science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe het percentage koper in een legering van messinglegering te vinden

Messing bestaat uit koper en zink, waarbij de zinkconcentratie doorgaans varieert van 5 procent tot 40 procent. Deze twee metalen kunnen in verschillende verhoudingen worden gelegeerd om messing te produceren met verschillende chemische en fysische eigenschappen, waaronder hardheid en kleur. Veel van de voorgeschreven methoden voor het bepalen van het kopergehalte van koper - zoals jodometrische titratie en spectrofotometrische analyse - vereisen dure apparatuur en aanzienlijke chemische expertise. Een alternatieve methode op basis van dichtheid - de verhouding tussen de massa van een stof en het volume van de ruimte die deze in beslag neemt - vereist relatief goedkope apparatuur en weinig wiskundig vermogen.

Metingen

"Nul" de balans door ervoor te zorgen dat het nul aangeeft zonder monster op zijn plaats. De meeste elektronische weegschalen zijn uitgerust met een "nul" of "tarra" -knop die speciaal voor dit doel de balans naar nul terugzet. Nadat je de schaal op nul hebt gezet, plaats je het koperen monster erop en noteer je de massa in grammen.

Vul de maatcilinder ongeveer halfvol met water. Meet en registreer het waterniveau. De cilinder moet een binnendiameter hebben die groot genoeg is om het monster op te nemen. Buig, rol of plet het koperen monster zo nodig met een hamer totdat het in de cilinder past.

Schuif het koperen monster langs de zijkant van de cilinder in het water, en zorg ervoor dat u geen spatten of morsen morst water.

Meet en registreer het nieuwe waterniveau.

Berekeningen

Bereken het volume van het bronzen monster door de volumes water af te trekken voordat en nadat het koper aan de cilinder. Als de cilinder bijvoorbeeld 50,5 ml heeft gelezen en is toegenomen tot 61,4 ml als het messing is toegevoegd, is het volume van het bronzen monster (61,4 ml) - (50,5 ml) = 10,9 ml.

Bepaal de dichtheid van het kopermonster door de massa in grammen te delen door het volume in milliliters. Als u het voorbeeld uit stap 1 voortzet, als de massa van het bronzen monster 91,6 g was, zou de dichtheid daarvan (91,6 g) /(10,9 ml) = 8,40 g /ml zijn.

Bereken het percentage koper door het te substitueren de dichtheid van het messingstaal in gram per milliliter in de volgende vergelijking:

Percentage koper = (dichtheid van messingstaal - 7,58) /0,0136

Het voorbeeld uit stap 2 voortzetten,

Procent koper = (8.40 - 7.58) /0.0136 = 60.3 procent.

Tip

Het water in een maatcilinder vormt een U-vorm aan het oppervlak. Dit wordt een "meniscus" genoemd en de juiste volumewaarde wordt genomen vanaf de onderkant van de U.