Ziarul Ştiintelor Populare şi al Călătoriilor, noiembrie 1913 – decembrie 1914 (Anul 14, nr. 1-60)

1914-10-14 / nr. 49

770 ZIARUL ŞTIINŢELOR POPULARE SI AL CĂLĂTORIILOR Prepararea­ diamantului artificial K. de Boisniemi C­arbonul se prezintă în natură sub di­ferite înfăţişerî. In combinaţie el intră în compoziţia u­­nui foarte mare număr de gaze, carburi gazoase acid carbonic, oxid de carbon­ de lichide, (petrol) sau solide (carbonaţi ca creta sau dolomita), ţesăturile vegetale şi animale, etc. E­l se preznt şi în masse negre amorfe, şi constitue diferitele combustibile pă­­mântoase ca lignitul, antracitul, huila. C­ristalizat, carbonul e denumit grafit şi diamant când atinge un grad de cură­ţenie absolută ceea­ ce-i dă o albeaţă şi o transparenţă perfectă. In stare naturală, diamantul exista în unele zăcăminte ce se găsesc maî ales în India, în Africa de Sud şi în Brazilia. încă de mult s‘a căutat să se fabrice diamantul artificial, sau cum s‘a mai zis deşi cu o expresie nu tocmai potrivită, să se facă sinteza diamantului—expresie ce o voi adopta şi eu aci, pentru mai multă în­lesnire. D­e câte ori cineva vorbeşte de sinteza carbonului cristalizat, transparent (fabri­caţia diamantului spre a fi mai înţeles) se vede în publi o mirare însoţită de o neîncredere bănuitoare. Aceasta se dato-­­ reşte, pe de o parte rarităţei şi a preţului enorm a acestei pietre, din care unele mostre valorează mai mult de zece mii de ori greutatea lor în aur“; pe de altă par­te, neîncrederii ce se împrăştie în public de către cine ştie cine. T­otuși nu e nimic maî misterios sau maî miraculos ca, în alte sinteze industri­alizate astăzi: sintezele rubinului, safiru­lui, smaragduluî, corindonului sau în chiar acelea ale fierului, aramei, nichelului etc. In 1772, Lavoisier arzând diamantul în­­tr-un balon umplut cu oxigen, observă că produsele ardereî erau exact aceleaşi cu ale ardereî carbonului. Avu, se zice, o mi­rare extremă şi arătă această asemănare neaşteptată între cele două corpuri, care păreau aşa de diferite, fără a îndrăzni în­să să facă cunoscut identitatea ce el chiar o bănuia între ele. A­ceastă identitate era cu toate acestea destul de adevărată, de­oarece toţi învă­ţaţii acelei epoce, repetând această expe­rienţă, ajunseră la acelaş rezultat. A­stfel această piatră minunată, această frântură de stea, cum o numesc poeţii, nu era altceva decât carbon, o bucată din a­­cest ordinar carbon răspândit aşa de mult în natură. Intre bucata de huilă opacă aruncată cu dispreţ în foc şi între piatra preţioasă, ale cărei străluciri măreşte diadema rega­lă, nu se află nici un fel de deosebire din punct de vedere al alcătuirei intime, afa­ră de aşezarea moleculelor care le fleosi­­beşte. D­ar detronând astfel pe regele minera­lelor, descoperirea lui Lavoisier deschidea o cale nouă şi dacă sinteza diamantului nu părea de o împlinre apropiată, cel puţin din acel moment se prevedea că într'un viitor nu tocmai depărtat, va deveni un fapt împlinit de­oarece diamantul nu era în realitate decât carbon. Problema sinte­zei sale se mărgnea numai în a trece a­­cest carbon din una din formele sale aşa de felurite şi de cunoscute nouă la forma cristalizată, aşa de rară şi de preţioasă. Ceea ce natura a ştiut să facă în misteri­oasele sale adâncimi ştiinţa va trebui să ajungă s-o reproducă într'o zi în labora­toarele sale. M­ulţi învăţaţi se isbeau de această