Cómo hacer un diamante a partir de grafito y plomo en casa, cómo hacer crecer un diamante artificial a partir de carbón: historia y métodos de producción.

Cómo hacer un diamante usted mismo y es posible en casa: las mejores formas

La pregunta de cómo hacer un diamante con sus propias manos, sin pasar por siglos de procesos naturales, se les ocurrió a miles de personas. La primera respuesta la encontró el físico soviético, quien inició el proceso. Hay formas de conseguir piedra en casa.

Los primeros diamantes artificiales.

El cultivo de diamantes se lleva a cabo desde 1953. Suecia fue la primera en establecer la producción de cristales sintéticos. En la URSS, los desarrollos han sido llevados a cabo desde 1938 por el científico Leipunsky, quien hizo la principal contribución para determinar las condiciones necesarias para hacer una gema costosa con grafito.

La primera piedra de laboratorio soviética se obtuvo en 1961.

Además, muchos países (Bélgica, EE. UU., Inglaterra, Japón, etc.) establecieron la producción de diamantes artificiales. Para ello, se utilizaron otros métodos:

• deposición de un medio gaseoso (acetileno, metano, es decir, hidrocarburos);
• detonación explosiva;
• alta presión, alta temperatura (HPHT);
• cavitación ultrasónica.

¿Es posible obtener un diamante del grafito?

Hace 300 años, el carbón, el grafito y el diamante pertenecían a sustancias completamente diferentes. En el siglo XVII aparecieron los primeros estudios que confirmaban la relación de objetos disímiles.

En Inglaterra, Tennant, que estudiaba química, pudo hacer un experimento que reveló que todos estaban hechos de carbono. De hecho, exteriormente, no puede haber ninguna cuestión de similitud.

1. Gris oscuro, brillante, más parecido a una pasta que a un sólido, formado por escamas que se deslizan unas sobre otras, así es el grafito. Su dureza en la escala de Mohs es de 2 puntos, donde el talco se toma como 1. Se utiliza como lubricante entre superficies deslizantes y en la fabricación de lápices. Conduce corriente.
2. El carbón es negro, puede brillar cuando se rompe. Absolutamente opaco. Dureza de 2 a 5 puntos debido a las impurezas de oxígeno y nitrógeno que reaccionan con el carbono densificando la estructura.
3. Los diamantes son el estándar de dureza entre las piedras, 10 de 10. Son transparentes y se utilizan para cortar vidrio. No conducen corriente.

En el siglo XX, se llevaron a cabo muchos experimentos, con la ayuda de los cuales se suponía que se podía hacer una gema a partir de grafito o carbón.

En 1955, el experimento fue coronado con éxito: por exposición a la temperatura y la presión, la red cristalina en capas de grafito se reorganizó en un diamante tetraédrico.

Condiciones para la transformación del grafito en diamante:

• temperatura 1800 °C;
• presión de 120 mil atmósferas.

Métodos modernos para la síntesis de diamantes a partir de grafito.

El diamante artificial puede fabricarse a partir de sustancias ricas en carbono (hollín, grafito, carbón de azúcar, etc.) a alta presión (más de 50 mil atmósferas) y temperaturas superiores a 1200 °C con la adición de catalizadores. Los cristales crecen en el metano.

Las piedras sintéticas producidas difieren en fuerza:

• ASO – fuerza normal;
• ASR – mayor fuerza;
• DIA – alta resistencia;
• ASK y ASS son diamantes monocristalinos.

Es posible hacer un diamante sintético a partir de grafito siguiendo los pasos de un proceso tecnológico complejo.

1. Primero, se crean las condiciones necesarias para el crecimiento de cristales en una cámara especial. Cada diamante crece individualmente. Un laboratorio es capaz de cultivar no más de 200 a 300 diamantes por año.
2. Después de crecer, a la piedra se le da color. El color del diamante de laboratorio es amarillo miel debido al nitrógeno. Para obtener un tono amarillo, rosa, verde, rojo, se utilizan tecnologías de tratamiento termobárico posterior al crecimiento (HPHT): recocido adicional del mineral a altas temperaturas y presiones.

