Кинетика окисления сплавов в атмосфере воздуха при высокой температуре
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Кафедра физической химии
Отчет по лабораторной работе на тему:
"Кинетика окисления сплавов в атмосфере воздуха при высокой температуре"
Цель работы:
Определить закон роста пленки на меди в изометрических условиях.
Принадлежности и приборы:
1. Образцы меди, латуни;
2. Тигельная печь с терморегулятором;
3. Секундомер;
4.Аналитические весы с нихромовой нитью и грузиком вместо левой чашки;
5. Разновесы;
6. Наждачная бумага;
7. Фильтровальная бумага;
8. Экспериментальная установка (рис. 1).
Рис. 1. Схема экспериментальной установки
Порядок выполнения работы:
1.1. Измерили размеры образцов и вычислили его поверхность S, см2.
1.2. Зачистили используемые образцы наждачной бумагой, протерли фильтровальной бумагой и взвесили вместе с нихромовой нитью.
Образцы вынули из печи.
1.3. Нагрели печь без образца до температуры 800ºС. Опустили образец в печь так, чтобы он свободно висел на нити и не задевал стенок печи. Закрыли течь крышкой, записали время начала опыта и взвесили образец.
1.4. В течение 30 минут взвешивали окисляющийся в атмосфере печи образец каждые две минуты, записывая каждый раз время от начала опыта и массу образца.
Обработка результатов:
2.1. Согласно пункту 1.1 провели измерение размеров образцов и рассчитали значение площади:
2.2. Результаты измерений пунктов 1.3-1.4 занесли в таблицу 1. По данной таблице построили графики для определения первоначальной массы образца (рис. 2).
Таблица 1. Результаты измерений и сделанных расчетов
-
Название материала
Время τ
Масса m, г
Медь
2
11,2546
0,0007
0,6931
-7,3343
4
11,2592
0,0000
1,3863
-11,1844
6
11,2634
0,0006
1,7918
-7,4708
8
11,2666
0,0010
2,0794
-6,8940
10
11,2680
0,0012
2,3026
-6,7185
12
11,2714
0,0017
2,4849
-6,3886
14
11,2741
0,0021
2,6391
-6,1872
16
11,2761
0,0023
2,7726
-6,0605
18
11,2772
0,0025
2,8904
-5,9970
20
11,2788
0,0027
2,9957
-5,9114
22
11,2819
0,0031
3,0910
-5,7639
24
11,2830
0,0033
3,1781
-5,7164
26
11,2846
0,0035
3,2581
-5,6510
28
11,2857
0,0037
3,3322
-5,6085
30
11,2864
0,0038
3,4012
-5,5823
Латунь
2
1,5366
0,0040
0,6931
-5,5262
4
1,5379
0,0037
1,3863
-5,5905
6
1,5395
0,0034
1,7918
-5,6756
8
1,5403
0,0033
2,0794
-5,7211
10
1,5406
0,0032
2,3026
-5,7387
12
1,5411
0,0031
2,4849
-5,7687
14
1,5415
0,0030
2,6391
-5,7934
16
1,5419
0,0030
2,7726
-5,8187
18
1,5418
0,0030
2,8904
-5,8123
20
1,5426
0,0028
2,9957
-5,8646
22
1,5428
0,0028
3,0910
-5,8781
24
1,5432
0,0027
3,1781
-5,9057
26
1,5430
0,0028
3,2581
-5,8918
28
1,5436
0,0026
3,3322
-5,9341
30
1,5440
0,0026
3,4012
-5,9633
На основании полученных данных строим графики:
Рисунок 2. График зависимости
для медного образца
Рисунок 3. График зависимости
для медного образца
Рисунок 4. График зависимости
для латунного образца
Рисунок 5. График зависимости
для латунного образца
2.3. Построили график lg Δm/S=f(lg τ) (рис. 3), определили коэффициенты логарифмического уравнения и выразили через них закон роста оксидных пленок:
Пусть
Закон роста оксидных пленок
в логарифмических координатах выражается
уравнением прямой линии
,
тогда:
