Post on 14-Dec-2016
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
1
Cristina ROȘU Gabriela POPIȚA
ȘTIINȚA ȘI INGINERIA MATERIALELOR
ÎNDRUMĂTOR
DE LUCRĂRI PRACTICE
ŞI DE SEMINAR
Cluj-Napoca
2014
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
2
CUPRINS
I. INTRODUCERE 3 – 7
1.1. Protecția muncii în laborator 3
II. SEMINARII 8 – 50
2.1 Legatura chimică. Calcule de % de legătură ionică din legatura
chimică, pe bază de electronegativitate (S1) 8
2.2 Rețele cristaline. Calcule de densitate teoretică pentru metale (S2) 18
2.3 Proprietățile materialelor. Calcule de elongație și duritate de tip Brinell
pentru diverse materiale (S3) 31
III. LUCRĂRI PRACTICE DE LABORATOR 51 - 137
3.1 Determinarea densităţii unui material (L1) 51
3.2 Determinarea umidităţii unui material (L2) 63
3.3 Comportarea materialelor față de apă (L3) 76
3.4 Comportarea materialelor față de acizi (L4) 91
3.5 Comportarea materialelor față de baze (L5) 105
3.6 Recuperarea metalelor nobile (cupru) din ape industriale uzate (L6) 119
IV. Elaborarea unui ESEU referitor la caracterizarea materialului primit în
cadrul lucrărilor de laborator și a comportamentului acestuia în diverse medii
de reacție studiate
138 -139
V. Bibliografie 140
VI. Anexe 141-154
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
3
I. INTRODUCERE
1.1. PROTECȚIA MUNCII ÎN LABORATOR
Pentru prevenirea accidentelor din laborator este necesară respectarea de către
studenți a unor reguli de protecție a muncii:
- la intrarea în laborator studentul trebuie să cunoască principiile care stau la
baza experimentului și modul de lucru
- purtarea halatului de protecție este obligatoriu pe toată durata lucrărilor
practice de laborator. În anumite situații se vor utiliza ochelari de protecție și
mănuși.
- lucrarea practică va fi efectuată numai după ce studentului i-au fost verificate
cunoștințele și primește acceptul conducătorului de lucrări practice de laborator
- înainte de utilizarea oricărui reactiv (substanțe), studentul va citi atent
informațiile de pe etichetă
- se lucrează cu reactivi conform referatelor de laborator
- la terminarea lucrării studentul va curăța locul de muncă, va spăla vasele de
laborator cu care a lucrat, va așeza reactivii la locul lor și va verifica dacă apa
și gazul sunt închise și dacă aparatele electrice sunt scoase din priză.
- la finalul lucrărilor studentul va prezenta cadrului didactic rezultatele obținute.
Orice accident care survine în laborator trebuie imediat adus la cunoştinţă cadrului
didactic. Acesta va aprecia gravitatea accidentului şi va stabili măsurile de prim ajutor.
Arsurile cu substanțe chimice sunt cele mai periculoase, de aceea se va evita pe
cât posibil contactul cu pielea. Tehnica de prim ajutor constă în spălarea din abundență a
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
4
locului atins de substanță și apoi se anunță conducătorul de lucrări practice. Acesta, în
funcție de natura chimică a reactivului, va aplica soluție de neutralizare: soluție de
NaHCO3 în cazul arsurilor cu acizi sau soluție 4% H3BO3 în cazul arsurilor cu baze.
Intoxicațiile sunt cauzate în special de substanțele volatile sau gazoase.
Intoxicațiile în cadrul laboratorului de Stiința și Ingineria Materialelor pot fi cauzate de
inhalarea de vapori de acizi (HCl, H2SO4).
La dizolvarea acidului sulfuric concentrat se toarnă întotdeauna acidul în apă.
Acidul azotic concentrat se va manipula numai sub nişă. Se evită prelingerea
acidului azotic şi a acidului sulfuric. Aceşti acizi îngreunează respiraţia prin vaporii pe
care îi degajă. În aceste cazuri se administrează inhalații cu NaHCO3, după care
studentul intoxicat va fi scos la aer proaspăt.
Pentru evitarea acestor situații se va lucra obligatoriu la nișă.
În continuare vor fi prezentate substanțele chimice din laboratoarele de Știința și
Ingineria Mediului, tipurile de evenimente ce pot apărea în timpul desfășurării
activităților de laborator, manevrarea și manipularea anumitor substanțe, tipuri de
accidente care pot surveni.
Nu se va gusta niciun fel de substanţă de laborator şi nu se vor folosi vasele de
laborator pentru mâncat sau băut.
În laborator nu se mănâncă, nu se bea și nu se fumează!!
Pentru a mirosi o substanţă, gazul sau vaporii săi trebuie apropiaţi de persoana
respectivă prin mişcarea mâinii, cu foarte mare precauţie, fără ca să se plece capul
asupra vasului respectiv.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
5
Substanţele chimice din laboratorul de Știința și Ingineria Mediului (sala E.2.5)
sunt în general substanțe de natură anorganică, dar pot fi întâlnite și câteva substanțe
chimice de natură organică.
Substanţe anorganice :
Acidul clorhidric (HCl )- poate duce la intoxicaţii ce constau în iritarea puternică a
căilor respiratorii. Asupra pielii are acţiune corozivă şi iritantă. În cazuri de intoxicaţii
cronice acidul clorhidric provoacă dureri de cap, insomnii, distrugerea smalţului care
acoperă dinţii.
Acidul sulfuric (H2SO4) - este un coroziv foarte puternic și acţionează asupra pielii.
Ceaţa sau fumul de H2SO4 este iritantă pentru ochi și chiar sufocantă pentru căile
respiratorii superioare.
Compuşii cu Na şi K
Soda caustică (NaOH) şi potasa caustică (KOH) sunt iritante puternice ale pielii şi ale
mucoaselor provocând arsuri adânci care se vindecă greu.
Sulfatul de cupru (CuSO4)
Sulfatul de cupru (CuSO4) este nociv dacă este ingerat, astfel provoacă spasme, crampe,
diaree vărsături, colaps, sau chiar moarte. De asemenea provoacă iritații ale pielii și
iritări grave ale ochilor (conjunctivite, risc de opacizare a corneei).
Substanţe organice
Alcoolii
Alcoolul metilic este cel mai toxic, pătrunde în organism prin plămâni şi piele.
Intoxicaţia are acţiune narcotică, vatămă funcţiunile intestinale şi urinare şi provoacă
tulburări grave ale vederii şi moartea. În intoxicaţiile cronice sunt afectate căile
respiratorii şi sistemul nervos .
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
6
Alte tipuri de evenimente ce pot apărea în timpul desfășurării activităților de
laborator
Inflamarea
Se produce în urma creşterii locale a temperaturii datorită unei surse exterioare de
căldură. scânteie, flacără.
Aprinderea
Este un fenomen care are în cazul în care o substanţă combustibilă este în contact cu o
flacără.
Autoaprinderea
În cazul substanţelor combustibile, constă în aprinderea prin ridicarea temperaturii fără
contactul substanţei cu o flacără. Substanţele care se autoaprind sunt: acetona, acidul
acetic, acidul oleic, alcoolul etilic, alcoolul metilic, benzenul, benzina, eterul etilic, etil –
benzenul, glicerina, nitrobenzenul, xilenul, toluenul, alcoolul amilic.
Explozia
Este un proces în care se produce brusc o cantitate mare de gaze sau vapori însoţită de o
degajare bruscă de energie.
Amestecurile explosive au o limită de explozie inferioară şi una superioară. Limitele
se exprimă în procente sau în g/m3, în raport cu volumul aerului cu care se formează
amestecul exploziv şi numai între aceste limite amestecul poate fi exploziv .
Limita inferioară = cantitatea minimă de substanţă care formează cu aerul un
amestec exploziv .
Limita superioară = cantitatea maximă de substanţă ce formează cu aerul un
amestec exploziv.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
7
Manevrarea substanţelor inflamabile, combustibile şi explozive
Nu trebuie să se ţină alături sticle şi vase ale căror conţinut dă naştere la reacţii
violente sau la degajări de vapori toxici sau inflamabili, explozivi.
Dacă din întâmplare se varsă o cantitate oarecare de lichid inflamabil se sting
toate lămpile, se întrerupe încălzitul electric, se închid uşile şi se deschid ferestrele.
Lichidul vărsat se va şterge cu o cârpă din care se stoarce lichidul într-un balon cu dop.
Se va întrerupe aerisirea numai după dispariţia completă a vaporilor lichidului vărsat .
În cazul aprinderii unui lichid inflamabil trebuie să se procedeze astfel: se stinge
becul și se acoperă flacăra cu o pătură sau nisip. În paralel cu acestea se scot toate vasele
cu substanţe periculoase şi inflamabile. Alcoolul şi alte substanţe inflamabile solubile în
apă se pot stinge cu stingătoarele cu spumă chimică de CO2 sau CCl4. Dacă se aprinde
îmbrăcămintea, să nu se alerge, focul se stinge prin învelire cu pături şi studentul ars se
aşează sub duş.
Manipularea sticlăriei
Vasele care prezintă crăpături sau zgârieturi nu se vor folosi decât pentru operaţii
nepericuloase.
In caz de accident în laborator studentul (sau colegul celui accidentat) este obligat
sa anunțe imediat cadrul didactic, iar acesta să ia măsurile necesare.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
8
II. SEMINARII
Rezolvarea problemelor conţinute în această secțiune presupune participarea la
cursul de Ştiinţa şi Ingineria Materialelor și înțelegerea acestuia.
2.1. Legătura chimică - calcule de % de legătură ionică pe bază de
electronegativitate ( S1 )
În reacțiile chimice atomii elementelor tind să-și realizeze pe ultimul strat
structura stabilă a gazului rar cel mai apropiat, ca urmare se produc interacții prin
intermediul electronilor, iar intre atomi se formează legături chimice.
Legăturile chimice se realizează:
prin cedare sau acceptare de electroni legături ionice,
prin punerea în comun a unuia sau a mai multor electroni legături covalente,
prin donare-acceptare a unei perechi de electroni legături coordinative.
prin punerea în comun a unor electroni liberi legături metalice
Electronii care participă la realizarea legăturilor chimice sunt cei de pe ultimul strat și se
numesc electroni de valenţă.
Cele mai importante tipuri de legături chimice sunt:
legatura ionică (electrovalența) formată în urma unui transfer de electroni
(cedare-acceptare) și realizată între ioni ( cationi ↔ anioni ).
legatura covalentă (covalența) formată prin punerea în comun de electroni și se
realizează între atomi. Ea se notează convențional astfel :
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
9
A – B, dacă legătura este simplă prin punere în comun a unei perechi de electroni
A = B, dacă legatura este dublă prin punere în comun a două perechi de electroni
A ≡ B, dacă legatura este triplă prin punere în comun de trei perechi de electroni.
Perechile de electroni care rămân proprii atomilor se numesc perechi neparticipante
la legătura chimică, influențând geometria moleculei și proprietățile chimice ale
acesteia.
legătura coordinativă este formată prin donare-acceptare de perechi de electroni
și se întâlnește în toți compușii coordinativi (complecși), notați prescurtat MLn,
unde M este ionul/atomul central acceptor de perechi de electroni, L este ligandul
donor de perechi de electroni, iar n este numărul de coordinare (notat și NC, uzual
4 și 6).
legătura metalică, (după L. Pauling) este o legătură covalentă delocalizată pe
direcțiile în care se află atomii în rețeaua cristalină.
Electronegativitatea, este o caracteristică a legăturii chimice și (după L. Pauling) se
poate defini ca fiind abilitatea unui atom de a atrage un electron.
Linus Pauling (laureat al premiului Nobel în chimie în 1954 și 1962) a introdus scala
electronegativității relative, unde cel mai electronegativ element este fluorul (X F = 4,1)
și cel mai puțin electronegativ element este franciu (XFr = 0,9). La gazele nobile nu s-a
putut determina aceasta proprietate.
