Analiza termiczna uk+Ľadu dwusk+Ľadnikowego PbSn


ANALIZA TERMICZNA

UKŁADU DWUSKŁADNIKOWEGO O FAZACH SKONDENSOWANYCH Pb-Sn

  1. Zestawienie wyników pomiarów.

Czas

[s]

Czas

[min]

100 % Pb

80 % Sn

20 % Pb

62% Sn

38 % Pb

38% Sn

62% Pb

100 % Sn

0

0

350

350

350

350

350

30

0,5

342

335

338

340

337

60

1

334

322

328

330

325

90

1,5

331

309

318

319

314

120

2

329

297

308

309

303

150

2,5

327

286

299

299

293

180

3

324

275

290

290

284

210

3,5

321

266

282

282

275

240

4

316

257

274

274

266

270

4,5

308

248

266

266

258

300

5

298

240

259

259

250

330

5,5

288

233

252

252

243

360

6

225

246

246

236

390

6,5

218

239

243

233

420

7

212

233

240

232

450

7,5

206

228

237

231

480

8

202

222

234

231

510

8,5

200

217

231

231

540

9

199

212

228

231

570

9,5

198

204

225

231

600

10

197

203

221

231

630

10,5

196

198

219

230

660

11

194

195

218

230

690

11,5

193

192

215

230

720

12

191

189

211

230

750

12,5

189

186

208

230

780

13

188

184

204

230

810

13,5

186

184

201

229

840

14

185

184

198

228

870

14,5

184

184

194

227

900

15

183

184

191

225

930

15,5

183

184

187

222

960

16

182

184

187

218

990

16,5

181

184

184

213

1020

17

181

184

184

208

1050

17,5

179

184

184

1080

18

177

184

184

1110

18,5

176

184

184

1140

19

172

184

184

1170

19,5

167

183

184

1200

20

163

182

184

1230

20,5

159

179

184

1260

21

155

177

184

1290

21,5

152

174

183

1320

22

169

182

1350

22,5

166

181

1380

23

163

178

1410

23,5

158

175

1440

24

172

1470

24,5

168

1500

25

165

1530

25,5

  1. Oznaczenie składu

Na podstawie danego składu procentowego mieszaniny wyznaczam jej skład molowy.

Np. Dla składu 20% Pb, 80% Sn

W 100 g mamy:

0x01 graphic

Sumując:

0x01 graphic

Z otrzymanej wartości określamy ułamek molowy poszczególnych składników:

0x01 graphic

Przeliczenie składu

Skład procentowy

Skład molowy

100 % Pb

XPb = 1 ; XSn = 0

62% Pb

38% Sn

XPb = 0,483

XSn = 0,517

38% Pb

62% Sn

XPb = 0,260

XSn = 0,740

20% Pb

80% Sn

XPb = 0,125

XSn = 0,875

100% Sn

XPb = 0 ; XSn = 1

  1. Sporządzenie diagramu fazowego

Na podstawie analizy krzywych stygnięcia poszczególnych roztworów (wykres 6) określam punkty charakterystyczne diagramu:

Punkt krzepnięcia czystego ołowiu: t = 327 °C Dane literaturowe: t = 327,4 °C

Punkt krzepnięcia czystej cyny: t = 231 °C Dane literaturowe: t = 231,8 °C

Punkt eutektyczny potrójny: t = 184 °C

Dodatkowe dwa pozostałe punkty odczytane z krzywych stygnięcia odpowiadają punktom na krzywej likwidusa:

Punkt równowagi roztwór - stały Pb t ≈ 248 °C

Punkt równowagi roztwór - stała Sn t ≈ 207 °C

Zestawiając powyższe dane w tabeli:

Ułamek molowy Sn

Temperatura krzepnięcia roztworu [°C]

0

327

0,517

248

0,740

184

0,875

202

1

231

  1. Wyznaczenie ciepła topnienia.

Ciepło topnienia wyznaczamy z wyrażenia:

0x01 graphic

gdzie:

x - ułamek molowy składnika

T - temperatura krzepnięcia roztworu

T0 - temperatura krzepnięcia czystego składnika

Np. dla odczytanej z diagramu fazowego dla cyny temperatury krzepnięcia roztworu t = 222 przy xSn = 0,95 otrzymujemy wartość molowego ciepła topnienia równą:

