istorice, fiind cea mai dorita si mai stralucitoare piatra pretioasa.Diamantele sunt pietre naturale, formate din carbon cu miliarde de ani in urma in fazele de formare a planetei, cand activitatea vulcanica a planetei era extrem de intensa, iar scoarta terestra suferea mari transformari. Astfel, cu circa 3,3 miliarde de ani in urma, la adancimi foarte mari in scoarta terestra, adancimi de chiar mii de metri, carbonul lichid existent in stare pura in acele straturi a fost solidificat sub actiunea simultana sau succesiva a unor presiuni si temperaturi imense, generand cristalizarea carbonului in legaturi chimice cubice si creand astfel o roca, piatra sau gema naturala transparenta, extrem de dura si cu capacitatea de a reflecta si arefracta lumina ca nici un alt material natural cunoscut. De fapt diamantul este cel mai dur material natural cunoscut de milenii si pana in prezent, atribuindu-se duritatea 10 pe scara etalonizata Mohs, fiind apoi urmat de rubine si safire, cu duritatea 9, spre exemplu. In situatiile in care formarea lor se producea in preajma si a altor elemente chimice, gen fier, cupru sau altele, au luat nastere diamantele colorate. Aceste pietre naturale, diamantele, ca si alte pietre naturale formate in adancimea scoartei terestre au fost ulterior aduse catre suprafata scoartei terestre de miscarile tectonice si vulcanice prin intermediul magmei, facand posibila gasirea lor initial in albiile raurilor ce spalau zacamintele subterane, sau ulterior prin minerit de suprafata si de adancime.Diamantele extrase din pamant nu arata atragator ( fig.1), fiind in fapt neslefuite si avand forme de octaedru, uneori aproape cubice sau chiar forme neregulate, dar munca dificila de masurare, de identificare a caracteristicilor, dupa care taierea propriu-zisa si slefuriea cu maiestrie fac ca in final fiecare piatra sa merite eforturile imense depuse pentru a fi aduse la suprafata, direct in atelierele de slefuire si apoi in atelierele bijuterilor si in final in rafturile magazinelor catre clientii dornici sa investeasca in frumos si in valoare peste timp.

Fig 1.Diamante in forma bruta

Nu exista doua diamante perfect identice, dar totusi exista diamante cu anumite caracteristici similare, ceea ce le poate face sa para asemanatoare. Pe langa cristalele de diamant din sistemul cubic, uneori se pot intalni diamante cu cristale hexagonale denumite Lonsdaleit, unii considera, aceste diamante s-au format in medii nefavorabile. Specialistii taietori, slefuitori si gemologi (experti in geologia gemelor, adica a pietrelor pretioase) au identificat mai multe caracteristici esentiale ale diamantelor, dar pentru a nu fi un novice, oricine este interesat sa cumpere diamante si bijuterii cu diamante este bine sa cunoasca cele mai importante 4 caracteristici ale diamantelor, denumite pe scurt cei 4 C (The 4 Cs) dupa initialele cuvintelor din limba engleza, dupa cum urmeaza: Greutatea inCarate(Carat weight), Culoarea(Color),Claritatea(Clarity)siTaietura(Cut shape, proportions and finish)

n funcie de culoare diamantele sunt mprite n dou grupe principale: colorless (incolore) si fancy. Cele mai des folosite n bijuterii sunt diamantele incolore. Diamantele incolore sunt mai rare n natur si din acest motiv sunt mai valoroase.

Diamant diverse culori Clasificarea culorii conform standardelor GIA (Gemmological Institute of America) ncepe cu litera D, urmnd valorile descresctoare din alfabet. Dup litera J, diamantul capt o nuan glbuie. Diferenele ntre fiecare liter este foarte mic, iar compararea culorilor diamantelor se face sub lumin special. Atunci cand sunt privite frontal, orice persoan tinde s clasifice diamantele ca fiind ntre I si J.

Structura, proprietati fizice si chimice .

Diamantul, incolor si straveziu, cnd este pur, cristalizeaza in sistemul cubic. Densitatea este 3,51 g/cm3. Indicele de refractie, neobisnuit de mare, da nastere jocului de lumina specific al acestei pietre pretioase. Diamantul este rau conductor de lumina si electricitate. Pentru ca este compus dintr-un singur element, diamantul este cea mai pura dintre pietrele pretioase. Diamantul este o piatra incolora, dar se pot intalni si diferite nuante cum ar fi albastru, galben, rosu, verde si roz.

Structura cristalina : Fiecare atom de carbon dezvolta 4 valene identice, dirijate uniform in spaiu dup schema tetraedrica. Unghiul dintre 2 valene este de 109 28'. Prin cele 4 valene ale sale, fiecare atom de carbon este legat covalent de ali 4 atomi C, formnd astfel o reea tridimensionala infinita. ntreg cristalul constituie de fapt o singura molecula. Distantele interatomice sunt de 1, 54 . Diamantul este format in intregime din atomi de carbon, cristalizand in sistem cubic (isometric).Fiecare atom de carbon are o legatura uniforma covalenta stabila cu ceilali patru atomi de carbon invecinai. Duritatea extrema a diamantului este explicata prin legatura stabila simetrica dintre atomii de carbon. Structura cristalina a diamantului da socoteala de toate proprietile acestei substane. Temperatura nalt de vaporizare, aproape 4000 si lipsa unei faze lichide se explica prin faptul ca, la trecerea din starea cristalina in starea de vapori trebuie rupte covalene. La temperatura nalta la care are loc vaporizarea, vaporii de carbon sunt compui din atomi liberi.

