Черная платина в карандашном грифеле
«Если в трубе загорелась сажа, надобно бросить через верхнее отверстие вниз гуся, который, погибая, собьет пламя крыльями»… Таков «рецепт» супротив внезапного техногенного несчастья, прописанный в семейной тетради родителей великого русского классика Николая Васильевича Гоголя. Ах, если б все взаправду было так запросто! Оказывается, у черной сыпучей субстанции в трубе ― есть своя формула и своя производственная технология. О них неплохо бы знать. Без суеверий, догадок и мифов.
О ЧЕМ ВООБЩЕ РЕЧЬ?
Сажа — это один из возможных «образов» свободного углерода, который, в свою очередь, существует в виде двух кристаллических форм: алмаза и графита. Эти два вещества, кажется, не имеют друг с другом ничего общего. Алмазными сверлами можно резать металл, тогда как графит крошится уже при малейшем надавливании. Как ни странно, копоть в дымовой трубе и драгоценность, стоимость которой исчисляется подчас многими десятками миллионов рублей, — родные братья. Только появляются на свет они по-разному и в разных условиях.
Графит, т. е. интересующую нас сажу, получают путем разогрева антрацита, то бишь лучшего сорта каменного угля, в печке — без доступа воздуха. Также характерная черная порошкообразная субстанция содержится в граните и в пирите. В природе встречаются даже крупные графитовые залежи. На Урале, в Забайкалье, в Хабаровском крае, в Мурманской области, в Бурятии. В природе вещество образуется в результате пиролиза, т. е. тогда, когда в глубинные залежи вовсе не поступает кислород — и происходит термическое разложение. При этом не требуется запредельных температур и запредельного же давления.
Многим из нас графит хорошо знаком со школьной скамьи. В виде простых грифельных карандашей. Их стержни очень быстро стираются под ноль и ломаются тут же — при любом резком движении пишущего или рисующего. Рассыпающийся в руках, непрозрачный и черный материал может, однако, превратиться в запредельно твердый, бесцветный и прозрачный. Иными словами, перейти в алмазную стадию. Ведь алмаз — это тот же самый графит, просто при сумме строго определенных условий, которые на него воздействуют.
Для формирования алмазов необходимы: во-первых, значительная глубина (от 120 до 200 км); во-вторых, экстремальные температуры (от 1 100 до 1 300 ⁰С); в-третьих, гигантское давление (от 35 до 50 кбар). Если все эти условия совпадут, то графит переродится в алмаз. Но дачная печка, равно как и заводская домна, — такого позволить не могут: в них не хватает ни давления, ни температуры. Кабы хватало — тогда бы при каждом прогреве помещения из котла пришлось бы вынимать алмазы, словно картофелины. Но нет: печи выдают черную порошкообразную массу.
Продолжение статьи читайте в январском номере журнала "Наука и техника" за 2021 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.