Polaritatea legăturii covalente este determinată de diferența de
electronegativitate a atomilor care formează legătura. Astfel la valori mici ale diferenței
de electronegativitate se spune că legatura covalentă este nepolară.
Prin diferența de electronegativitate se poate calcula și procentul de legătură ionică
dintr-un compus chimic format din două elemente, utilizând următoarea formulă:
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
10
% 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑔ă𝑡𝑢𝑟ă 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑐ă = 1 − 𝑒−1 4 ∙ (𝑋𝐴−𝑋𝐵 )2 ∙ 100
unde:
XA și XB sunt electronegativitățile celor două elemente chimice (se găsesc în Anexa 3)
en este o funcție matematică (baza ln) și se extrage din tabele matematice, valoarea
pentru e = 2,718282
Exemplu:
Să se calculeze procentul de legătură ionică din următorii compuși: CsF (fluorură de
cesiu) și CsCl (clorură de cesiu). Să se interpreteze rezultatele.
Rezolvare:
Din Anexa 3 se iau valorile electronegativitatilor : XCs=0,7; XCl=3,0; XF=4,0
% 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑔ă𝑡𝑢𝑟ă 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑐ă 𝐶𝑠𝐹 = 1 − 𝑒−1 4 ∙ (4−0,7)2 ∙ 100 = 93,43 %
% 𝑑𝑒 𝑙𝑒𝑔ă𝑡𝑢𝑟ă 𝑖𝑜𝑛𝑖𝑐ă 𝐶𝑠𝐶𝑙 = 1 − 𝑒−1 4 ∙ (3−0,7)2 ∙ 100 = 73,35 %
Interpretare: Din rezultatele obținute rezultă că procentul de legătură ionică este mai
mare în fluorura de cesiu decât în clorura de cesiu, ceea ce înseamnă că CsF este un
compus mai ionic decât CsCl. Datorită faptului că procentul de legătură ionică în CsF
este foarte mare și apropiat de 100% putem deduce că este unul dintre cei mai ionici
compuși.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
11
Teme seminar 1 - T1
101. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: HgSe și HgS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
102. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: BaO și BaS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
103. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CaS și MnS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
104. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: MnO și MnS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
105. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CaO și BeO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
106. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NaF și NaBr.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
12
c) comentați rezultatele obținute.
107. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: ZnS și PbS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
108. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: AgCl și AgF.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
109. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CaSe și ZnSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
110. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: BeS și BeO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
111. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NiS și CaS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
112. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NiSe și CuSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
13
113. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CuS și CuO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
114. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CdS și CdO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
115. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NaF și KF.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
116. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: ZnO și CaO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
117. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: MgS și CaS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
118. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: LiF și NaF.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
14
119. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: MgO și ZnO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
120. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CaS și CaO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
121. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NaCl și KCl.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
122. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: LiF și LiCl.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
123. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: PbS și CdS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
124. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CuO și HgS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
125. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: BaO și CdS.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
15
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
126. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NiS și AgF.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
127. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: ZnS și BeS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
128. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CaSe și CuSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
129. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: NaBr și KF.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
130. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: BaS și CuS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
131. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: HgO și MgS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
16
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
132. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: GaSe și PbO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
133. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CdSe și MgS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
134. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: KBr și HgO.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
135. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: MgS și HgS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
136. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: HgSe și GaSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
137. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CdTe și CuSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
17
c) comentați rezultatele obținute.
138. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: CaSe și CdSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
139. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: GaSe și MgS.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
140. Intr-un laborator de cercetare se studiază două materiale: KCl și GaSe.
a) caracterizați (pe scurt) cele două materiale.
b) calculați procentul de legatură ionică pentru cele două materiale.
c) comentați rezultatele obținute.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
18
2.2. Rețele cristaline - calcule de densitate teoretică pentru metale (S2)
Solidele cristaline se deosebesc între ele prin forma geometrică după care se
aranjează particulele în cristal. Locul ocupat de o particulă se numeste nod. Numărul
minim de noduri care reproduce forma geometrică după care se aranjează particulele în
cristal se numeste poliedru elementar (celula elementară).
Structura unei substanțe solide cristaline are la bază o celulă elementară, care se
repeta de n ori. Aranjarea atomilor, ionilor sau moleculelor este descrisă de o mulțime
de puncte numita rețea. Pentru caracterizarea formei poliedrului elementar, se folosesc
trei categorii de elemente de simetrie:
- fețele plane: care mărginesc poliedrul;
- muchiile: se formează la întretăierea fețelor;
- colțurile: se formează la întretăierea muchiilor;
Repetarea regulată în spațiu a acestor elemente ale formei poliedrice poartă numele de
simetria cristalului. Conform principiilor geometriei (A.J. Bravais) sunt posibile 32 de
combinații ale elementelor de simetrie în 7 sisteme cristalografice.
Două combinații din sistemul cristalografic cubic și anume: cub cu fețe centrate (C.F.C)
și cub centrat intern (C.C.I) vor fi utilizate în rezolvarea problemelor.
CUB CU FEȚE CENTRATE (C.F.C.)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
19
CUB CENTRAT INTERN (C.C.I.)
Exemplu:
1. Să se calculeze densitatea teoretică a aluminiului știind că celula sa elementară are
formă de cub cu fețe centrate (C.F.C).
Rezolvare:
Densitatea teoretică a Al se calculează cu formula:
𝜌 = 𝑛 ∙ 𝐴
𝑉𝑐 ∙ 𝑁𝐴
unde: n = numărul de atomi /celulă; n = 4
A= numărul de masă (g/mol) (AAl=27 g/mol)
NA = numărul lui Avogadro (NA = 6,023·1023
atomi/mol)
Ratomică Al = 0,143 nm (se utilizează în cm, iar în acest scop se efectuează transformările
corespunzătoare)
Vc = a3 (cm
3 )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
20
unde: Vc = volumul (cm3/celulă); a = latura cubului și se calculează în funcție de R din
figura de mai sus, aplicând teorema lui Pitagora în triunghiuri dreptunghice.
În urma efectuării calculelor, densitatea teoretică a Al este următoarea:
Densitatea teoretică a Al este 2,7099 g/cm3.
2. Să se calculeze densitatea teoretică a litiului (Li) știind că celula sa elementară are
formă de cub centrat intern (C.C.I.)
Rezolvare: Densitatea teoretică a Li se calculează cu formula:
𝜌 = 𝑛 ∙ 𝐴
𝑉𝑐 ∙ 𝑁𝐴
unde:
n = numărul de atomi /celulă; n = 2
A= numărul de masă (g/mol) (ALi=7 g/mol)
NA = numărul lui Avogadro (NA = 6,023 1023
atomi/mol)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
21
Ratomică Li = 0,152 nm (se utilizează în cm, iar în acest scop se efectuează transformările
corespunzătoare)
Vc = a3 ( cm
3 )
unde: Vc = volumul (cm3/celulă);
a = latura cubului și se calculează în funcție de R din figura de mai sus, aplicând
teorema lui Pitagora în triunghiuri dreptunghice.
În urma efectuării calculelor, densitatea teoretică a litiului este 0,537 g/cm3.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
22
Teme seminar 2 ( T2 )
201. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
CROMUL (raza atomică Cr =0,128 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în reteaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (din ce tip de categorie de material metalic face
parte).
202. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
STRONȚIUL (raza atomică Sr = 0,215 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
203. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume AURUL
(raza atomică Au = 0,144 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
23
204. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
VANADIUL (raza atomică V= 0,134 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizeaza
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
205. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume LITIUL
(raza atomică Li = 0,152 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
206. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
CALCIU (raza atomică Ca = 0,197 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
207. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
PLUMBUL (raza atomică Pb = 0,146 nm).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
24
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
208. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
NICHELUL (raza atomică Ni = 0,124 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
209. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
ARGINT (raza atomică Ag = 0,144 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
210. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
PALADIUL (raza atomică Pd = 0,137 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
25
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
211. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume SODIUL
(raza atomică Na = 0,186 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
212. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume FIERUL
(raza atomică Fe = 0,126 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizeaza
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
213. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
MOLIBDENUL (raza atomică Mo = 0,139 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
214. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
WOLFRAMUL (raza atomică W = 0,139 nm)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
26
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
215. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
NIOBIUL (raza atomică Nb = 0,146 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICA a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
216. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume BARIUL
(raza atomică Ba = 0,222 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în reteaua cubica centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
217. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
RUBIDIUL (raza atomică Rb = 0,248 nm)
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
27
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
218. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
RHODIUL (raza atomică Rh = 0,134 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
219. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume IRIDIUL
(raza atomică Ir = 0,136 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
220. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
PLATINA (raza atomică Pt = 0,138 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
221. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
CESIUL; (raza atomică Cs = 0,265 nm).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
28
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
222. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume TANTAL
(raza atomică Ta = 0,146 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
223. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
ALUMINIUL (raza atomică Al = 0,143 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
224. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
YTERBIU (raza atomică Yb = 0,240 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
29
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
225. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
POTASIU (raza atomică K = 0,227 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
226. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume CUPRU
(raza atomică Cu = 0,128 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică cu fețe centrate (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
227. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume CERIU
(raza atomică Ce = 0,270 nm).
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CFC).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
228. Intr-un laborator de cercetare se studiază densitatea materialelor și anume
EUROPIU (raza atomică Eu = 0,256 nm).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
30
a) caracterizați (pe scurt) acest material.
b) calculați densitatea TEORETICĂ a acestui material, știind că el cristalizează
în rețeaua cubică centrată intern (CCI).
c) comentați rezultatul obținut (în ce tip de categorie de material metalic face
parte).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
31
2.3. Proprietățile materialelor. Calcule de elongație și duritate de tip
Brinell pentru diverse materiale ( S3 )
Proprietățile mecanice caracterizează răspunsul unor eșantioane de material cu
forme și dimensiuni standardizate (epruvete) la solicitările simple. Unei proprietăți
mecanice îi este asociată întotdeauna o valoare numerică.
Deformația (ε) sau elongația se definește ca raportul dintre diferența (l-l0) și l0
conform relației: ε = ( l – l0 ) / l0 și se măsoară în m/m; uneori, în industrie, se folosește
și termenul de deformație procentuală sau procentaj de alungire, care se calculează
astfel:
% ε = ε x 100 = % alungire
Exemplu:
O probă de aluminiu pur se alungește de la 50 cm la 66,25 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
Rezolvare:
ε = (l-l0) / l0 = (66,25-50,00)x10-2
/ (50 x10-2
) = 0,325
% alungire = 0,325 x 100 = 32,5 %
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
32
Teme seminar 3 – T3e
Calculul elongaţiei şi a procentului de alungire a unui material
301. O probă de metal pur se alungește de la 55 cm la 70,23 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
302. O probă de metal pur se alungește de la 20 cm la 22,33 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
303. O probă de metal pur se alungește de la 19,85 cm la 26,98 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
304. O probă de metal pur se alungește de la 15,89 cm la 28,34 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
305. O probă de metal pur se alungește de la 68,74 cm la 70,21 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
306. O probă de metal pur se alungește de la 46,87 cm la 53,74 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
307. O probă de metal pur se alungește de la 38,98 cm la 45,65 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
308. O probă de metal pur se alungește de la 64,66 cm la 73,84 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
309. O probă de metal pur se alungește de la 59 cm la 61,89 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
310. O probă de metal pur se alungește de la 79,68 cm la 85,26 cm. Calculați deformația
(elongația) și % de alungire.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
33
Duritatea materialelor după Brinell
Duritatea poate fi definită prin rezistența opusă de către material asupra acțiunii de
pătrundere a unui corp mai dur din exterior. Materialele solide cristaline cu rețea
atomică, datorită legăturilor covalente au duritate mare. Cristalele ionice și metalele sunt
mai puțin dure, iar materialele cu rețele moleculare au duritate foarte mică, ca urmare a
legăturilor fizice slabe între molecule.