Producción independiente de diamantes a partir de grafito.

Hay 2 formas principales de hacer crecer un diamante bastante grande en casa.

Método 1

Para hacer rápidamente un diamante de grafito con sus propias manos, necesitará:

• fuente de energía, por ejemplo, una máquina de soldar;
• lápiz de grafito;
• el alambre;
• agua fría o nitrógeno líquido.

La esencia del proceso es:

• el grafito debe conectarse al cable y bajarse al contenedor;
• la estructura debe enfriarse fuertemente, esto se puede hacer con nitrógeno líquido o congelando en un congelador;
• después de enfriar, aplique corriente al cable.

Después de pasar por una carga eléctrica, el grafito se transforma en diamante. Se deben observar precauciones cuando se trabaja con aparatos eléctricos. Cuando pasa corriente, la capacitancia puede ser peligrosa.

Vídeo relatado:

Método 2

Se puede hacer un diamante real a partir de grafito de una manera más segura. Necesita:

• agua destilada (40 ml);
• sal de mesa (100 gr.);
• mina de lápiz (12 gr.);
• hilo fuerte

Primero debe mezclar los ingredientes secos, luego verter el destilado y dejar actuar durante un día. Luego, la solución resultante se vierte en otro recipiente, preferiblemente con un cuello estrecho, pero no se derrama en absoluto, aún será útil.

En el fondo del recipiente, se encuentran cristales, la base de la futura piedra. El más grande se ata a un extremo del hilo y se baja a la solución drenada. El segundo extremo se ata a un palillo de dientes, lápiz o cualquier palo de madera ubicado en la parte superior del recipiente con la solución.

Cuando el agua se evapora en forma cristalina, se asentarán nuevos componentes de la futura piedra. Si hay muchas soluciones, puede hacer varios puntos de crecimiento de gemas al mismo tiempo. Para obtener una piedra grande, la solución se prepara nuevamente. Se vierte una nueva porción a medida que se evapora la anterior.

Para volver a obtener el líquido, se pueden disolver en agua tibia los pequeños cristales que se forman en el fondo del recipiente.

Para hacer un mineral con éxito, debe cumplir con las condiciones:

• no debe haber fluctuaciones de temperatura en la habitación;
• controle el nivel del líquido: una piedra en crecimiento no debe exponerse al aire.

Vea cómo en la práctica puede hacer crecer un cristal usted mismo:

¿Es posible obtener un diamante del carbón?

Es muy posible hacer crecer un diamante en casa a partir de carbón. Para esto necesitarás:

• matraz o vaso resistente al calor para 2-3 litros;
• un matraz más pequeño;
• maja y mortero;
• carbón, puedes comprar;
• semilla en forma de cristal de diamante natural;
• filtros de papel

Un microscopio es útil para seguir el proceso, pero incluso sin él, la gema crecerá. Etapas de crecimiento:

1. Moler carbón en un mortero con una maja. Las piezas pequeñas de 3-5 mm de tamaño servirán.
2. La masa resultante se vierte en un recipiente resistente al calor, lleno de agua destilada para que se oculte por completo. Es imposible llenar completamente el recipiente; el líquido se escapará cuando se caliente.
3. El recipiente se coloca a fuego muy lento. Mientras hierve, se agrega agua. Esta etapa puede durar desde varias horas hasta varios días.
4. La solución amarilla rica en carbono resultante se pasa a través de filtros de papel, se vierte en un pequeño tubo de ensayo y se evapora nuevamente. Esto se repite 3-4 veces. El color del líquido se vuelve amarillo intenso.
5. Después de 2 o 3 días, se coloca un pequeño tubo de ensayo con la solución resultante en un lugar cálido. Se baja un pequeño cristal de diamante, en el que comienza el crecimiento de las redes de carbono. Al evaporarse, debe agregar una nueva solución: el futuro diamante no debe entrar en contacto con el aire.

El proceso es muy lento: crecen 0,01 quilates por año. Por lo tanto, cuanto más grande sea el cristal semilla, más rápido irá el crecimiento.

