镓铟锡合金系列之二——镓铟锡合金的化学性质研究
火星居士2014/01/19化学 IP:山东
这是我们团队的另一位成员的研究成果,利用我的样品对galinstan的化学性质进行研究,由我代为发镓铟锡合金Galinstan化学性质研究
一、前言与简介
关于镓铟锡合金Galinstan,目前国内还没有对其性质以及用途的具体研究。对于化学性质无从查找资料。现对于自制的一批Galinstan进行研究。
本试验共分为以下几组试验:
1.合金水溶解性试验
2.合金碱溶液溶解试验
3.合金酸溶解试验
4.合金酸性盐溶液性质试验
5.合金强氧化剂试验
二、具体试验过程
1.合金水溶解性试验
1.1试验周期以及外界环境
试验周期:24小时    外界环境:温度24.5℃,湿度53%,常压
1.2试验前现象及试验过程
取合金约1g。在100mL三角瓶中进行试验。加入水之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入水至80mL刻度线。发现合金在水中略出现聚集成小球的状态。
1.3试验结果
24h后进行观察,发现合金形状没有明显变化,表面没有明显现象,质量没有减轻或增加。溶液未出现浑浊
1.4试验结论
合金不能溶解于水或与水反应。
2.合金碱溶液溶解试验
2.1试验周期以及外界环境
试验周期:48小时   外界环境:温度24.3℃,湿度55%,常压
2.2试验前现象及试验过程
吸取上一次试验的经验,本次试验加长了试验周期。依然取合金约1g,使用碱为氢氧化钠( ),浓度约为40g/L,即取约2g氢氧化钠,加水50mL配制溶液。由pH试纸测得pH为14左右。在未加入溶液前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液后,金属迅速聚集并且形成球形。(见下图)
无标题1.png
2.3试验结果
在48h后,观察试验现象。发现合金形状略有变化:由球形变得略不规则。表面没有明显现象,质量未增加或减少,溶液未出现浑浊。(见下图

无标题2.png
2.4试验结论
试验证明,合金不能与较稀的碱液进行反应或反应极弱。说明Galinstan在碱性环境中可以较稳定地存在。
3.合金酸溶解试验
3.1试验周期及外界环境
试验周期:120h    外界环境:温度23.8℃,湿度48%,常压
3.2试验前现象及试验过程
由于对于Galinstan性质的研究主要是为了探究它在实际应用中的注意事项以及应用价值。而实际环境中由于大气污染、空中的二氧化碳( )、氮氧化物( )等等原因,空气以及降水往往呈现弱酸性。所以这个试验的周期是最长的。取冰醋酸( )约5mL,加入水至80mL配成溶液。由pH试纸测得pH为2左右。取合金约1g。
在加入溶液之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液后,合金形态略有变化,有如上一个试验中聚集成小球的现象但是并不明显。此次溶解的形状更像是饼形。(见下图)
无标题3.png

3.3试验结果
在经过了漫长的试验周期后,测得pH为5左右。溶液未见浑浊。(见下图)
无标题4.png
倒掉溶液,发现瓶底有少量无色固体残留。金属表面也残留有类似的固体,质量略有减小。(见下图)
无标题5.png
3.4试验结论
由此说明,合金与稀酸发生了反应。但是反应现象并不明显。从试验周期来看,反应很缓慢,说明Galinstan在使用过程中耐酸性尚可,但仍需注意尽量避免酸性环境。
4.合金酸性盐溶液性质试验
4.1试验周期及外界环境
试验周期:48h     试验环境:23.2℃,湿度49%,常压
4.2试验前现象及试验过程
酸性盐溶液使用的是最典型的一种酸性盐:三氯化铁。它的溶液pH约为2.7(理论分析),实际为2.5(实测)。用它来模拟在酸性溶液中的环境非常合适。取七水合三氯化铁固体2g,加入水至80mL。
在加入溶液之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液之后,同样出现如上面试验中聚集成
球的状况发生。(如下图)
无标题6.png
4.3试验结果
进行试验后,将溶液倒掉,洗净金属上面残留的溶液,发现金属表面出现少量黑色残渣,金属质量没有明显变化。(见下图)

无标题7.png

4.4试验结论
这个试验说明,Galinstan能够较稳定地存在于酸性较强的溶液中。但是表面已经有一定的氧化现象。
5.合金强氧化剂试验
5.1试验周期及外界环境
试验周期:48小时    试验环境:22.8℃,湿度48%,常压
5.2试验前现象及试验过程
对于氧化剂的试验,最典型的强氧化剂就是高锰酸钾。取高锰酸钾固体痕迹量,加水至80mL配成溶液。取合金约1g。在加入溶液之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液后,合金形态无明显变化,也没有出现上面试验中聚集成小球的现象。(如下图)
无标题8.png
5.3试验结果
48h后,倒掉溶液将金属洗净,发现金属表面出现严重的黄黑色,说明金属在强氧化剂中已经严重氧化。金属较试验开始时挂壁现象更加严重。(见下图)。
无标题9.png
5.4试验结论
这个试验说明Galinstan的抗氧化性并不强。所以单纯Galinstan在空气中极易氧化而改变形状
三、实际应用注意事项
由以上五个试验,说明Galinstan具有如下特点:
1.耐酸耐碱,较耐腐蚀
2.在水中不会发生形状的改变,不溶于水
3.在较强酸性盐的环境下有轻微的氧化现象
4.抗氧化性较差,易被氧化
说明Galinstan合金在实际应用中应注意以下几点:
1.在强酸强碱环境中可以放心使用,但需要注意对强酸的防护
2.尽量避免处于较强的酸性环境下
3.注意防氧化,宜掺入少量的其他金属使用 。