Duritatea materialelor este evaluată cu ajutorul unor scări de duritate, dintre care
cea mai utilizată este scara Moh’s – criteriul zgârierii (etalonată de la 1 la 10, fiecărui
grad de duritate îi corespunde un mineral etalon).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
talc gips calcit fluorit apatit ortoclas cuarț topaz corindon diamant
Duritatea unor materiale pe scara lui Moh’s
Metoda Brinell pentru calculul durității materialelor:
Se determină duritatea (HB) făcând raportul între sarcina aplicată (F) un anumit timp și
suprafața calotei sferice (S) a urmei remanente după îndepărtarea penetratorului;
HB = F/S [daN/mm3]
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
34
În cazul în care forța se măsoară în kgf (kilogram-forță), formula de calcul pentru
duritate este următoarea:
𝐵𝐻𝑁 = 2 ∙ 𝐹
𝜋𝐷 ∙ (𝐷 − 𝐷2 − 𝑑2)
Dacă forța se măsoară în N (Newton), formula de calcul pentru duritate este următoarea:
𝐻𝐵 = 0,102 ∙2 ∙ 𝐹
𝜋𝐷 ∙ (𝐷 − 𝐷2 − 𝑑2)
unde:
D este diametrul bilei de oțel (mm); în cazul experimentelor de laborator echipamentul
cu bila de oțel este standard iar diametrul bilei este de 10 mm;
d este urma lăsată de bila de oțel (mm)
π este o constantă matematică (3,14)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
35
Exemplu:
Calculați duritatea prin metoda Brinell pentru Aluminiu, știind că s-a utilizat un
echipament cu bilă de oțel cu diametru de 10 mm și care lasă o urmă de 8 mm. Asupra
bilei se acționează cu o forță de 9,25 KN.
𝐻𝐵 = 0,102 ∙2 ∙ 𝐹
𝜋𝐷 ∙ (𝐷 − 𝐷2 − 𝑑2)=
2 ∙ 9250
𝜋 ∙ 10 ∙ (10 − 102 − 82= 15
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
36
Teme laborator 3 – T3d
Calcule de elongație și duritate de tip Brinell pentru diverse
materiale
301. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 500 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 4,9 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
302. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1000 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 9,8 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
37
303. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2000 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 19,6 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
304. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2500 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6,5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 24,51 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
305. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 600 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 5,88 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
38
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
306. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1200 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 15,7 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
307. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1800 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 28,4 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
308. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2200 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
39
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 25,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
309. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1600 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 26,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
310. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2900 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8,5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 20,4 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
311. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
40
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1300 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 23,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
312. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1900 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 26,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
313. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2000 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 23,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
41
314. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2400 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 11,3 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
315. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2200 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 17,65 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
316. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 800 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 7,8 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
42
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
317. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2400 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 23,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
318. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2500 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6,5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 29,4 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
319. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2900 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
43
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 24,5 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 6,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
320. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1200 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 15,7 kN timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
321. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1350 kgf timp de 7
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 18,3 kN timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
322. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
44
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1 kN timp de 4 secunde
și se obține un diametru interior de 5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 15,7 kN timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
323. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 17,3 kN timp de 8
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 20,4 kN timp de 3
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
324. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 895 kgf timp de 12
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 8,3 kN timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
45
325. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 15,63 kN timp de 7
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 1,839 kN timp de 10
secunde și se obține un diametru interior de 3,3 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
326. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 2,5 kN timp de 2
secunde și se obține un diametru interior de 5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 18,3 kN timp de
6 secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
327. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 19 kN timp de 4
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 12,7 kN timp de
6 secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
46
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
328. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 17,86 kN timp de 4
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 15,40 kN timp de 3
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
329. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 12 kgf timp de 4
secunde și se obține un diametru interior de 5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 15 kgf timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
330. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 17,3 kgf timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
47
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 11,7 kgf timp de
10 secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
331. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 43,3 kgf timp de 6 secunde
și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 15,28 kgf timp de 10
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
332. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 29,38 kgf timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 4 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 35,69 kgf timp de
10 secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
333. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
48
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 13,33 kgf timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 10,06 kgf timp de
6 secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
334. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 19,23 N timp de 6
secunde și se obține un diametru interior de 4,5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 28,97 kgf timp de
5 secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
335. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 62,3 N timp de 7
secunde și se obține un diametru interior de 5 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 75,7 kgf timp de 5
secunde și se obține un diametru interior de 4,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
49
336. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 25 kgf timp de 9
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 21,7 kgf timp de 4
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
337. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 45,3 kgf timp de 8
secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 26,9 kgf timp de
5,5 secunde și se obține un diametru interior de 4,5 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
338. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 31,3 kgf timp de 7
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 22,8 kgf timp de
11 secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
50
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
339. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 50,3 N timp de 9
secunde și se obține un diametru interior de 8 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 45,7 N timp de 12
secunde și se obține un diametru interior de 9 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
340. Intr-un laborator de cercetare se studiază duritatea materialelor prin metoda
Brinell (BHN) și anume se fac determinări experimentale pe două eșantioane de
material, astfel:
a) pe un eșantion de material se acționează cu o forță de 1,653 kN timp de 7
secunde și se obține un diametru interior de 7 mm.
b) pe celălalt eșantion de material se acționează cu o forță de 2,247 kN timp de
9 secunde și se obține un diametru interior de 6 mm.
c) cele două eșantioane sunt din același tip de material sau nu? Argumentați
răspunsul.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
51
LUCRĂRI PRACTICE DE LABORATOR
4. 1. Determinarea densităţii unui material ( L1 )
CONSIDERAȚII TEORETICE
Densitatea este una dintre cele mai importante proprietăți fizice ale unui material. Ea se
definește prin raportul dintre masa materialului și volumul materialului, astfel:
ρ=m / V (g/cm3) sau (kg/m
3) ( ec.1 )
unde : m – masa materialului ( g sau kg )
V – volumul materialului ( cm3 sau m
3 )
Densitatea este utilă în clasificarea materialelor: materiale ușoare, medii și grele.
In laborator, fiecare student din echipa de lucru (2-3 studenti / echipa) va determina
INDIVIDUAL densitatea unui material necunoscut.
Principiul metodei : metoda lui Arhimede.
Se aplică legea lui Arhimede, care spune că volumul unui corp este egal cu volumul de
lichid dezlocuit de acel corp. Volumul lichidului se măsoară în acest caz cu ajutorul unui
cilindru gradat. Masa se determină prin cântărire (balanța tehnică cu două zecimale).
OBIECTIVELE LUCRĂRII PRACTICE:
1. Determinarea densităţii unui material solid;
2. Precizie și acuratețe calculul erorilor
3. Completarea Fișei de laborator (FL1 ) – date experimentale și prelucrarea lor
4. Rezolvarea a două probleme
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
52
Materiale și aparate:
Balanță tehnică de precizie ( două zecimale) model KERN-400
Balanță tehnică (o zecimală) model : ………………………
Material necunoscut, cod material : .....……………………..
Cilindru gradat de 100 cm3 sau 50 cm
3
Apa distilată
Pisetă
MOD DE LUCRU:
Se deschide balanța tehnică cu două zecimale model KERN-400;
Se așează pe talerul balanței cilindrul gradat; se cântărește și se notează masa lui cu
m1 (vezi fișa de lucru);
Materialul necunoscut se introduce în cilindrul gradat si se cântăresc împreună; se
notează masa lor cu m2 (vezi fișa de lucru);
Cilindrul gradat ce conține materialul, se umple cu apă distilată:
- până la gradația de 60 mL (cm3) (dacă se utilizează cilindrul gradat de 100 cm
3),
sau
- până la gradația de 40 mL (cm3) (dacă se utilizează cilindrul gradat de 50 cm
3)
Apoi cilindrul ce conține materialul și volumul ales de apă distilată se cântarește și se
notează masa lor cu m3 (este IMPORTANT ca apa distilată să acopere cu cel puțin 1
cm în sus materialul);
După efectuarea cântăririlor se închide balanța tehnică;
Se calculează densitatea materialului cu ajutorul ecuației 1.
Se repetă procedura de lucru utilizând balanța tehnică cu o zecimală, model
………..…...............................
Se calculează densitatea materialului cu ajutorul ecuației 1
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
53
Se compară cele două valori obținute
Notă: Fiecare student va efectua INDIVIDUAL determinarea densității doar cu
ajutorul unuia dintre cilindrii gradați (50 mL sau 100 mL) – în funcție de forma
geometrică a materialului necunoscut.
PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE:
Se calculează masa materialului astfel : mmaterial = m2 – m1
Apoi se calculează masa apei cu formula : mapa = m3 - m2
Volumul de apă se calculează apoi cunoscând densitatea apei ρapă = 1 g/cm3
Vapa = mapa×ρapă
Volumul de material se calculează astfel : Vmaterial = 60 cm3 - Vapă sau
Vmaterial = 40 cm3 - Vapă
Densitatea materialului se calculează apoi conform ecuației 1.
ρmaterial = mmaterial / Vmaterial (g/cm3) sau (kg/m
3)
Rezultatele obținute se notează în Tabelul 1.
Tabel 1: Determinarea densităţii unui material
Tip
balanță
m1
(g)
m2
(g)
m3
(g)
mmaterial
(g)
Vapă
mL(cm3)
Vmaterial
mL(cm3)
ρmaterial
(g/cm3)
2 zecimale
1 zecimală
Se primesc ca și temă două probleme spre rezolvare.
Notă: FL1 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite).
Calculele pentru lucrarea practică și rezolvarea celor două probleme se efectuează
pe o foaie separată ce se va preda împreună cu fișa de laborator.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
54
FIȘA DE LABORATOR 1 ( FL1 )
Determinarea densităţii unui material
Data:
Nume și prenume student:_______________________________________________
Densitatea unui solid NECUNOSCUT cod material……………………………....
Material necunoscut primit: ……………………………................................................
A B
(balanță cu două
zecimale)
(balanță cu
o zecimală)
1. Masa cilindrului gradat (m1) g
2. Masa cilindru gradat cu material (m2) g
3. Masa cilindru gradat cu material și apă (m3) g
4. Masa material (mmaterial) g
5. Masa apă (mapă) g
6. Volumul de apă (Vapă) cm3
7. Volumul de material (Vmaterial) cm3
8. Densitatea materialului (ρ) g/cm3
CONCLUZII:……………………………………………………………………….........
……………………………………………………………………………... ( 7 puncte )
Rezolvați cele două probleme primite ( 3 puncte )
Nota FL1 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite)
(problema cu complexitate ușoară - 1 punct; problema cu complexitate medie - 2 puncte)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
55
Teme pentru lucrarea 1
1. O bucată de metal cântărește 44,86 g. Când metalul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 28,5 mL.
Calculați densitatea metalului.
2.O bucată de metal cântărește 11,41 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 25 mL care este plin cu 15 mL apă distilată, nivelul se ridică la 19,4 mL.
Calculați densitatea metalului.
3. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 9,6 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 10 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
4. Care dintre cele două mărimi implicate în calculul densității unui solid este mai
imprecisă: masa sau volumul? Explicați.
5. Un material cântăreste 49,28 g. Cand material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 55,71 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 9,1 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
6. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 4,9 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 5 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
7. O bucată de material cântărește 14,45 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 26,7 mL.
Calculați densitatea materialului.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
56
8. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 20,3 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 20 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
9. O bucată de material cântărește 21,32 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 27,3 mL.
Calculati densitatea materialului.
10. Un material cântărește 29,26 g. Când materialul este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 53,4 mL.
Calculați densitatea materialului.
11. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 5,1 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 5 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
12. O bucată de metal cântărește 32,56 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 38,56 mL.
Calculați densitatea metalului.
13. Un student în timpul determinarii densității unui material umple cilindrul gradat
cu 18,5 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 18,3 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
14. Un material cântăreste 12,56 g. Cand material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 55,36 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 3,1 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
15. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 6,8 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 7 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
57
16. O bucată de material cântărește 19,45 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 29,9 mL.
Calculați densitatea materialului.
17. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 30,6 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 30 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
18. O bucată de material cântărește 34,32 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 47,4 mL.
Calculati densitatea materialului.
19. Un material cântărește 59,28 g. Când materialul este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 73,6 mL.
Calculați densitatea materialului.
20. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 7,2 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 7 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
21. O bucată de metal cântărește 44,56 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 48,59 mL.
Calculați densitatea metalului.
22. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 9,9 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 10,2 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
23. Un material cântăreste 43,88 g. Când material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 56,91 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 8,9 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
58
24. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 6,82 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 6,62 g. Cum
va afecta precizia determinării densității? Explicați.
25. O bucată de material cântărește 24,55 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 28,75
mL. Calculați densitatea materialului.
26. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 10,3 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 10,1 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
27. O bucată de material cântărește 51,62 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 57,32
mL. Calculați densitatea materialului.
28. Un material cântărește 39,26 g. Când materialul este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 54,4 mL.
Calculați densitatea materialului.
29. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 6,1 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 6 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
30. O bucată de metal cântărește 64,76 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 88,5 mL.
Calculați densitatea metalului.
31. Un student în timpul determinarii densității unui material umple cilindrul gradat
cu 8,3 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 8 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
59
32. Un material cântăreste 39,26 g. Cand material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 75,76 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 2,78 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
33. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 3,9 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 4 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
34. O bucată de material cântărește 28,95 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 36,78
mL. Calculați densitatea materialului.
35. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 5,3 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 5 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
36. O bucată de material cântărește 28,82 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 37,3 mL.
Calculati densitatea materialului.
37. Un material cântărește 32,25 g. Când materialul este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 58,9 mL.
Calculați densitatea materialului.
38. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 11,11 mL de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 11 mL.
Cum va afecta precizia determinării densității? Explicați.
39. O bucată de metal cântărește 64,86 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 100 mL care este plin cu 15 mL apă distilată, nivelul se ridică la 48,5 mL.
Calculați densitatea metalului.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
60
40. Un student în timpul determinarii densității unui material umple cilindrul gradat
cu 8,6 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 9 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
41. Un material cântăreste 59,23 g. Cand material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 65,51 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 3,9 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
42. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 7,59 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 7,68 g. Cum
va afecta precizia determinării densității? Explicați.
43. O bucată de material cântărește 44,45 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 49,7 mL.
Calculați densitatea materialului.
44. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 15,3 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 15 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
45. O bucată de material cântărește 26,42 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 30,3 mL.
Calculati densitatea materialului.
46. Un material cântărește 35,2 g. Când materialul este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 65,4 mL.
Calculați densitatea materialului.
47. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 8,2 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 8 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
61
48. O bucată de metal cântărește 32,6 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 42,5 mL.
Calculați densitatea metalului.
49. Un student în timpul determinarii densității unui material umple cilindrul gradat
cu 3,6 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 3 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
50. Un material cântăreste 69,28 g. Cand material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 75,8 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 2,7 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
51. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 9,9 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 10 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
52. O bucată de material cântărește 27,3 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 48,7 mL.
Calculați densitatea materialului.
53. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 6,3 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 6 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
54. O bucată de material cântărește 9,4 g. Când materialul este imersat în cilindrul
gradat de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 25,6 mL.
Calculati densitatea materialului.
55. Un material cântărește 31,3 g. Când materialul este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 63,6 mL.
Calculați densitatea materialului.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
62
56. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 15,2 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 15 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
57. O bucată de metal cântărește 14,85 g. Când metalul este imersat în cilindrul gradat
de 50 mL care este plin cu 25 mL apă distilată, nivelul se ridică la 42,4 mL.
Calculați densitatea metalului.
58. Un student în timpul determinarii densității unui material umple cilindrul gradat
cu 6,2 mL de apă distilată, dar notează în caietul de laborator 6 mL. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
59. Un material cântăreste 68,3 g. Cand material este imersat în cilindrul gradat de
100 mL care este plin cu 50 mL apă distilată, nivelul se ridică la 73,9 mL.
Calculați densitatea materialului (dacă materialul este cunoscut și densitatea lui
teoretică este 9,3 g/cm3 care este eroarea determinării experimentale?).
60. Un student în timpul determinării densității unui material umple cilindrul gradat
cu 8,9 g de material necunoscut, dar notează în caietul de laborator 8 g. Cum va
afecta precizia determinării densității? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
63
3.2. Determinarea umidităţii unui material (termobalanță) (L2)
CONSIDERAȚII TEORETICE
Umiditatea este una dintre cele mai importante proprietăți fizice ale unui material. Ea se
definește prin raportul dintre diferența de masă a materialului după o încălzire la o
temperatură de aprox. 1000C și masa inițială a materialului, astfel:
U(%) = [(minițial – mfinal) / minițial] x 100 (Ec. 2)
unde : mi – masa inițială a materialului (la temperatura camerei)
mf – masa finală a materialului (după o încălzire la aprox. 1000C)
Umiditatea este utilă în clasificarea materialelor sau pentru stabilirea condițiilor optime
de stocare (deoarece apa reținută de un material poate să-l deterioreze):
Exemple : zahărul tos trebuie sa aibă o umiditate maximă de 0,15%
lemnul pentru construcții trebuie sa aibă o umiditate maximă de 20%
cafeaua boabe trebuie sa aibă o umiditate maximă de 1%.
In laborator, fiecare student din echipa de lucru va determina umiditatea unui material
necunoscut utilizând termobalanța model DENVER.
Principiul metodei: materialul necunoscut se usucă la o temperatură cunoscută și cu o
viteză de încălzire aleasă până la masă constantă şi apoi se cântăreşte. Diferenţa de masă
obţinută înainte şi după uscare, reprezintă umiditatea care se exprimă procentual.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
64
OBIECTIVELE LUCRĂRII PRACTICE:
1. Determinarea umidităţii unui material solid utilizând termobalanța;
2. Precizie și acuratețe calculul erorilor
3. Completarea Fișei de laborator (FL2 )
4. Rezolvarea a două probleme primite spre rezolvare
Materiale și aparate:
Termobalanța de precizie (trei zecimale) model DENVER
Mojar și pistil (facultativ)
Material necunoscut (aprox. 3 g)
MOD DE LUCRU:
Se așează pe talerul termobalanței o tăviță de aluminiu; se notează masa ei cu m0
(facultativ) apoi se apasă tasta TARE (care anulează masa tăviței de Al);
Se cântărește o anumită cantitate de material (circa 0,2 – 0,5 g). Acesta se așează
uniform pe tava de aluminiu; se citește masa materialului și se notează cu mi (dacă
este nevoie se poate mărunți materialul cu ajutorul mojarului cu pistil, înainte de
cântărire)
Se setează temperatura de încălzire la 1050C, apoi se alege o viteză de încălzire
constantă de 50C/min.
Se citește masa materialului dupa terminarea programului de încălzire și se notează cu
mf
Se calculează umiditatea materialului, conform ecuației 2.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
65
Se repetă experimentul setând viteza de încălzire la 10°C/min (pornind de la pasul 1 și
cântărind aceeași masă de material ca și la pasul 1)
PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE:
Calculăm umiditatea materialului, conform Ec.2.
Fiecare student va determina umiditatea materialului utilizând două viteze
DIFERITE de încălzire (50C/min și 10°C/min).
Rezultatele obținute se notează în Tabelul 1.
Se compară cele două rezultate obținute
Tabel 1. Determinarea umidității unui material
v1=5 0C/min
U1(%) v2=10
0C/min
U2(%) mi1 mf1 mi2 mf2
Se primesc ca și temă două probleme spre rezolvare
Nota FL2 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite)
(problema cu complexitate ușoară - 1 punct; problema cu complexitate medie 2 puncte)
Calculele pentru lucrarea practică și rezolvarea celor două probleme se efectuează
pe o foaie separată ce se va preda împreună cu fișa de laborator.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
66
FIȘA DE LABORATOR 2 ( FL2 )
Determinarea umidităţii unui material (termobalanță)
Data :
Nume și prenume student: _______________________________________________
Materialul necunoscut: Cod ____________________________________________
A. Viteza de încălzire: ……... 0C/min; timp min, Temp. de uscare: ……..
0C
B. Viteza de încălzire: ……... 0C/min; timp min, Temp. de uscare: ……..
0C
Umiditatea unui material A B
v1=5 0C/min v2=10
0C/min
1. Masa inițială material (mi) __________________________________________
2. Masa finală material (mf) __________________________________________
3. Umiditatea materialului (%) __________________________________________
CONCLUZII……………………………………………………………………...........…
………………………………………………………………………...........(7 puncte )
Rezolvați cele două probleme primite (3 puncte )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
67
Teme pentru lucrarea 2
1. O bucată de material cântărește 4,126 g. După uscare (timp de o oră la 1050C)
materialul cântărește 3,798 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
2. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de labo-
rator masa inițială a unui material ca fiind 1,2 g, ea fiind de 1,195 g, iar masa finală
ca fiind 1 g, când ea este 1,012 g. Cum va afecta precizia determinării umidității?
Explicați.
3. Care dintre cele două mărimi implicate în calculul umidității unui solid este mai
imprecisă: masa inițiala sau masa finală? Explicați.
4. Un material cântărește 4,928 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 50C/min
timp de 30 min. masa finală este 4,843g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 20C/min, timp de 60 min., masa
finală este 4, 815 g. Calculați umiditatea. Explicați.
5. Cum este influențat calculul umidității unui material de către gradul de mărunțire a
materialului?. Explicați.
6. O bucată de material cântărește 2,341 g. Dupa uscare (timp de 30 min. la 1050C)
materialul cântărește 2,194 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
7. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de labo-
rator masa inițială a unui material ca fiind 1,5 g, ea fiind de 1,511 g, iar masa finală
ca fiind 1,3 g, când ea este 1,298 g. Cum va afecta precizia determinării umidității?
Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
68
8. Care dintre cele două mărimi implicate în calculul umidității unui solid este mai
imprecisă: timpul de uscare sau viteza de încălzire ? Explicați.
9. Un material cântărește 3,637 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 100C/min
timp de 15 min., masa finală este 3,263g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 150C/min, timp de 10 min.,
masa finală este 3,528 g. Calculați umiditatea. Explicați.
10. Cum este influențat calculul umidității unui material de către viteza de uscare a
materialului. Explicați.
11. O bucată de material cântărește 5,23 g. După uscare (timp de o oră la 1050C)
materialul cântărește 4,567 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
12. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 3,5 g, ea fiind de 3,495 g, iar masa
finală ca fiind 3 g, când ea este 3,015 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
13. Un material cântărește 7,856 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 50C/min
timp de 30 min., masa finală este 7,142 g. Calculați umiditatea materialului. Daca
se repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 20C/min, timp de 60 min.,
masa finală este 6, 523 g. Calculați umiditatea. Explicați.
14. O bucată de material cântărește 3,448 g. După uscare (timp de 30 min. la 1050C)
materialul cântărește 3,162 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
15. Care dintre cele două mărimi implicate în calculul umidității unui solid este mai
precisă: timpul de uscare sau viteza de încălzire? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
69
16. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 3,5 g, ea fiind de 3,523 g, iar masa
finală ca fiind 3,25 g, când ea este 3,265 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
17. Care dintre cele două mărimi implicate în calculul umidității unui solid este mai
precisă: masa inițială sau masa finală? Explicați.
18. Un material cântărește 9,657 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 100C/min
timp de 15 min., masa finală este 9,283g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 150C/min, timp de 10 min.,
masa finală este 9,524 g. Calculați umiditatea. Explicați.
19. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 5,35 g, ea fiind de 5,3495 g, iar masa
finală ca fiind 5,025 g, când ea este 5,015 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
20. O bucată de material cântărește 3,133 g. După uscare (timp de o oră la 1050C)
materialul cântărește 2,895 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
21. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 7,896 g, ea fiind de 7,443 g, iar masa
finală ca fiind 7,123 g, când ea este 7,115 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
22. Cum este influențat calculul umidității unui material de către timpul de uscare a
materialului?. Explicați.
23. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 6,123 g, ea fiind de 6,015 g, iar masa
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
70
finală ca fiind 6,023 g, când ea este 6,012 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
24. O bucată de material cântărește 2,013 g. După uscare (timp de 20 min la 1050C)
materialul cântărește 1,753 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
25. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 1,746 g, ea fiind de 1,495 g, iar masa
finală ca fiind 0,589 g, când ea este 0,615 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
26. O bucată de material cântărește 4,165 g. După uscare (timp de 45 min la 1050C)
materialul cântărește 3,996 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
27. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 1,852 g, ea fiind de 1,895 g, iar masa
finală ca fiind 1,623 g, când ea este 1,723 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
28. Cum influențează gradul de mărunțire a materialului calculul umidității unui
material?. Explicați.
29. O bucată de material cântărește 7,826 g. După uscare (timp de 15 min la 1050C)
materialul cântărește 7,211 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
30. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 2,12 g, ea fiind de 2,195 g, iar masa
finală ca fiind 2 g, când ea este 2,011 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
71
31. Un material cântărește 10,623 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 50C/min
timp de 30 min., masa finală este 9,832g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 20C/min, timp de 60 min., masa
finală este 9, 891 g. Calculați umiditatea. Explicați.
32. O bucată de material cântărește 7,351 g. După uscare (timp de 80 min. la 1050C)
materialul cântărește 3,177 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
33. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 5,5 g, ea fiind de 5,521 g, iar masa
finală ca fiind 4,3 g, când ea este 4,288 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
34. Un material cântărește 2,227 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 100C/min
timp de 13 min., masa finală este 2,033g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 150C/min, timp de 8 min., masa
finală este 1,828 g. Calculați umiditatea. Explicați.
35. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 6,62 g, ea fiind de 6,695 g, iar masa
finală ca fiind 6 g, când ea este 6,021 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
36. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 7,832 g, ea fiind de 7,735 g, iar masa
finală ca fiind 4,683 g, când ea este 4,771 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
37. Un material cântărește 4,443 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 40C/min
timp de 28 min., masa finală este 4,032g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
72
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 30C/min, timp de 57 min., masa
finală este 3, 881 g. Calculați umiditatea. Explicați.
38. O bucată de material cântărește 3,371 g. După uscare (timp de 29 min. la 1050C)
materialul cântărește 3,117 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
39. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 4,1 g, ea fiind de 4,171 g, iar masa
finală ca fiind 4,01 g, când ea este 4,088 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
40. Un material cântărește 11,267 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 70C/min
timp de 20 min., masa finală este 10,163g. Calculați umiditatea materialului. Dacă
se repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 160C/min, timp de 12 min.,
masa finală este 9,068 g. Calculați umiditatea. Explicați.
41. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 7,72 g, ea fiind de 7,285 g, iar masa
finală ca fiind 7,1 g, când ea este 7,01 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
42. Un material cântărește 8,22 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 60C/min
timp de 31 min., masa finală este 7,892g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 30C/min, timp de 62 min., masa
finală este 7,501 g. Calculați umiditatea. Explicați.
43. O bucată de material cântărește 5,23 g. După uscare (timp de 28 min. la 1150C)
materialul cântărește 4,965 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
73
44. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 8,836 g, ea fiind de 8,831 g, iar masa
finală ca fiind 8,37 g, când ea este 8,288 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
45. Un material cântărește 15,257 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 100C/min
timp de 12 min. masa finală este 15,113g. Calculați umiditatea materialului. Dacă
se repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 160C/min, timp de 11 min.,
masa finală este 15,021 g. Calculați umiditatea. Explicați.
46. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 3,32 g, ea fiind de 3,295 g, iar masa
finală ca fiind 3,1 g, când ea este 3,029 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
47. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 9,83 g, ea fiind de 9,931 g, iar masa
finală ca fiind 9,68 g, când ea este 9,58 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
48. Un material cântărește 2,243 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 60C/min
timp de 30 min., masa finală este 2,232g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 20C/min, timp de 58 min., masa
finală este 2, 181 g. Calculați umiditatea. Explicați.
49. O bucată de material cântărește 1,17 g. După uscare (timp de 28 min. la 1250C)
materialul cântărește 1,117 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
50. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 6,2 g, ea fiind de 6,131 g, iar masa
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
74
finală ca fiind 6,01 g, când ea este 6,08 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
51. Un material cântărește 9,56 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 100C/min
timp de 15 min., masa finală este 9,13g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 150C/min, timp de 10 min.,
masa finală este 9,08 g. Calculați umiditatea. Explicați.
52. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 4,42 g, ea fiind de 4,414 g, iar masa
finală ca fiind 4,12 g, când ea este 4,019 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
53. Un material cântărește 5,62 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 50C/min
timp de 29 min., masa finală este 5,23 g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 10C/min, timp de 47 min., masa
finală este 5,11 g. Calculați umiditatea. Explicați.
54. O bucată de material cântărește 6,3 g. După uscare (timp de 31 min. la 1050C)
materialul cântărește 6,179 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
55. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 2,22 g, ea fiind de 2,21 g, iar masa
finală ca fiind 2,11 g, când ea este 2,001 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
56. Un material cântărește 8,27 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 100C/min
timp de 14 min., masa finală este 8,183g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 150C/min, timp de 12 min.,
masa finală este 8,02 g. Calculați umiditatea. Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
75
57. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 12,6 g, ea fiind de 12,69 g, iar masa
finală ca fiind 12,002 g, când ea este 12,02 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
58. Un student în timpul determinării umidității unui material notează în caietul de
laborator masa inițială a unui material ca fiind 14,86 g, ea fiind de 14,5 g, iar masa
finală ca fiind 14,683 g, când ea este 14,47 g. Cum va afecta precizia determinării
umidității? Explicați.
59. Un material cântărește 7,4 g. Când materialul este uscat cu o viteză de 50C/min timp
de 30 min. masa finală este 7,22 g. Calculați umiditatea materialului. Dacă se
repetă experimentul, dar viteza de încălzire este de 20C/min, timp de 60 min., masa
finală este 7,181 g. Calculați umiditatea. Explicați.
60. O bucată de material cântărește 10,393 g. După uscare (timp de 25 min. la 1050C)
materialul cântărește 9,885 g. Calculați umiditatea materialului și viteza de
încălzire.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
76
3.3. Comportarea materialelor față de apă
(dulce și salină) (L3)
CONSIDERAȚII TEORETICE
Coroziunea reprezintă totalitatea proceselor chimice şi electrochimice care au ca
rezultat degradarea suprafeţelor metalice.
În natură majoritatea metalelor există sub formă de combinaţii, cel mai des
întâlnite fiind oxizii, acest lucru atestă faptul că starea metalică este foarte instabilă din
punct de vedere termodinamic. În prezenţa agenţilor chimici şi electrochimici metalele
au tendinţa de a se coroda.
Coroziunea este un proces complex fiind determinat de foarte mulţi factori şi se
poate clasifica în coroziune chimică şi electrochimică în funcţie de mecanismul de
producere.
Coroziunea chimică reprezintă atacul asupra metalelor în mediu uscat din partea
unor agenţi chimici cum sunt unele gaze: dioxid de carbon, clor, oxigen, acid clorhidric
etc. Acest tip de coroziune se întâlneşte mai ales în industrie la instalaţii, fiind foarte
favorizat de temperatură. În cursul coroziunii reacţia dintre metal şi mediul înconjurător
nu are loc cu transport de sarcini electrice.
Dacă la suprafaţa de acţiune a agenţilor chimici mai apare şi umezeală care joacă
rolul de electrolit (practic toate acestea conduc la apariţia unor pile electrochimice la
suprafaţă) atunci coroziunea chimică se transformă în coroziune electrochimică.
În cursul coroziunii electrochimice în timpul reacţiei metalului cu mediul
înconjurător apare şi un transport de sarcini electrice. Dacă unul din elementele unei pile
electrochimice lipseşte atunci procesul de coroziune nu are loc.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
77
Reacţia chimică (coroziunea chimică) este posibilă la toate materiile
prime/materialele folosite în industrie, în timp ce coroziunea electrochimică nu apare
decât la metale, deoarece numai ele posedă electroni liberi. Materialele sintetice nu
posedă această structură, ele fiind degradate de obicei numai chimic.
Prin introducerea metalului în apă sau în mediul cu proprietăţi electrolitice, pe
suprafaţa metalului apar elemente galvanice, în care impurităţile din metal funcţionează
ca microcatozi cu descărcare de hidrogen pe suprafaţa lor, în timp ce metalul
funcţionează ca anod și se dizolvă.
În practică, este importantă cunoaşterea vitezelor reale cu care se desfăşoară
procesul de coroziune. Dacă procesul de coroziune are o viteză de desfăşurare foarte
mică se poate considera că materialul este rezistent la coroziune. Coroziunea se poate
aprecia cantitativ prin calcularea vitezei de coroziune.
Viteza de coroziune (vcor) reprezintă variaţia masei probei (Δm), ca rezultat al
coroziunii, pe unitatea de suprafaţă (S) în unitatea de timp (t):
vcor = Δm/(S·t) (1)
Δm=|mf−mi| (2)
și care se exprimă de regulă în g/m2·h.
Este cel mai utilizat mod de exprimare al coroziunii, putând reprezenta creşterea
în greutate a probei, prin formarea de produşi de coroziune (oxidarea metalelor) care
rămân aderenţi la metal sau poate simboliza scăderea în greutate, atunci când produşii de
coroziune pot fi îndepărtaţi de pe suprafaţă.
Rezistenţa la coroziune se exprimă prin scări convenţionale conform tabelului 1.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
78
Tabelul 1 Scara convenţională a rezistenţei la coroziune a materialelor
Grupa de rezistență Pierderi de
masă (g/m2h)
Coeficientul
de
stabilitate
I. Perfect stabile 0.007 1
II. Foarte stabile 0.007-0.035 2
0.035-0.07 3
III. Stabile, bine utilizabile 0.07-0.35 4
0.35-0.7 5
IV. Oarecum rezistente 0.7-3.5 6
3.5-7.0 7
V. Foarte puțin rezistente 7.0-35 8
35-70 9
I. Nerezistente Peste 70 10
TDS (substanțele total dizolvate) este o măsură a activității ionice a unei soluții și
reprezintă gradul de mineralizare a unei ape sau a unei soluții. TDS crește atunci când
concentrația de substanțe dizolvate crește.
În laborator, fiecare student din echipa de lucru va determina individual
pierderile/depunerile de masă (coroziune chimică și electrochimică) a materialelor
imersate un timp îndelungat (timp de o săptămână) în probe de ape dulci sau sărate
(saline).
OBIECTIVELE LUCRĂRII PRACTICE:
1 Determinarea pierderilor de masă (coroziune chimică și electrochimică) a
materialelor metalice imersate un timp de 7 zile în probe de ape dulci sau sărate
(saline)
2. Precizie și acuratețe calculul erorilor
3. Completarea Fișei de laborator (FL3 )
4. Rezolvarea a două probleme primite ca și temă.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
79
Materiale și aparate:
Balanța tehnică de precizie (două zecimale) model ……………................
Material necunoscut (cod laborator …………....................)
Cilindru gradat de 100 cm3
Pahare Berzelius de 150 - 200 cm3 sau pahare de unică folosință :
A) proba de apă dulce și B) proba de apă salină
Etichete autocolante
pH – metru, TDS – metru și șubler digital
Mod de lucru:
1. Se măsoară 75 cm3 probă de apă dulce cu următoarele caracteristici fizico-chimice
INIȚIALE: pHi = …………,
TDSi = …………. mg/L ( substante total dizolvate )
2. Se transvazează proba total în paharul notat cu A;
3. Se deschide balanța tehnică;
4. Se așează pe talerul balanței materialul primit; se cântărește și se notează masa lui
cu mi = ……g
5. Se așează materialul în paharul A, astfel încât un capăt este prins de marginea
paharului cu un cârlig (agrafa de birou);
6. Se lasă timp de o săptămână pe etajeră / dulapul din laborator;
7. După o săptămână, materialul se extrage din paharul A, se lasă 10 min. la uscat pe
hârtie de filtru, apoi se cântărește, notându-se masa finală cu mf = ………g
8. Se calculează masa de material pierdut / depus cu formula :
mmaterial pierdut = | mf – mi | în grame;
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
80
9. Se repetă procedura de lucru pentru situația în care se utilizează proba de apă
salină, pornind de la pasul 1.
