Nachweis, dass Diamant aus reinem Kohlenstoff besteht

Präsentation zum Thema: "Nachweis, dass Diamant aus reinem Kohlenstoff besteht"—  Präsentation transkript:

1 Nachweis, dass Diamant aus reinem Kohlenstoff besteht
Theoretischer Nachweis, dass Diamant aus reinem Kohlenstoff besteht: Das Gasvolumen bleibt bei der Verbrennung in Sauerstoff gleich  es entsteht ein Gas, dass O2 in der Molekülformel enthält. Das einzige Gas, das außer CO2 diese Bedingung erfüllt und bei einer Verbrennung in Sauerstoff bei den erzeugten Temperaturen (1000°C) entsteht ist SxO2 Wir wollen nachweisen, dass kein SxO2 im Verbrennungsprodukt enthalten ist: Kaliumpermanganat entfärbt sich, falls geringste Mengen SxO2 eingeleitet werden. Versuche: Verbrennung von Schwefel in reinem Sauerstoff  Einleitung des Verbrennungsprodukts in Kaliumpermangenatlösung  Entfärbung Verbrennung von Diamant in 100ml reinem Sauerstoff (in Anlehnung an den Experementalvortrg von Herr Ducci am )  Volumen bleibt gleich  Einleitung in Kalkwasser  Trübung (Nachweis für CO2)  Einleitung in Kaliumpermangant => keine Entfärbung  Diamant besteht wirklich aus reinem Kohlenstoff Eigenschaften von Diamant Diamant ist das härtestes natürlich vorkommendes Mineral. Er ist der beste natürliche Wärmeleiter, und ein idealer elektrischer Isolator. Alle dies Eigenschaften gehen auf die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen zurück. Jedes Kohlenstoffatom ist über vier Elektronenpaare mit vier anderen C-Atomen verbunden (siehe links). Die Atome bilden auf diese Art ein Sechseckgitter (siehe links). Dies ist die dichtmöglichste und stabilste Art Atome anzuordnen. Es gibt diese Kristallstruktur auch bei anderen Elementen, bei diesen sind die Bindungen jedoch schwächer. Diamant reagiert nahezu nicht, außer bei hohen Temperaturen mit Wasserstoff, Sauerstoff und Fluor; er ist auch leicht löslich in Metallschmelzen. Gitterstruktur von Diamant Entfärbung von Kaliumpermanganatlösung Diamant verbrennt in einem Quarzrohr Trübung von Kalkwasser Entstehung Im Erdinnern bei Temperaturen von ca °C und hohem Druck von ca bar Kohlenstoffatome verbinden sich zu Kristallgittern Entstehung vor allem vor mehreren Milliarden bis 100 Millionen Jahren Wurden von flüssigem Magma nach oben getragen und teilweise durch Vulkanausbrüche an die Oberfläche gebracht Bei Meteoriteneinschlägen: Entstehung von Mikrodiamanten durch hohe Temperaturen und Drücke beim Aufprall (Komprimierung von irdischem Kohlenstoff) Herstellung Seit 1953 auch künstliche Herstellung möglich Graphit wird bei bar und über 1500°C zusammengepresst => Struktur ändert sich und Graphit wird zu Diamant Mehrere Verfahren Jährliche Produktion: ca. 40 Tonnen weltweit (80% des Gesamtbedarfs, vor allem der Industrie) Farben Eigentlich farblos Braun: durch Defekte im Kristallgitter Kanariengelb: Stickstoff enthalten, je mehr, desto intensivere Färbung Blau: Bor enthalten (sehr selten, aber häufiger als grün oder rot) Grün: kann von Strahlungsdefekten stammen (sehr selten) Schwarz: Graphit enthalten Rot: Vermutlich wegen Kristalldefekten (seltensten unter allen Diamanten, nur 10 purpurne weltweit, größter nur 3 Karat) Chamäleon-Diamanten: normal grau-grün, aber erhitzt oder lange unbelichtet Hellgelb Pink oder Rosa: Oft zu den roten gezählt, auch Kristallunreinheiten verantwortlich