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 800С. 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: