Методика исследования и обработка результатов

Для выполнения работы используется лабораторная установка, описание которой дано в лабораторной работе №1.

Порядок выполнения работы

1. Условия проведения исследований даны в табл.1.

Таблица 1

Варианты работы и условия опытов

Металл диска: Zn (1-й вариант), Al (2-й вариант), Sn (3-й вариант)

№ опыта	Концентрация HCl в вариантах				Скорость вращения диска, об/мин		Продолжит. опыта, мин		Температура, С
	1-й	2-й	3-й
1	0,01	0,03	0,1	100		5		25
2	0,03	0,10	0,2	100		5		25
3	0,10	0,30	0,5	100		5		25
4	0,03	0,10	0,2	50		5		25
5	0,03	0,10	0,2	150		5		25

2. В мерный цилиндр набирают 100 мл раствора HCl заданной концентрации и переливают в стеклянный стакан емкостью 300 мл.

3. Взвешивают диск. Вставляют его в винипластовую обойму. Обойму присоединяют к валу мешалки. Регулируя ток возбуждения обмотки двигателя с помощью резистора, выведенного на переднюю панель устройства управления, устанавливают заданную скорость вращения мешалки (табл.1).

4. Вращающуюся обойму с диском погружают в приготовленный раствор и замечают время.

5. По истечении 5 минут вынимают вращающуюся обойму с диском из раствора, выключают двигатель. После его остановки, отвинчивают винт крепления обоймы, снимают ее и извлекают диск.

6. Диск промывают водой, сушат фильтровальной бумагой и взвешивают.

7. Раствор из стакана сливают в отдельную бутыль.

Второй и последующие опыты проводят в таком же порядке. Результаты опытов вносят в табл.2.

Таблица 2

№ опыта	Скорость вращения диска, об/мин	Кон-ция кислоты, г/л	Масса диска, г		Убыль массы диска, г		Скорость процесса, г/см2·с
			начальная	конечная
	ni	ci	moi	mi		Δmi		ji

Обработка результатов опытов

1. Для каждого опыта рассчитывают убыль массы металлического диска.

2. Рассчитывают скорость гетерогенного процесса (плотность диффузионного потока) по уравнению:

, г/см²·с

3. По результатам экспериментов строят график в координатах . Через экспериментальные точки на графике проводят прямую линию, которая должна пройти через начало координат. По тангенсу угла наклона прямой линии вычисляют коэффициент диффузии (рис.2).

Принимая г-моль/л и см²/с, вычисляют коэффициент диффузии:

, см²/с

4. Строят по результатам экспериментов график в координатах . Через экспериментальные точки на графике проводят прямую линию, соответствующую уравнению (9). Продолжение прямой линии до оси абсцисс отсекает от нее отрезок, равный с_пов. .Если с_пов.<< с_о, то на графике прямая линия пройдет вблизи начала координат, и количественное определение с_пов. Графически не удается (см. рис.3).

[ Привлеките внимание читателя с помощью яркой цитаты из документа или используйте это место, чтобы выделить ключевой момент. Чтобы поместить это текстовое поле в любой части страницы, просто перетащите его.]

Рис. 3

По углу наклона прямой линии к оси абсцисс находят величину D/δ

Из последнего уравнения вычисляют толщину диффузионного пограничного слоя:

, см.

Зная tg α, можно вычислить и концентрацию кислоты на поверхности диска:

Литература

1. Зеликман А.Н., Вольдман Г.М., Беляевская Л.В. Теория гидрометаллургических процессов. – М.: Металлургия, 1975. с. 107-117.

2. Шиврин Г.Н., Петрова В.А. Лабораторный практикум по теории гидрометаллургических процессов. – Красноярск, 1979. с. 29-38.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4