Arten Hochfeines Weiß+ (River), GIA-Bezeichnung: D Hochfeines Weiß (River), GIA-Bezeichnung: E Feines Weiß+ (Top Wesselton), GIA-Bezeichnung: F Feines Weiß (Top Wesselton), GIA-Bezeichnung: G Weiß (Wesselton), GIA-Bezeichnung: H Leicht getöntes Weiß+ (Top Crystal), GIA-Bezeichnung: I Leicht getöntes Weiß (Top Crystal), GIA-Bezeichnung: J Getöntes Weiß+ (Crystal), GIA-Bezeichnung: K Getöntes Weiß (Crystal), GIA-Bezeichnung: L Getönt 1 (Top Cape), GIA-Bezeichnung: M, N Getönt 2 (Cape), GIA-Bezeichnung: O Diamantenchemie Projektleiter: Thomas Knecht Teilnehmer: Rebecca Bartel, Anne Gaa, Kim Hermann, Larissa Schmid, Patrick Stöckle, Johannes Strobel, Julian Weinmann, Johannes Zimmer Veredelung, Bearbeitung, Schliffe, Veredelung Der Wert eines Diamanten leitet sich (wie auch seine Qualität und Schönheit) von den sog.4C ab: Carat, Color, Clarity und Cut (Karat, Farbe, Reinheit und Schliff). Carat (=Karat; ct.) ist die Einheit, in der man das Gewicht des Diamanten bestimmt. 1 Karat entspricht 0,2 Gramm. Diamanten existieren in allen Regenbogenfarben: Gelb, braun, orange, pink, rot, grün, blau und violett. Ist die Farbsättigung eines Diamanten stark genug, gilt er als "farbiger Diamant" oder einfach "Fancy". Das Verhältnis von nahezu farblosen zu farbigen Diamanten wird auf 1: geschätzt. Das Interesse an farbigen Diamanten wächst in letzter Zeit immer mehr – nachdem sie jahrelang als Kuriositäten galten - wohl auch aufgrund der Tatsache, dass der momentan größte Diamant der Welt der gelbe „Golden Jubilee“ (545,67 ct.) ist, der mit seinem Fund im Jahre 1995 den lupenreinen „Cullinan I.“ (430,2 ct.) ablöste. Zum Bild: Großmogul (Abb. 1) (spitzkegelige Rose) Regent o. Pitt (Abb. 2 u. 11) Florentiner (Abb. 3 u. 5) Sancy (Abb. 6) Dresdner Grüner Diamant (Abb. 7) Koh-i-Noor (Abb. 8 u. 10) Hope (Abb. 9) Beispiele für verschiedene Schliffarten (Cuts) an berühmten Diamanten sind: Drei berühmte Diamanten Vorkommen und Nutzung Industrie: Aufgrund der extremen Härte von Diamanten werden diese auch in der Technik eingesetzt, etwa in Schleif- und Bohrwerkzeugen. Auch zum Glas- und Betonschneiden werden sie eingesetzt. Bei Plattenspielern bestand die Nadelspitze teuer Nadeln auch aus einem kleinen Diamanten. Vorkommen: die größten Vorkommen sind in Russland, Afrika, Australien und Kanada, gefunden wurden aber auf allen Kontinenten Diamanten. Die Weltproduktion an Naturdiamant liegt heutzutage bei etwa zwanzig Tonnen pro Jahr, wobei dies bei weitem nicht den Bedarf der Industrie abdeckt. Koh-I-Noor: Er kam ursprünglich aus Indien und wurde in die neue Krone von Elisabeth, der Gattin des Königs George, eingesetzt. Der Legende nach erhielt er seinen Namen durch den Ausruf „Koh-I-Noor!“ (Ein Berg von Licht). Auch dieser Diamant hinterließ eine blutige Spur. Cullinan: Er war der größte, jemals gefundene Diamant mit 3106,75 Karat. Er wurde in 105 Steine gespalten, davon neun große, die heute Teil der britischen Kronjuwelen sind. Blue Hope: Er ist einer der berühmtesten und sagenumwobensten Diamanten und wurde unter anderem von Ludwig XVI. und Marie Antoinette getragen. Angeblich liegt ein Fluch auf ihm, der alle Besitzer in den Ruin treibt. Der Blue Hope Die neun größten Teile des Cullinans nach der Spaltung Koh-I-Noor als Teil der Britischen Kronjuwelen Hauptlagerstätten von Diamanten