La ciencia no se detiene. La tecnología LifeGem desarrollada hace posible obtener diamantes incluso de restos humanos calentándolos y presionándolos más.

Además del tema del video, cómo es el proceso de hacer un diamante de vidrio:

Hacer un diamante con tus propias manos y sin un costo significativo es real. Las piedras resultantes se pueden utilizar para crear decoración, decoración de interiores. Lo principal que se necesita cuando se cultiva una gema es paciencia.

¿Quieres hacer un diamante tú mismo? ¿Tienes experiencia en crecimiento? Cuéntalo en los comentarios. Comparta información con amigos y conocidos: será de su interés.

¿Es posible hacer crecer un diamante en casa?

Las piedras preciosas se utilizan para algo más que joyería. Su adquisición es una forma popular de invertir el dinero ganado. El precio de los diamantes, zafiros, esmeraldas y rubíes sigue siendo constantemente alto, y las piedras en sí pueden almacenarse durante muchos años y heredarse. Para hacer que las joyas sean más asequibles, los científicos están desarrollando y mejorando tecnologías para producir piedras sintéticas para joyería. Algunos amantes de la joyería también están buscando formas de cultivar diamantes y otros cristales en casa.

Tecnología para la producción de piedras preciosas

Los primeros intentos de fabricar gemas artificiales se remontan al año 4000 a. mi. Se trataba de cuentas recubiertas de esmalte azul, imitando al lapislázuli. Más tarde, los análogos de las piedras preciosas se hicieron de vidrio coloreado, luego de plástico. El primer experimento, como resultado del cual los científicos lograron cultivar un mineral, se remonta al siglo XIX. En su laboratorio, el francés Marc Gaudin obtuvo pequeños cristales de rubí en un intento de reproducir los procesos naturales de cristalización.

Los científicos modernos tienen acceso a todo el conocimiento de sus predecesores, instrumentos e instalaciones de precisión capaces de crear temperaturas y presiones muy altas. Los químicos y físicos practican muchos métodos para producir piedras sintetizadas, incluidos los diamantes. Pueden basarse en:

• se derrite;
• soluciones;
• ambientes gaseosos.

En consecuencia, se puede hacer crecer un cristal tanto por transformación del sólido inicial como creando una muestra a partir de una fase líquida o gaseosa.

Una de las tecnologías más difíciles es obtener un diamante. El desarrollo de métodos para su síntesis se basó en que el diamante tiene la misma composición que el grafito. Pero hacer que una sustancia se convierta en otra no es fácil. Para fabricar un diamante, se requiere una temperatura de 1600 ℃ o más y una presión de alrededor de 110 000 atmósferas. Existen métodos populares no verificados para obtener un diamante de grafito en el hogar usando electricidad o explosivos, pero la probabilidad de su uso exitoso tiende a cero.

Para lograr la calidad de gema del diamante resultante, se requerirá una técnica industrial aún más compleja, cuyas características los fabricantes no revelan.

Por primera vez, las piedras con calidad de gema fueron obtenidas en 1970 en Estados Unidos por General Electric Company.

El método más seguro que se puede probar para hacer crecer un diamante fuera del laboratorio requiere el uso de los siguientes componentes y accesorios:

• mina de lápiz;
• el alambre;
• nitrógeno líquido o agua;
• Fuente de voltaje.

Cada extremo de una pieza de grafito debe envolverse con un alambre y el plomo debe congelarse en nitrógeno líquido. Si no hay nitrógeno líquido, puede colocar la pieza de trabajo en un recipiente con agua y congelarla. El siguiente paso es conectar los extremos del cable a una fuente de voltaje y extraer corriente a través del cable. Como resultado, el grafito debería convertirse en diamante, es decir, adquirir su dureza.

sales organicas

Para sintetizar cristales a partir de soluciones, se utilizan sales orgánicas como base. A partir de estas sustancias, llamadas alumbre, Marc Gaudin obtuvo cristales de rubí. Para ello, fusionó sulfato de potasio y aluminio con cromato de potasio.