inte­resantă problemă, dar fără să ajungă a-i găsi deslegarea. Aceasta tocmai pentru faptul că le lipsea acea minunată unealtă modernă, care se numeşte cuptor electric, inventat de Siemens în 1879, care desoxi­­dează, topeşte, volatilizează corpurile cele mai refractare şi cu ajutorul căruia Mois­­san putu realiza acele sinteze, care­­ adu­se renumele, printre care putem menţiona pe aceia a diamantului. N­u se ştia însă cum ia naştere diaman­tul în natură. Foarte multe ipoteze au fost emise, unele sprijinite pe studiul ză­cămintelor diamantifere, altele apar­ţi­nând domeniului fantaziei, fără ca vreuna din ele să fi lămurit cât de puţin această chestie. Sunt totuşi două condiţiuni, de care nu trebue să ne îndoim şi anume că: diaman­tul ia naştere la o temperatură foarte ri­dicată şi pentru a trece în stare de cristal transparent, trebue în mod silit să ia mai întâi forma lichidă. C­ea dintâi din aceste condiții explică raritatea diamantului. Intr'adevăr carbo­nul, este după cum se numeşte în chimie, un puternic reducător. La cald, el prezintă o mare afinitate pentru oxigenul cu care se uneşte scoţând pe alte corpuri din com­binările lor oxigenate, dând astei naştere acidului carbonic sau oxidului de carbon ; pe această proprietate se bazează metalur­gia fierului şi a altor multe metale. T­oată scoarţa pământului, ca să zic aşa, e împresurată de toate părţile de oxigen ; se înţelege că carbonul în contactul oxi­genului s-ar fi unit, întâlnindu-se la o temperatură înaltă. I se admite, tot din cauza aceasta, posibilitatea şi clar siguran­ţa a celei de a doua condiţii, dar fără să o fi putut vreo­dată constata de visu. In experienţele demne de amintit, excu­­tate acum vre­o 60 de ani, Despretz rea­lizase sau crezuse că realizase topirea car­bonului, dar cum de atunci nici un chi­mist, chiar dispunând de mijloace mult mai puternice, nu putu să reproducă simp­­tomele de topire, ce Despretz credea că le-a observat, rezultatele anunţate de el fură considerate ca ilusoriu. B­ine­înţeles că carbonul nu are o topire aparentă pentru că trece din starea soli­dă în cea gazoasă, fără a putea observa trecerea sa prin starea lichidă; foarte mulţi învăţaţi şi chiar Moissan au crezut că vor putea­­ chiar că trebuia să găsească această stare lichidă în combinaţiunile sale, atunci când aceste combinaţiuni sunt ele însuşi în stare lichidă. A­ceastă concepţie simplă a putut reali­za sinteza diamantului. Foarte multe me­tale, aşa ca fierul, manganezul, argintul şi întreaga serie a metalelor alcalino-te­­roase şi alcaline (sodiu, potasiu, litiu, ba­riu, calciu etc.) au proprietatea de a ab­sol­vă la cald, cantităţi de carbon formând carburi de fier, de argint, de sodiu, de calciu etc. Insă pentru unele dintre ele ca fierul şi argintul, cantitatea de carbon ce ele o pot disolva (sau capacitatea lor de saturaţie) este cu atât mai mare cu cât ele sunt su­puse la o temperatură mai ridicată. De e­­xeplu, fierul în fuziune supus la o tempe­ratură de 1600o disolvă 3% carbon ,trans­­formându-se în fontă. Dacă se ridică tem­peratura la 2000o capacitatea de saturaţiu­­ne mărindu-se aceiaşi cantitate de fier va disolva 4% carbon; din potrivă dacă rea­ducem temperatura sa din nouă la 1600o capacitatea sa de saturaţiune se micşorea­ză şi cantitatea de fier ,,vă vărsa“ prisosul de carbon disolvat între 1600 şi 2000o. A­cest prisos va rămâne în suspensiune, dar