+50  科创币    cccyl    2014/01/19 高质量发帖
+500  科创币    1211    2014/01/19 实验的精密性存疑。质量无变化,质量略减小,数据呢?
来自:数理化 / 化学
16
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
改装pcp
10年4个月前 IP:未同步
663803
这东西能在日常中用到吗?
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
疯狂的电容
10年4个月前 IP:未同步
663812
好高端大气!!!!!是个人做的实验还是研究课题呢??注意安全的说。顶![s:12]
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
10年4个月前 IP:未同步
663818
改装pcp 发表于 2014-1-19 14:20
这东西能在日常中用到吗?


目前的主要用途是散热器和体温计
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
10年4个月前 IP:未同步
663850
疯狂的电容 发表于 2014-1-19 14:36
好高端大气!!!!!是个人做的实验还是研究课题呢??注意安全的说。顶!


这已经很安全了。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
cccyl
10年3个月前 IP:未同步
664435
楼主的实验不严谨,三氯化铁的氧化性是很强的(看起甚至来比你的高锰酸钾还强),不能这样证明酸性盐对合金的影响
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Johnny-Wei
10年3个月前 IP:未同步
664462
实验不严谨,除了没有严格定量之外,有2个明显错误,1、2G氢氧化钠和50ML水组成的溶液浓度不是40G/L,而是38.46G/L;2、实验条件说的应该是室温跟空气湿度,但是实验是将合金完全浸没在溶液中的,所以跟室温与空气室湿度关系不大,反而应该注重溶液的温度。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
10年3个月前 IP:未同步
665827
cccyl 发表于 2014-1-21 20:24
楼主的实验不严谨,三氯化铁的氧化性是很强的(看起甚至来比你的高锰酸钾还强),不能这样证明酸性盐对合金 ...


我已经将这些问题通知给了我的成员。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
10年3个月前 IP:未同步
665828
Johnny-Wei 发表于 2014-1-21 22:02
实验不严谨,除了没有严格定量之外,有2个明显错误,1、2G氢氧化钠和50ML水组成的溶液浓度不是40G/L,而是3 ...


我们在作实验的时候没有考虑溶液体积变化,而为什么加了湿度数据我也不知道。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
fishweilai
10年3个月前 IP:未同步
670722
我有几个疑问想请教一下,谢谢!
1. 质量未增加和未减少是怎么测量的?是把溶液全部去掉之后然后测量的吗?怎么保证溶液没有残留或者合金没有被漏倒出去?
2. 结尾提到很容易被氧化,那就是说,其实你们投入溶液中的表面应该是有一层氧化层的,那它与其他物质的反应怎么样去保证是与合金的反应还是合金氧化层的反应?
3. 如果说合金对玻璃具有浸润性,那么你们的实验在玻璃容器中进行反应,是不是本身就有点欠妥呢?还是这个浸润性可以忽略?
4. 同样是浸润性的问题,你们在实验过程中是用什么容器盛放合金的?取出来的时候怎么保证壁面上没有残留呢?
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
10年3个月前 IP:未同步
670794
fishweilai 发表于 2014-2-17 10:11
我有几个疑问想请教一下,谢谢!
1. 质量未增加和未减少是怎么测量的?是把溶液全部去掉之后然后测量的吗 ...


1.这不是我本人做的实验,使我们的合作伙伴做的,我再问问他,保证给你回复。
2.反映之前挑去氧化膜,因为我们是用离心管保存的,因此每次使用之前只要挑掉最上面的那一层氧化膜即可。另外一个解决方法是将制备好的合金直接倒入煤油中保存,基本可以避免氧化问题。
3.我们买不起更好的容器,因此只能用玻璃。
4.特富龙或石英玻璃可以减轻粘连的程度,但不能完全避免。我根据国外网站和youtuble上的资料发现国外爱好者要么使用特富龙容器,要么直接使用玻璃容器。当然,氧化镓涂层是一劳永逸的解决方法。
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
Mike713
10年0个月前 IP:未同步
686920
这个实验我做过,楼主只是对实验现象进行了描述,深层次的原因并么有剖析,其次实验如上面朋友所提,太不严谨了。希望能沟通下,qq:871862046
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
thallium2012
10年0个月前 IP:未同步
687449
这东西你碰到铝合金散热器你会悲剧的
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
9年9个月前 IP:未同步
706196
thallium2012 发表于 2014-5-7 23:15
这东西你碰到铝合金散热器你会悲剧的


是的,我发现了这个问题,所以我们给出的建议是铜散热器
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
冥灵
9年9个月前 IP:未同步
707088
楼主你好~
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论
火星居士作者
9年9个月前 IP:未同步
707410
冥灵 发表于 2014-7-29 18:30
楼主你好~


膜拜供应伙伴
引用
评论
加载评论中,请稍候...
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。
折叠评论

想参与大家的讨论?现在就 登录 或者 注册

所属专业
上级专业
同级专业
火星居士
学者 笔友
文章
28
回复
845
学术分
1
2011/03/30注册,7年3个月前活动
暂无简介
主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:邮箱
IP归属地:未同步
文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
支持的图片格式:jpg, jpeg, png
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}