Usando algunas de las sustancias, los amantes de la química cultivan cristales por su cuenta. Por ejemplo, en casa, se obtienen hermosas formaciones cristalinas de color azul brillante a partir de sulfato de cobre.. Además, para minerales de crecimiento propio de varios colores, puede usar:

• cloruro de potasio;
• piedra de tinta;
• sulfato de níquel;
• alumbre de potasio;
• sal de Mohr;
• nitrato de potasio y algunos otros.

Al elegir un reactivo adecuado, tenga en cuenta que debe cumplir con los siguientes requisitos:

• disolver en agua u otro solvente;
• ser estable al aumento de temperatura;
• no representan un peligro para la salud si se usan correctamente.

El método de crecimiento de cristales a partir de sales orgánicas se basa en la preparación de soluciones sobresaturadas seguidas de cristalización en un recipiente abierto. El proceso de obtención de una hermosa “piedra” lleva más de un mes y consta de varios pasos clave.

Preparación de la solución madre

Esta etapa incluye una serie de acciones:

1. Vierta 1-700 ml de agua suficientemente caliente, cuya temperatura sea de 800 ℃, en un vaso resistente al calor de 50 litro.
2. Poco a poco, 1 cucharada, agregue la sustancia seleccionada y mezcle la composición hasta que el polvo se disuelva por completo.
3. Cuando la solución se sature, es decir, la sustancia deje de disolverse, agregue otras 2 cucharadas y deje actuar durante 24 horas.
4. Para evitar que entren partículas extrañas de polvo en el líquido, el recipiente puede cubrirse con una hoja de papel de filtro.

obtener una semilla

Incluye varios pasos:

1. Primero debe verter el líquido resultante en un matraz resistente al calor, pasarlo por un filtro y agregar 1 cucharadita de una sustancia, que pueden ser los cristales que precipitaron en la solución inicial.
2. Para que la sustancia se disuelva, se recomienda calentar el recipiente en un baño de agua a una temperatura que no supere los 60–70 ℃.
3. Enjuague un recipiente limpio con agua hirviendo para que se caliente a la misma temperatura que la solución y vierta el líquido en los platos.
4. Envuelva el recipiente con un paño, como una toalla, cubra con papel de filtro y deje enfriar.
5. Cuando la composición se enfría, se forman pequeños cristales en el fondo y las paredes del vaso, debe elegir uno de ellos, que se convertirá en la base de la futura “joya”.

conseguir una piedra

El crecimiento de un solo cristal se llevará a cabo a partir de la semilla resultante:

1. La muestra que le gusta debe estar bien envuelta con hilo o hilo de pescar.
2. El otro extremo del hilo se puede enrollar alrededor de un palo o lápiz, que servirá como soporte.
3. Coloque la semilla en un vaso de precipitados con una solución a temperatura ambiente.
4. El cristal crece gradualmente, durante este período no se puede sacar ni girar. Si el líquido se evapora, dejando al descubierto la “piedra”, deberá agregar la solución.
5. Después de que el cristal alcance el tamaño deseado, debe retirarse con cuidado y colocarse sobre una servilleta.

A veces, las muestras cultivadas están sujetas a la intemperie, es decir, se destruyen por la evaporación del líquido de cristalización y se convierten en polvo. Puedes guardarlos en parafina o bajo una capa de aceite vegetal.

Algunos expertos recomiendan cubrir la superficie del cristal con 2 capas de barniz incoloro

Método de Auguste Verneuil

A finales del siglo XVIII y principios del XIX, un científico francés, Auguste Verneuil, desarrolló un nuevo método para obtener rubíes artificiales, también llamado “fusión con llama”. Este método marcó el inicio de la etapa de síntesis industrial de las piedras preciosas. Comenzaron a usarse no solo en joyería, sino también en la fabricación de relojes, instrumentos de medición y para otros fines técnicos.

Verneuil diseñó y probó una estructura que constaba de un quemador de oxígeno-hidrógeno, un dispensador de polvo a partir del cual se sintetizaría la gema y una base de cerámica. En un horno de este tipo, se puede cultivar un cristal de 3 a 4 mm de largo en 40 a 50 horas. Dependiendo de la composición química del polvo, se obtienen piedras de varios colores, así como sus variedades en forma de estrella.

