Le diamant des bijoux est-il stable ?

Bonjour,

J’étudie en ce moment les diagrammes de phase (ici celui du carbone) et je m’intéresse à un exercice dans lequel on explique que l’énergie de Gibbs molaire de formation du graphite est nulle à 25°C et 100 kPa. L’exercice conclut que pour former du diamant en restant à 25°C, il faut atteindre une pression de 1,6 GPa.

Alors comment expliquer que le diamant des bijoux ne se transforme pas en graphite à pression ambiante et à 25°C ?

De souvenir c’est bien ce qui se passe, un diamant laissé à la pression atmosphérique à une température normale va doucement devenir un graphite. Mais cette opération est tellement lente que cela n’est pas visible à notre échelle de temps.

Salut,

Un diagramme de phase ne te dit rien sur les conditions pour former une phase ni pour la dégrader. Il te dit seulement laquelle est la plus stable énergétiquement.

La raison pour laquelle le diamant ne se change pas en graphite est cinétique. C’est la même raison pour laquelle tu ne te transformes pas en flaque entre deux repas bien que ce soit la configuration la plus stable énergétiquement. Un humain comme un diamant est métastable, il n’est pas à l’équilibre thermodynamique mais la cinétique (et l’énergie d’activation) pour arriver à l’état stable est lente (trop grande) pour que l’on s’en écarte en des temps courts.

Merci pour les réponses, ça me rassure.

De quelles conditions parles-tu ?
Par exemple, le diagramme indique qu’on peut former du diamant à 25°C à condition d’être à une pression supérieure à 1,6 GPa.

De quelles conditions parles-tu ?

Pression-température le plus souvent, mais on peut tracer un diagramme de phase dans un aitre espace de variables thermodynamiques.

Par exemple, le diagramme indique qu’on peut former du diamant à 25°C à condition d’être à une pression supérieure à 1,6 GPa.

Non, il t’indique simplement que le diamant est la forme favorisée énergétiquement. Rien ne dit que tu vas former du diamant en atteignant ces conditions, et rien ne t’interdit non plus de fabriquer du diamant en dehors de ces conditions (ça va juste être galère). Les diagrammes de phase sont souvent sur-interprétés, ils ne sont valides qu’à l’équilibre thermodynamique.

Si je suis dans mon laboratoire à 25°C dans laquelle j’ai une enceinte remplie de graphite, comme de la mine de crayon, et que j’exerce une pression de 1,6 GPa sur l’enceinte, vais-je obtenir du diamant si j’attends suffisamment longtemps (quelques milliers d’années par exemple) ?

Difficile de répondre comme tu es pile au bord de la transition. J’ai du mal à trouver des sources sur le sujet, mais visiblement il faut monter un peu plus haut en pression pour que la transition de phase démarre. Après à temps très long (aucune idée de l’ordre de grandeur ici), j’imagine que tu peux espérer finir par nucléer par diffusion des défauts/des atomes.