0x01 graphic

Celem wyznaczenia ciepła topnienia poszczególnych czystych składników sporządzamy tabelę:

Sn

Ułamek molowy substancji rozpuszczonej w roztworze (Sn)

ln x

Temperatura

°C

Temperatura

K

0x01 graphic

0,95

-0,05129

222

495,15

0,00202

0,9

-0,10536

215

488,15

0,00205

0,85

-0,16252

207

480,15

0,00208

0,8

-0,22314

196

469,15

0,00213

0,75

-0,28768

187

460,15

0,00217

Pb

Ułamek molowy substancji rozpuszczonej

w roztworze (Pb)

ln x

Temperatura

°C

Temperatura

K

0x01 graphic

0,9

-0,1054

315

588,15

0,00170

0,8

-0,2231

300

573,15

0,00174

0,7

-0,3567

285

558,15

0,00179

0,6

-0,5108

270

543,15

0,00184

0,5

-0,6931

248

521,15

0,00192

0,4

-0,9163

230

503,15

0,00199

Dane konieczne do sporządzenia wykresu zależności: 0x01 graphic
zestawiono w poniższej tabeli:

Sn

Pb

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0,00202

-0,05129

0,00170

-0,1054

0,00205

-0,10536

0,00174

-0,2231

0,00208

-0,16252

0,00179

-0,3567

0,00213

-0,22314

0,00184

-0,5108

0,00217

-0,28768

0,00192

-0,6931

0,00199

-0,9163

Z powyższych danych otrzymuje proste o następujących równaniach:

Równanie prostej dla cyny: 0x01 graphic

Równanie prostej dla ołowiu: 0x01 graphic

Na podstawie nachylenia prostych określam ciepło topnienia równe:

Dla Sn: 0x01 graphic

Dla Pb: 0x01 graphic

Dane literaturowe dla Sn: 0x01 graphic

Dane literaturowe dla Pb: 0x01 graphic

  1. Wnioski

Na podstawie kształtu otrzymanego diagramu fazowego wnioskuję, że z dobrym przybliżeniem układ Sn-Pb można traktować jako układ eutektyczny.

Na podstawie linowego przebiegu zależności:

0x01 graphic

wnioskuję o stałej wartości molowego ciepła topnienia cyny i ołowiu w omawianym zakresie temperatur.

Różnicę w wartości molowego ciepła topnienia wyznaczoną na podstawie powyższej zależności w porównaniu z wartością literaturową można tłumaczyć częściowym, ograniczonym wzajemnym rozpuszczaniem się obu substancji w fazie stałej, co jest sprzeczne z założeniami przyjętymi do wyprowadzenia wyrażenia określającego skład roztworu w danej temperaturze:

0x01 graphic

  1. Dyskusja błędu

Zasadniczymi błędami oprócz teoretycznego założenia czystości składu fazy stałej są:

Jan Różycki

TECHNOLOGIA CHEMICZNA

- 1 -



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Analiza termiczna uk+ąadu dwusk+ąadnikowego PbSn2, ANALIZA TERMICZNA
MonikiKamica uk éadu moczowego
Wybrane choroby nerek i uk adu oddechowego
rozr·d- budowa uk-adu rozrodczego, sem II
Analiza termiczna i dylatometryczna
PROTOKÓŁ analiza termiczna
OPIS UK ADU UK KO OWY, wytrzymałość materiałów
08 Patofizjologia uk éadu kr¦ů enia
analiza termiczna wykresy 6,19
analiza termiczna wykresy pion
Opis techniczny projektu uk+éadu komunikacyjnego
Diagnostyka chorˇb uk adu oddechowego do druku
7 Analiza termiczna w zastosowaniu do wyznaczania wykresu równowagi fazowej
Analiza termiczna id 61671 Nieznany (2)
Wyk éad 4 Ostre i przewlek éa choroby uk éadu nerwowego
KRZEP, Patofizjologia uk?adu krzepni?cia
BSIWM sprawko analiza termiczno derywacyjna

więcej podobnych podstron