In cristalul de diamant, atomii sunt meninui in poziiile lor de echilibru prin forte mult mai puternice decat in metale sau in cristalele ionice.Reactivitate . Diamantul este mult mai putin reactiv de cat carbunele negru si chiar decat grafitul. El nu se aprinde in Oxigen molecular decat pe la 800 grade C. Diamantul este solubil in unele metale ca fier, nichel, cobalt, crom,titan, platina, paladium si alte metale asemanatoare. Pe motivul reactivitatii reduse (datorata structurii stabile) a suprafetei cristalului, prin iradiere cu neutroni creste gradul lui de duritate.Polimorfismul diamant-grafit. In conditii standard, diamantul este forma alotropica nestabila, iar grafitul cea stabila. Prin incalzire indelungata la 1500 grade C, in absenta oxigenului, diamantul se transforma in grafit. Caldura de transformare polimorfa este de 0.2 kcal/mol.

Proprietile optice ale diamantului sunt de asemenea in concordanta cu structura sa cristalina. Transparenta totala (lipsa de absortie) fata de lumina vizibila si ultravioleta dovedete ca electronii legaturilor C-C din diamant nu pot fi excitai de frecventele acestor radiaii electromagneticeDiamante artificiale. Transformarea diamantului in grafit, la temperatura joasa, fiind exoterma, transformarea inversa trebuie sa fie favorizata, conform principiului Le Chatelier, la temperatura inalta. Tot conform acestui principiu, transformarea grafitului in diamnat trebuie sa fie favorizata de presiune, deoarece diamantul are o densitate mai mare (deci un volum mai mic la masa egala) decat grafitul. Incercari numeroase de a fabrica diamante sintetice, efectuate in timp de aproape un secol au esuat.

Incepand din 1955 se fabrica industrial diamante sintetice, prin incalzirea grafitului la cca. 3000 si 125 000 atm. Viteza transformarii este marita prin mici adaosuri de Cr, Fe sau Pt. Rolul catalizatorului consta, para-se, in formarea unui film din metal topit pe suprafata grafitului. In aceste conditii metalul dizolva carbon si il precipita ca diamant, mai putin solubil. Se obtin diamante negre de 0,02-0,05 g, care se utilizeaza in scopuri industriale. Un procedeu recent promitator pentru obtinerea diamantelor se bazeaza pe un principiu diferit : se trece metan, la o presiune mai joasa decat cea atmosferica peste pulbere de diamant su dimensiunea de 1 micron, incalzita la 1000. Micile cristale de diamant servesc ca centre de cristalizare ; O parte din carbonul rezultat prin descompunerea metanului se depune pe suprafata acestor cristale a caror retea se extinde astel in spatiu; o alta parte din carbon se depune ca grafit. Grafitul se indeaprteaza prin incalzire cu Hidrogen la 50 atm, deoarece se hidrogeneaza mult mai repede ca diamantul.

Sursa de provenienta : Diamantele se pot exploata din rocile insoitoare prin minerit de exemplu Namibia, Africa de sud ]sau se separa din aluviunile (depunerile) apelor curgatoare (desertul, sau armul african). Microdiamantele i-au nastede la caderea meteoriilor mari pe pamant (ex. craterul Barringer), creandu-se condiiile necesare pentru formarea diamantului, prin existena unor presiuni si temperaturi ridicate si prezena bioxidului de carbon. Varsta diamantelor este foarte diferita fiind diamante vechi de peste 3 miliarde de ani, si diamante mai noi, care au varsta de cateva sute de milioane de ani. Raspandire pe glob Instrument pentru slefuirea diamantelor, cu un diamant monocristalin Condrit carbonic arile unde se gasesc diamante in cantitai mai importante sunt: Rusia, Botswana Australia Congo Canada Africa de Sud Angola Namibia Sierra Leone Ghana si Brazilia. in Europa s-au gasit diamante in Arhangelsk.. (care are mai multe variante). Producia diamantelor naturale pe glob a atins cantitatea de 20 de tone anualUtilizare :Diamantul este una din cele mai dure substante cunoscute si de aceea este de neinlocuit in fabricarea de scule destinate a taia, gauri sau lustrui materiale foarte dure. El insusi nu poate fi lustruit decat cu propria lui pulbere.

Discuri de tiere diamantateIn trecut, diamantul servea aproape n exclusivitate ca podoab i doar rareori cpta o ntrebuinare practic. Astzi, 85% din producia mondial reprezint diamante tehnice; din peste 4000 de kg, cte se extrag anual, doar 600 kg pot deveni pietre ornamentale.

Masin de gaurit cu diamant

Fabricarea pietrelor pretioase .

Damantul are unghiul de refracie ridicat, de aceea strlucete intens, ceea ce a dus la utilizarea diamantelor naturale ca pietre preioase .Diverse bijuterii cu pietre pretioase ( diamant ) :

Bibliografie :https://www.brilio.ro/diamante-4c.html

http://www.e-scoala.ro/referate/chimie_diamant.html

http://rjm.ro/despre-diamante/

http://www.horologivm.ro/totul-despre-diamante.html

http://www.wikipedia.org/http://www.catchy.ro/colectia-de-bijuterii-elizabeth-taylor-estimata-la-20-de-milioane- de-lire/17452CUPRINS :

Prefa ...........................................................................................................................2

Structura, proprieti fizice i chimice...........................................................................4

Diamante artificiale .......................................................................................................6Surs de provenien .....................................................................................................6Utilizare ........................................................................................................................76