Sin embargo, no funcionará hacer crecer un diamante en casa con esta técnica; por regla general, los corindones (rubíes y zafiros), la espinela se sintetizan de esta manera. El dispositivo Verneuil produce titanita y rutilo de estroncio sintéticos, que pueden competir con los diamantes en brillo, pero tienen una dureza menor. Los granitos, el niobato de litio y la zirconia cúbica también son imitaciones de diamantes de alta calidad.

Aparatos para trabajar en casa.

Para dominar el cultivo de piedras preciosas en el hogar, deberá ensamblar un aparato con una muestra de Verneuil o comprar uno ya hecho. El dispositivo debe incluir:

• un mecanismo que asegura el flujo gradual de la sustancia hacia la tolva y luego hacia el quemador;
• amortiguar;
• catetómetro;
• 2 sistemas separados de suministro de oxígeno e hidrógeno;
• soporte de cristal y su mecanismo de descenso.

Dependiendo de la sustancia elegida, se pueden cultivar piedras de varios colores:

• óxido de cobalto – azul y verde;
• óxido de hierro – rosa;
• óxido de vanadio – verde y gris.

El consumo de energía del dispositivo es de aproximadamente 3 kW. Para producir un rubí sintético con un peso de 5 a 6 g, se necesitarán alrededor de 3 horas, 0,2 g de óxido de cromo y 6 g de polvo de alúmina.

Cómo cultivar diamantes en casa.

El cultivo de “análogos” de diamantes se puede organizar utilizando azúcar o sal disponibles en cualquier cocina. Para comenzar el experimento necesitarás:

• agua pura destilada o hervida;
• sal;
• hilo o hilo de pescar;
• lápiz.

El proceso consta de los siguientes pasos:

1. Cree una solución sobresaturada: agregue sal gradualmente al agua a temperatura ambiente y mezcle hasta que los granos ya no se disuelvan.
2. Enrolle el hilo alrededor del lápiz para que su extremo no llegue al fondo del recipiente. Sumerge el hilo en el líquido.
3. Después de unos días, el hilo estará cubierto de cristales. Es necesario elegir la muestra más grande, adjuntarla a un hilo nuevo y bajarla a la solución filtrada.
4. Poco a poco, el “diamante” aumentará. Si el agua deja de cubrir el diamante, haz una solución sobresaturada y agrégala al recipiente con la muestra.

Si agrega colorante alimentario a la solución, será posible hacer crecer cristales multicolores. Dado que todas las sustancias utilizadas en el experimento no representan una amenaza para la salud, es posible hacer crecer un diamante a partir de una solución de sal o azúcar con niños.

Consejos para experimentos caseros

Para aumentar la probabilidad de crear con éxito un diamante con sus propias manos, deberá seguir algunas recomendaciones:

• tome agua destilada; no debe haber impurezas en el líquido;
• se deben usar guantes y utensilios especiales cuando se trabaja con productos químicos;
• el filtro de laboratorio se puede reemplazar con gasa, algodón o papel;
• el agua para la solución debe estar tibia, pero no muy caliente;
• en la habitación donde se colocará el recipiente, se debe mantener una temperatura constante, sin cambios bruscos, de lo contrario, el cristal crecerá rápidamente, pero será frágil;
• al agregar una nueva solución, su temperatura y la temperatura de la principal deben ser las mismas;
• cuando crezcan cristales transparentes, no se apresure; con un crecimiento acelerado, se vuelven turbios.

Las piedras de joyería sintéticas tienen todas las ventajas de las contrapartes naturales. Además, los diamantes obtenidos en el laboratorio tienen una dureza y pureza aún mayores. Hasta que los científicos hayan ideado formas económicas y asequibles de obtener gemas en casa, para que los amantes de la joyería puedan cultivar hermosos cristales multicolores a partir de soluciones de sal o azúcar y crear su propia colección a partir de ellos.