ne­combinat cu fierul în topire, întocmai după cum se formează cristale de zahăr într'un pahar cu licheor, ce se lasă să se răcească, după ce a fost săturat la cald. Dacă acum se disolvă prin mijlocul acizi­lor cantitatea de fier odată răcită, se gă­seşte sub formă de grafit,, de carbon a­­morf şi de diamant prisosul de carbon pus în libertate. T­ot prin această serie de observaţiuni şi Marsden în 1885 servindu-se de o canti­tate de argint în fuziune ca disolvant al carbonului ajunse cel dintâi să obţină dia­mante artificiale microscopice. P­uţin mai târziu în 1893 Moissan avu ideia să ceară ajutorul presiunilor puter­nice pentru ca să împiedece ca, carbonul pus în libertate în loc de a lua forma gra­fitului să-l transforme deadreptul în dia­mant. El închise într'o căldare de oţel o cantitate de fontă topită, saturată de car­bon şi prin producerea presiunilor foarte mari capătă cristale mci de diamant. In 1896 M. Rossel profesor la Universi­tatea din Berna arătă prezenţa diamantu­lui în oţelul tare obţinut prin apăsări. ‘ In sfârşit trebuesc arătate experienţele cele mai recente ale lui Rousseau şi de von Bolton cari au ajuns să producă dia­mant prin descompunerea metodică a unor hidrocarbure gazoase. T­oate aceste procedee n‘au dat decât cristale cât se poate de mici a căror for­mă şi fel nu puteau fi destăinuite decăt la microscop şi a căror analiză nu putea să fie cercetată. M­etoda sintezei ce o voi descri, a dat adevărate diamante al căror volum între­ce de 4—500 de ori pe cristalele cele mai mari obţinute de Moissan. Ea constitue un progres considerabil şi pare susceptibi­lă a duce la rezultate importante. A­cest procedeu ca şi acela al lui Mois­­san are ca punct de plecare tot o cantita­te de metal carburat topit dar se deosi­­beşte mult de al lui Moissan prin lipsa totală a presiunei şi prin intervenţia unei energii streine—electricitatea pentru a face separarea carbonului. A­m ales un corp foarte bogat în car­bon, carbura de calciu C a C­ a cărei com­poziţie e de 62.5 calciu şi 37.5 carbon. Ast­fel într'un kg. din această carbură s'ar putea teoreticeşte izola 375 gr. de carbon pe când în tratamentul fontei carburate nu se poate izola decât carbonul în prisos de saturaţie după cum s'a arătat mai sus. P­e un strat de var nestins pisat, bine în­desat, întins într'un cuptor electric se pu­ne carbura de calciu de tratat, apoi se tre­ce prin această carbură un curent conti­nuu de o intensitate puternică şi cu o sla­bă tensiune. Sub puterea efectului calorific Joule produse prin trecerea acestui curent car­bură topită la 2700o şi forma o massă li­chidă. A­cţiunea electrolică a dinamurilor cu curentul continuă intervine atunci pentru a separa elementele acestei masse. Con­form regulelor electrolizei, calciu este a­­tras spre polul negativ, arzând cu o flacă­­re caracteristică de un roșu aprins. Car­bonul pus în libertate la polul positiv cris­talizează sub frmă de diamant în sgura ce provine de descompunerea carbonului. A­­cesta este principiul metodei ce am aplica­t-o cu succes în sinteza diamantului. L­aboratorul instalat special în vederea acestor experienţe cuprinde 2 dinamuri cu curent continuu susceptibile fiecare a de­bita 800—1200 amperî cu o tensiune ce poate varia între 15 şi 20 volţi; ele se pun în mişcare printr'un motor acţionat şi el prin curentul sectorului. Dispunem astfel de vreo 50 de kilowaţi aproape. I

Next