10. Se măsoară caracteristicile fizico-chimice FINALE ale apei,
pHf = ………….,
TDSf = …………. mg/L ( substanţe total dizolvate )
11. Se calculează / estimează suprafața materialului primit (în m2) cu ajutorul
șublerului digital
12. Se calculează / estimează timpul experimentului (în h)
Rezultatele obținute se notează în Tabelul 2.
Tabel 2. Comportarea materialelor față de apă (dulce și salină)
Proba de
apă
Caracteristici
fizico-chimice
INIȚIALE m i (g)
m f (g)
m material pierdut=
|mf – mi| (g)
Caracteristici
fizico-chimice
FINALE
Viteza de
coroziune
pH i TDS i
(mg/L) pH f
TDS f
(mg/L)
vcor
(g/m2h)
Dulce
...............
Salină
...............
Nota FL3 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite)
(problema cu complexitate ușoară - 1 punct; problema cu complexitate medie - 2 puncte)
Calculele pentru lucrarea practică și rezolvarea celor două probleme se efectuează
pe o foaie separată ce se va preda împreună cu fișa de laborator.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
81
FIȘA DE LABORATOR 3 ( FL3 )
Comportarea materialelor față de apă (dulce și salină)
Data: ...............................................................
Nume si prenume student: _____________________________________________
Comportarea materialului față de probe de ape dulci și saline....................................
Cod material......................................................................................................................
Apă dulce
.....................
Apă salină
......................
1. 1. Caracteristicile fizico-chimice ape INIȚIALE
pHi
substante total dizolvate - TDSi (mg/L)
2. 2. Caracteristicile fizico-chimice ape FINALE
pH f substante total dizolvate – TDSf (mg/L)
3. Masa initială material (mi) g
4. Masa finală material (mf ) g
5. Masa material pierdută/depusă (m pierdută/depusă) g
6. Viteza de coroziune vcoroziune (g/m2h)
CONCLUZII: ……………………………………………………………………….....
……………………………………………………………………............. ( 7 puncte )
Rezolvați cele două probleme primite ( 3 puncte )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
82
Teme pentru lucrarea 3
1. O bucată de material metalic este imersat timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială salină, care are salinitatea inițială de 5‰ și care ajunge la 1‰. Explicați
de ce scade salinitatea apei.
2. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple cilin-
drul gradat cu 49,7 mL de apă industrială, dar notează în caietul de laborator 50
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
3. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile într-o soluție de apă
industrială dulce de conductivitate ionică electrică inițială de 120 μS/cm și care
ajunge la 200 μS/cm. Explicați de ce crește conductivitatea ionică electrică.
4. Un student în timpul determinării comportării unui material umple cilindrul gradat cu
75,4 mL de apă salină, dar notează în caietul de laborator 75 mL. Cum va afecta
precizia determinării ? Explicați.
5. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două eşantioane
de mase diferite: mi1 = 1,67 g si mi2 = 1,86 g. După 5 zile cele două eşantioane se
cântaresc și se obține: mf1 = 1,23 g și mf2 = 1,41 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
6. O bucată de material este imersat timp de 3 zile într-o soluție de apă industrială uzată
salină cu pH inițial de 7,8 și care ajunge la 6,3. Explicați de ce scade pH-ul.
7. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 100 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 97,8 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
8. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două eșantioane
de mase diferite: mi1 = 1,81 g și mi2 = 1,56 g. După 5 zile de electroliză internă pe
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
83
cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1 = 1,56 g şi
mf2 = 1,31 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
9. O bucată de material ceramic este imersată timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială uzată salină de salinitate inițială de 10‰, care ajunge la 2‰. Explicați
de ce scade salinitatea apei.
10. Un student în timpul determinării comportării unui material faţă de apă utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 2,67 g și mi2 = 2,96 g. După 6 zile cele
două eșantioane au masa: mf1 = 2,25 g și mf2 = 2,55 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
11. O bucată de material metalic este imersat timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială salină, care are salinitatea inițială de 5,3‰ și care ajunge la 2‰.
Explicați de ce scade salinitatea apei.
12. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple cilin-
drul gradat cu 33,1 mL de apă industrială, dar notează în caietul de laborator 33
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
13. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile într-o soluție de apă
industrială dulce de conductivitate ionică electrică inițială de 510 μS/cm și care
ajunge la 700 μS/cm. Explicați de ce crește conductivitatea ionică electrică.
14. Un student în timpul determinării comportării unui material umple cilindrul gradat
cu 55,2 mL de apă salină, dar notează în caietul de laborator 55 mL. Cum va afecta
precizia determinării ? Explicați.
15. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eşantioane de mase diferite: mi1 = 2,35 g si mi2 = 2,66 g. După 5 zile cele două
eşantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 2,21 g și mf2 = 2,32 g. Care este masa de
material pierdută și care este precizia determinării?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
84
16. O bucată de material este imersat timp de 3 zile îintr-o soluție de apă industrială
uzată salină cu pH inițial de 6,9 și care ajunge la 6,1. Explicați de ce scade pH-ul.
17. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 83,7 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 85 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
18. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 6,11 g și mi2 = 6,52 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 6,06 g si mf2 = 6,33 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia
determinării ?
19. O bucată de material ceramic este imersată timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială uzată salină de salinitate inițială de 6‰, care ajunge la 1‰. Explicați de
ce scade salinitatea apei.
20. Un student în timpul determinării comportării unui material faţă de apă utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 5,27 g și mi2 = 5,48 g. După 6 zile cele
două eșantioane au masa: mf1 = 5,02 g și mf2 = 5,15 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
21. O bucată de material metalic este imersat timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială salină, care are salinitatea inițială de 11‰ și care ajunge la 5‰.
Explicați de ce scade salinitatea apei.
22. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple cilin-
drul gradat cu 29,5 mL de apă industrială, dar notează în caietul de laborator 30
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
85
23. O bucata de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile într-o soluție de apă
industrială dulce de conductivitate ionică electrică inițială de 1120 μS/cm și care
ajunge la 860 μS/cm. Explicați de ce crește conductivitatea ionică electrică.
24. Un student în timpul determinării comportării unui material umple cilindrul gradat
cu 63,5 mL de apă salină, dar notează în caietul de laborator 61 mL. Cum va afecta
precizia determinării? Explicați.
25. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eşantioane de mase diferite: mi1 = 5,55 g si mi2 = 5,66 g. După 5 zile cele două
esantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 5,03 g și mf2 = 5,43 g. Care este masa de
material pierdută și care este precizia determinării?
26. O bucată de material este imersat timp de 3 zile într-o soluție de apă industrială uzată
salină cu pH inițial de 8,8 și care ajunge la 7,3. Explicați de ce scade pH-ul.
27. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 98,7 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 100 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
28. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 7,71 g și mi2 = 7,57 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 7,57 g si mf2 = 7,34 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia
determinării ?
29. O bucată de material ceramic este imersată timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială uzată salină de salinitate inițială de 6‰, care ajunge la 2‰. Explicați de
ce scade salinitatea apei.
30. Un student în timpul determinării comportării unui material fata de apă utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 3,33 g și mi2 = 3,86 g. După 6 zile cele
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
86
două eșantioane au masa: mf1 = 3,15 g și mf2 = 3,56 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
31. O bucată de material metalic este imersat timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială salină, care are salinitatea inițială de 6‰ și care ajunge la 3,5‰.
Explicați de ce scade salinitatea apei.
32. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple cilin-
drul gradat cu 99,7 mL de apă industrială, dar notează în caietul de laborator 100
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
33. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile într-o soluție de apă
industrială dulce de conductivitate ionică electrică inițială de 1150 μS/cm și care
ajunge la 799 μS/cm. Explicați de ce crește conductivitatea ionică electrică.
34. Un student în timpul determinării comportării unui material umple cilindrul gradat
cu 65,4 mL de apă salină, dar notează în caietul de laborator 65 mL. Cum va afecta
precizia determinării ? Explicați.
35. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eşantioane de mase diferite: mi1 = 1,17 g si mi2 = 1,56 g. După 5 zile cele două
eşantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 1,03 g și mf2 = 1,22 g. Care este masa de
material pierdută și care este precizia determinării ?
36. O bucată de material este imersat timp de 3 zile într-o soluție de apă industrială uzată
salină cu pH inițial de 8,2 și care ajunge la 7,1. Explicați de ce scade pH-ul.
37. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 99,5 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 100 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
38. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 3,83 g și mi2 = 3,53 g. După 5 zile de electroliză
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
87
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 3,36 g si mf2 = 3,22 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia
determinării ?
39. O bucată de material ceramic este imersată timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială uzată salină de salinitate inițială de 11‰, care ajunge la 5‰. Explicați
de ce scade salinitatea apei.
40. Un student în timpul determinării comportării unui material fata de apă utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 9,69 g și mi2 = 9,55 g. După 6 zile cele
două eșantioane au masa: mf1 = 9,29 g și mf2 = 9,11 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
41. O bucată de material metalic este imersat timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială salină, care are salinitatea inițială de 3‰ și care ajunge la 0,2‰.
Explicați de ce scade salinitatea apei.
42. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple cilin-
drul gradat cu 48,2 mL de apă industrială, dar notează în caietul de laborator 48
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
43. O bucata de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile într-o soluție de apă
industrială dulce de conductivitate ionică electrică inițială de 110 μS/cm și care
ajunge la 250 μS/cm. Explicați de ce crește conductivitatea ionică electrică.
44. Un student în timpul determinării comportării unui material umple cilindrul gradat
cu 77,7 mL de apă salină, dar notează în caietul de laborator 77 mL. Cum va afecta
precizia determinării ? Explicați.
45. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 2,67 g si mi2 = 2,86 g. După 5 zile cele două
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
88
eşantioane se cântaresc și se obține: mf1 = 2,23 g și mf2 = 2,41 g. Care este masa de
material pierdută și care este precizia determinării ?
46. O bucată de material este imersat timp de 3 zile într-o soluție de apă industrială uzată
salină cu pH inițial de 6,8 și care ajunge la 5,1. Explicați de ce scade pH-ul.
47. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 99,9 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 100 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
48. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 8,81 g și mi2 = 8,59 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 8,56 g si mf2 = 8,32 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia
determinării ?
49. O bucată de material ceramic este imersată timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială uzată salină de salinitate inițială de 9‰, care ajunge la 1,2‰. Explicați
de ce scade salinitatea apei.
50. Un student în timpul determinării comportării unui material faţă de apă utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 8,66 g și mi2 = 8,93 g. După 6 zile cele
două eșantioane au masa: mf1 = 8,45 g și mf2 = 8,44 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
51. O bucată de material metalic este imersat timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială salină, care are salinitatea inițială de 3‰ și care ajunge la 0,25‰.
Explicați de ce scade salinitatea apei.
52. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple cilin-
drul gradat cu 89,8 mL de apă industrială, dar notează în caietul de laborator 90
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
89
53. O bucata de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile într-o soluție de apă
industrială dulce de conductivitate ionică electrică inițială de 720 μS/cm și care
ajunge la 800 μS/cm. Explicați de ce crește conductivitatea ionică electrică.
54. Un student în timpul determinării comportării unui material umple cilindrul gradat
cu 35,3 mL de apă salină, dar notează în caietul de laborator 35 mL. Cum va afecta
precizia determinării ? Explicați.
55. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eşantioane de mase diferite: mi1 = 6,63 g si mi2 = 6,36 g. După 5 zile cele două
eşantioane se cântaresc și se obține: mf1 = 6,29 g și mf2 = 6,16 g. Care este masa de
material pierdută și care este precizia determinării ?
56. O bucată de material este imersat timp de 3 zile într-o soluție de apă industrială uzată
salină cu pH inițial de 8,8 și care ajunge la 7,6. Explicați de ce scade pH-ul.
57. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 88,98 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 90 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
58. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 2,21 g și mi2 = 2,52 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 2,19 g si mf2 = 2,45 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia
determinării ?
59. O bucată de material ceramic este imersată timp de 7 zile într-o soluție de apă
industrială uzată salină de salinitate inițială de 13‰, care ajunge la 7,3‰. Explicați
de ce scade salinitatea apei.
60. Un student în timpul determinării comportării unui material fata de apă utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 4,64 g și mi2 = 4,96 g. După 6 zile cele
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
90
două eșantioane au masa: mf1 = 4,24 g și mf2 = 4,45 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
61. O bucată de material este imersat timp de 4 zile într-o soluție de apă industrială uzată
salină cu pH inițial de 9,4 și care va ajunge la 8,6. Explicați de ce scade pH-ul.
62. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 79,5 mL de apă industrială dulce, dar notează în caietul de
laborator 80 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
63. Un student în timpul determinării comportării unui material utilizează două
eșantioane de mase diferite: mi1 = 3,11 g și mi2 = 2,62 g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 3,09 g si mf2 = 2,60 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia
determinării ?
64. O bucată de material este imersat timp de 3 zile într-o soluție de apă industrială
uzată dulce cu pH inițial de 8,9 și care ajunge la 7,7. Explicați de ce scade pH-ul.
65. Un student în timpul determinării comportării unui material față de apă umple
cilindrul gradat cu 60,7 mL de apă industrială salină, dar notează în caietul de
laborator 61 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
91
3.4. Comportarea materialelor față de acizi
(anorganici și organici) ( FL4 )
CONSIDERAȚII TEORETICE
Coroziunea reprezintă totalitatea proceselor chimice şi electrochimice care au ca
rezultat degradarea suprafeţelor metalice.
În natură majoritatea metalelor există sub formă de combinaţii, cel mai des
întâlnite fiind oxizii, acest lucru atestă faptul că starea metalică este foarte instabilă din
punct de vedere termodinamic. În prezenţa agenţilor chimici şi electrochimici metalele
au tendinţa de a se coroda.
Coroziunea este un proces complex fiind determinat de foarte mulţi factori şi se
poate clasifica în coroziune chimică şi electrochimică în funcţie de mecanismul de
producere.
Coroziunea chimică reprezintă atacul asupra metalelor în mediu uscat din partea
unor agenţi chimici cum sunt unele gaze: dioxid de carbon, clor, oxigen, acid clorhidric
etc. Acest tip de coroziune se întâlneşte mai ales în industrie la instalaţii, fiind foarte
favorizat de temperatură. În cursul coroziunii reacţia dintre metal şi mediul înconjurător
nu are loc cu transport de sarcini electrice.
Dacă la suprafaţa de acţiune a agenţilor chimici mai apare şi umezeală care joacă
rolul de electrolit (practic toate acestea conduc la apariţia unor pile electrochimice la
suprafaţă) atunci coroziunea chimică se transformă în coroziune electrochimică.
În cursul coroziunii electrochimice în timpul reacţiei metalului cu mediul
înconjurător apare şi un transport de sarcini electrice. Dacă unul din elementele unei pile
electrochimice lipseşte atunci procesul de coroziune nu are loc.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
92
Reacţia chimică (coroziunea chimică) este posibilă la toate materiile
prime/materialele folosite în industrie, în timp ce coroziunea electrochimică nu apare
decât la metale, deoarece numai ele posedă electroni liberi. Materialele sintetice nu
posedă această structură, ele fiind degradate de obicei numai chimic.
Prin introducerea metalului în apă sau în mediul cu proprietăţi electrolitice, pe
suprafaţa metalului apar elemente galvanice, în care impurităţile din metal funcţionează
ca microcatozi cu descărcare de hidrogen pe suprafaţa lor, în timp ce metalul
funcţionează ca anod și se dizolvă.
În practică, este importantă cunoaşterea vitezelor reale cu care se desfăşoară
procesul de coroziune. Dacă procesul de coroziune are o viteză de desfăşurare foarte
mică se poate considera că materialul este rezistent la coroziune. Coroziunea se poate
aprecia cantitativ prin calcularea vitezei de coroziune.
Viteza de coroziune (vcor) reprezintă variaţia masei probei (Δm), ca rezultat al
coroziunii, pe unitatea de suprafaţă (S) în unitatea de timp (t):
vcor = Δm/(S·t) (1)
Δm=|mf−mi| (2)
și care se exprimă de regulă în g/m2h.
Este cel mai utilizat mod de exprimare al coroziunii, putând reprezenta creşterea
în greutate a probei, prin formarea de produşi de coroziune (oxidarea metalelor) care
rămân aderenţi la metal sau poate simboliza scăderea în greutate, atunci când produşii de
coroziune pot fi îndepărtaţi de pe suprafaţă.
Rezistenţa la coroziune se exprimă prin scări convenţionale conform tabelului 1
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
93
Tabelul 1 Scara convenţională a rezistenţei la coroziune a materialelor
Grupa de rezistență Pierderi de
masă (g/m2h)
Coeficientul
de
stabilitate
I. Perfect stabile 0.007 1
II. Foarte stabile 0.007-0.035 2
0.035-0.07 3
III. Stabile, bine utilizabile 0.07-0.35 4
0.35-0.7 5
IV. Oarecum rezistente 0.7-3.5 6
3.5-7.0 7
V. Foarte puțin rezistente 7.0-35 8
35-70 9
II. Nerezistente Peste 70 10
TDS (substanțele total dizolvate) este o măsură a activității ionice a unei soluții și
reprezintă gradul de mineralizare a unei ape sau a unei soluții. TDS crește atunci când
concentrația de substanțe dizolvate crește.
In laborator, fiecare student din echipa de lucru va determina individual
pierderile/depunerile de masă (coroziune chimică și electrochimică) a materialelor
imersate un timp îndelungat (timp de o săptămână) în probe de solutii apoase de acizi
anorganici sau organici.
Obiective:
1. Determinarea pierderilor/depunerilor de masă (coroziune chimică și electro-
chimică) a materialelor metalice imersate un timp de 7 zile în probe de ape
acide (anorganice sau organice).
2. Precizie și acuratețe calculul erorilor
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
94
3. Completarea unei Fișe de laborator ( FL4 )
4. Rezolvarea a două probleme primite ca și temă.
Materiale si aparate:
Balanța tehnică de precizie (două zecimale) model …………………
Material necunoscut (cod material ……………………..)
Cilindru gradat de 100 cm3
Pahare Berzelius de 150-200 cm3 sau pahare de unică folosință
Soluții apoase de acizi: soluție acid anorganic și soluție acid organic.
Etichete autocolante
pH-metru, TDS-metru și șubler digital
Mod de lucru :
1. Se măsoară 50 cm3 soluție de apoasă de acid anorganic .................... cu următoarele
caracteristici inițiale fizico-chimice inițiale:
pH i = ……..,
TDSi = ………. mg/L, substanțe total dizolvate
2. Se transvazează soluția apoasă de acid anorganic .............. în paharul notat cu A;
3. Se deschide balanța tehnică;
4. Se așează pe talerul balanței materialul primit; se cântărește și se notează masa lui
cu m i = ……g
5. Se așează materialul în paharul A, astfel încât un capăt este prins de marginea
paharului cu un cârlig (sau agrafă de birou);
6. Se lasă timp de o săptămână (7 zile) pe etajera / dulapul din laborator;
7. După o săptămână, materialul se extrage din paharul A, se lasă 10 min. la uscat pe
hârtie de filtru, apoi se cântărește, notându-se masa finală m f = ………g
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
95
8. Se calculează masa de material pierdut/depus cu formula:
m pierdut/depus = | mi – mf | (g)
9. Se repetă procedura de lucru pentru situația în care se utilizează o soluție apoasă de
acid organic .................... – paharul notat cu B, pornind de la pasul 1.
10. Se măsoară caracteristicile fizico-chimice finale ale soluției acide: pHf și TDSf.
11. Se calculează / estimează suprafața materialului primit (în m2) cu ajutorul
șublerului digital.
12. Se calculează / estimează timpul experimentului (în h)
Rezultatele obținute se notează în Tabelul 2.
Tabel 2. Comportarea materialelor față de acizi (organici și anorganici)
Soluție apoasă
de acid
Caracterictici
fizico-chimice
INIȚIALE m i (g)
m f (g)
mmaterial pierdut
=
|mf – mi| (g)
Caracterictici
fizico-chimice
FINALE
Viteza de
coroziune
pH i TDS i
(mg/L) pH f
TDS f
(mg/L)
vcoroziune
(g/m2h)
A (anorganic)
...................
B (organic)
......................
Nota FL4 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite)
(problema cu complexitate ușoară - 1 punct; problema cu complexitate medie - 2 puncte)
Calculele pentru lucrarea practică și rezolvarea celor două probleme se efectuează
pe o foaie separată ce se va preda împreună cu fișa de laborator.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
96
FIȘA DE LABORATOR 4 ( FL4 )
Comportarea materialelor față de acizii anorganici și organici
Data:
Nume și prenume student: _________________________________________
Comportarea materialului față de soluții apoase de acizi anorganici / organici
Cod material.......................................................................................................
Acid anorganic
.........................
Acid organic
.......................
5. 1. Caracteristicile fizico-chimice INIȚIALE
pHi
substanțe total dizolvate TDSi (mg/L)
6. 2. Caracteristicile fizico-chimice FINALE
pHf
substanțe total dizolvate TDSf (mg/L)
3. Masa initială material (mi) g
4. Masa finală material (mf ) g
5. Masa material pierdută/depusă (m pierdută/depusă) g
6. Viteza de coroziune vcoroziune (g/m2h)
CONCLUZII: ……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………….................(7 puncte )
Rezolvați două probleme primite ca și temă ( 3 puncte )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
97
Teme pentru lucrarea 4
1. O bucată de aluminiu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 5% HNO3
și care ajunge la 1% HNO3. Explicați de ce scade concentrația de HNO3.
2. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple cilin-
drul gradat cu 49,6 mL de acid oxalic soluție 8%, dar notează în caietul de laborator
50 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
3. O bucată de sârmă de cupru este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 2% H2SO4 și
care ajunge la 1%. Explicați de ce scade concentrația de H2SO4.
4. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 79,4 mL de HCl sol. 3%, dar notează în caietul de laborator 80
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
5. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 1,72 g și mi2 = 1,86 g. După 5 zile cele
două eșantioane cântăresc: mf1 = 1,34 g și mf2 = 1,47 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
6. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de acid
clorhidric cu pH inițial de 3,7 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 6,3.
Explicați de ce crește pH-ul.
7. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 50,7 mL de acid fosforic, dar notează în caietul de laborator 50
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
8. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 1,63 g și mi2 = 1,51 g. După 5 zile de
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
98
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 1,61 g și mf2
= 1,49 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării
9. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție de HNO3 uzată de
concentrație inițială de 10 % și care ajunge în final la 6%. Explicați de ce scade
concentrația acidului.
10. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 3,47 g și mi2 = 3,76 g. După 6 zile cele două
eșantioane au masa: mf1 = 3,25 g și mf2 = 3,55 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
11. O bucată de aluminiu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 3%
HNO3 și care ajunge la 1% HNO3. Explicați de ce scade concentrația de HNO3.
12. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 59,6 mL de acid azotic soluție 6%, dar notează în caietul de
laborator 60 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
13. O bucată de sârmă de cupru este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 1% H2SO4
și care ajunge la 0,5%. Explicați de ce scade concentrația de H2SO4.
14. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 54,4 mL de HCl sol. 1%, dar notează în caietul de laborator 55
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
15. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 2,73 g și mi2 = 2,88 g. După 5 zile cele
două eșantioane cântăresc: mf1 = 2,32 g și mf2 = 2,49 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
99
16. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de acid
clorhidric cu pH inițial de 2,6 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 5,1.
Explicați de ce crește pH-ul.
17. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 51,9 mL de acid, dar notează în caietul de laborator 52 mL. Cum
va afecta precizia determinării ? Explicați.
18. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 4,64 g și mi2 = 4,58 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 4,59 g și mf2
= 4,30 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
19. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție de HNO3 uzată de
concentrație inițială de 6% și care ajunge în final la 5%. Explicați de ce scade
concentrația acidului.
20. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 1,17 g și mi2 = 1,86 g. După 6 zile cele două
esantioane au masa: mf1 = 1,15 g și mf2 = 1,74 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
21. O bucată de aluminiu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 4%
HNO3 și care ajunge la 2,1% HNO3. Explicați de ce scade concentrația de HNO3.
22. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 48,6 mL de acid sulfuric soluție 3%, dar notează în caietul de
laborator 48 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
23. O bucată de sârmă de cupru este imersată timp de 7 zile într-o soluție de 5,5% H2SO4
și care ajunge la 3%. Explicați de ce scade concentrația de H2SO4.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
100
24. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 89,2 mL de HCl sol. 10%, dar notează în caietul de laborator 90
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
25. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 8,79 g și mi2 = 8,96 g. După 5 zile cele
două eșantioane cântăresc: mf1 = 8,75 g și mf2 = 8,95 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
26. O bucată de material este imersată timp de 4 zile într-o soluție apoasă de acid
clorhidric cu pH inițial de 4,7 și care ajunge după cele 4 zile la un pH de 5,8.
Explicați de ce crește pH-ul.
27. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 49,8 mL de acid, dar notează în caietul de laborator 50 mL. Cum
va afecta precizia determinării ? Explicați.
28. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 7,67 g și mi2 = 7,51 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 7,51 g și mf2
= 7,40 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
29. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție de HNO3 uzată de
concentrație inițială de 8 % și care ajunge în final la 5,4%. Explicați de ce scade
concentrația acidului.
30. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 4,48 g și mi2 = 4,75 g. După 6 zile cele două
esantioane au masa: mf1 = 4,47 g și mf2 = 4,71 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
101
31. O bucată de aluminiu 98% este imersată timp de 5 zile într-o soluție apoasă 3%
HNO3 și care ajunge la 1% HNO3. Explicați de ce scade concentrația de HNO3.
32. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 79,5 mL de acid oxalic soluție 8%, dar notează în caietul de
laborator 80 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
33. O bucată de sârmă de cupru este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 5% H2SO4
și care ajunge la 3%. Explicați de ce scade concentrația de H2SO4.
34. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 99,4 mL de HCl sol. 5%, dar notează în caietul de laborator 100
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
35. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 5,75 g și mi2 = 5,86 g. După 5 zile cele
două eșantioane cântăresc: mf1 = 5,35 g și mf2 = 5,47 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
36. O bucată de material este imersată timp de 5 zile într-o soluție apoasă de acid
clorhidric cu pH inițial de 2,7 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 6,1.
Explicați de ce crește pH-ul.
37. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 14,7 mL de acid, dar notează în caietul de laborator 15 mL. Cum
va afecta precizia determinării ? Explicați.
38. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 6,93 g și mi2 = 6,81 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 6,91 g și mf2
= 6,75 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
102
39. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție de HNO3 uzată de
concentrație inițială de 8% și care ajunge în final la 3,3%. Explicați de ce scade
concentrația acidului.
40. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 2,47 g și mi2 = 2,46 g. După 6 zile cele două
eşantioane au masa: mf1 = 2,24 g și mf2 = 2,25 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
41. O bucată de aluminiu 98% este imersată timp de 6 zile într-o soluție apoasă 4,3%
HNO3 și care ajunge la 2,25% HNO3. Explicați de ce scade concentrația de HNO3.
42. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 36,6 mL de acid oxalic soluție 3%, dar notează în caietul de
laborator 37 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
43. O bucată de sârmă de cupru este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 3% H2SO4
și care ajunge la 1,5%. Explicați de ce scade concentrația de H2SO4.
44. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 89,3 mL de HCl sol. 3%, dar notează în caietul de laborator 90
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
45. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 1,71 g și mi2 = 1,85 g. După 5 zile cele
două eșantioane cântaresc: mf1 = 1,33 g și mf2 = 1,46 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
46. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de acid
clorhidric cu pH inițial de 3,9 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 5,3.
Explicați de ce crește pH-ul.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
103
47. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 52,7 mL de acid, dar notează în caietul de laborator 53 mL. Cum
va afecta precizia determinării ? Explicați.
48. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 9,93 g și mi2 = 9,57 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 9,81 g și mf2
= 9,40 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
49. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție de HNO3 uzată de
concentrație inițială de 9% și care ajunge în final la 5%. Explicați de ce scade
concentrația acidului.
50. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 3,48 g și mi2 = 3,99 g. După 6 zile cele două
eşantioane au masa: mf1 = 3,27 g și mf2 = 3,75 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
51. O bucată de aluminiu 98% este imersată timp de 6 zile într-o soluție apoasă 8%
HNO3 și care ajunge la 6% HNO3. Explicați de ce scade concentrația de HNO3.
52. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 48,3 mL de acid oxalic soluție 2%, dar notează în caietul de
laborator 49 mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
53. O bucată de sârmă de cupru este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 3% H2SO4
și care ajunge la 1,2%. Explicați de ce scade concentrația de H2SO4.
54. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 62,4 mL de HCl sol. 6%, dar notează în caietul de laborator 63
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
104
55. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 7,22 g și mi2 = 7,26 g. După 5 zile cele
două eșantioane cântăresc: mf1 = 7,20 g și mf2 = 7,23 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
56. O bucată de material este imersată timp de 4 zile într-o soluție apoasă de acid
clorhidric cu pH inițial de 3,54 și care ajunge după cele 4 zile la un pH de 5,12.
Explicați de ce crește pH-ul.
57. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi umple
cilindrul gradat cu 35,7 mL de acid, dar notează în caietul de laborator 36 mL. Cum
va afecta precizia determinării ? Explicați.
58. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 9,53 g și mi2 = 9,11 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 9,41 g și mf2
= 9,00 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
59. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție de HNO3 uzată de
concentrație inițială de 11% și care ajunge în final la 8%. Explicați de ce scade
concentrația acidului.
60. Un student în timpul determinării comportării unui material față de acizi utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 7,45 g și mi2 = 7,85 g. După 6 zile cele două
esantioane au masa: mf1 = 7,24 g și mf2 = 7,65 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
105
3.5. Comportarea materialelor față de baze
(anorganice și organice) ( L5 )
CONSIDERAȚII TEORETICE
Coroziunea reprezintă totalitatea proceselor chimice şi electrochimice care au ca
rezultat degradarea suprafeţelor metalice.
În natură majoritatea metalelor există sub formă de combinaţii, cel mai des
întâlnite fiind oxizii, acest lucru atestă faptul că starea metalică este foarte instabilă din
punct de vedere termodinamic. În prezenţa agenţilor chimici şi electrochimici metalele
au tendinţa de a se coroda.
Coroziunea este un proces complex fiind determinat de foarte mulţi factori şi se
poate clasifica în coroziune chimică şi electrochimică în funcţie de mecanismul de
producere.
Coroziunea chimică reprezintă atacul asupra metalelor în mediu uscat din partea
unor agenţi chimici cum sunt unele gaze: dioxid de carbon, clor, oxigen, acid clorhidric
etc. Acest tip de coroziune se întâlneşte mai ales în industrie la instalaţii, fiind foarte
favorizat de temperatură. În cursul coroziunii reacţia dintre metal şi mediul înconjurător
nu are loc cu transport de sarcini electrice.
Dacă la suprafaţa de acţiune a agenţilor chimici mai apare şi umezeală care joacă
rolul de electrolit (practic toate acestea conduc la apariţia unor pile electrochimice la
suprafaţă) atunci coroziunea chimică se transformă în coroziune electrochimică.
În cursul coroziunii electrochimice în timpul reacţiei metalului cu mediul
înconjurător apare şi un transport de sarcini electrice. Dacă unul din elementele unei pile
electrochimice lipseşte atunci procesul de coroziune nu are loc.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
106
Reacţia chimică (coroziunea chimică) este posibilă la toate materiile
prime/materialele folosite în industrie, în timp ce coroziunea electrochimică nu apare
decât la metale, deoarece numai ele posedă electroni liberi. Materialele sintetice nu
posedă această structură, ele fiind degradate de obicei numai chimic.
Prin introducerea metalului în apă sau în mediul cu proprietăţi electrolitice, pe
suprafaţa metalului apar elemente galvanice, în care impurităţile din metal funcţionează
ca microcatozi cu descărcare de hidrogen pe suprafaţa lor, în timp ce metalul
funcţionează ca anod și se dizolvă.
În practică, este importantă cunoaşterea vitezelor reale cu care se desfăşoară
procesul de coroziune. Dacă procesul de coroziune are o viteză de desfăşurare foarte
mică se poate considera că materialul este rezistent la coroziune. Coroziunea se poate
aprecia cantitativ prin calcularea vitezei de coroziune.
Viteza de coroziune (vcor) reprezintă variaţia masei probei (Δm), ca rezultat al
coroziunii, pe unitatea de suprafaţă (S) în unitatea de timp (t):
vcor = Δm/(S·t) (1)
Δm=|mf−mi| (2)
și care se exprimă de regulă în g/m2h.
Este cel mai utilizat mod de exprimare al coroziunii, putând reprezenta creşterea
în greutate a probei, prin formarea de produşi de coroziune (oxidarea metalelor) care
rămân aderenţi la metal sau poate simboliza scăderea în greutate, atunci când produşii de
coroziune pot fi îndepărtaţi de pe suprafaţă.
Rezistenţa la coroziune se exprimă prin scări convenţionale conform tabelului 1.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
107
Tabelul 1 Scara convenţională a rezistenţei la coroziune a materialelor
Grupa de rezistență Pierderi de
masă (g/m2h)
Coeficientul
de stabilitate
I. Perfect stabile 0.007 1
II. Foarte stabile 0.007-0.035 2
0.035-0.07 3
III. Stabile, bine
utilizabile
0.07-0.35 4
0.35-0.7 5
IV. Oarecum rezistente 0.7-3.5 6
3.5-7.0 7
V. Foarte puțin rezistente 7.0-35 8
35-70 9
I. Nerezistente Peste 70 10
TDS (substanțele total dizolvate) este o măsură a activității ionice a unei soluții și
reprezintă gradul de mineralizare a unei ape sau a unei soluții. TDS crește atunci când
concentrația de substanțe dizolvate crește.
In laborator, fiecare student din echipa de lucru va determina individual
pierderile/depunerile de masă (coroziune chimică și electrochimică) a materialelor
imersate un timp îndelungat (timp de o săptămână) în probe de baze (hidroxizi)
anorganici sau organici.
Obiective:
1. Determinarea pierderilor/depunerilor de masă (coroziune chimică și
electrochimică) a materialelor metalice imersate un timp de 7 zile în probe
de ape bazice (hidroxizi).
2. Precizie și acuratețe calculul erorilor
3. Completarea unei Fișe de laborator (FL5 )
4. Rezolvarea a două probleme primite spre rezolvare
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
108
Materiale și aparate:
Balanța tehnică de precizie ( două zecimale) model……………….......................
Material necunoscut (cod material ……………………..)
Cilindru gradat de 100 cm3
Pahare Berzelius de 150 - 200 cm3 sau pahare de unică folosință
Soluții apoase de baze: soluție bază anorganică și soluție de bază organică
Etichete autocolante
pH-metru, TDS-metru și șubler digital
Mod de lucru :
1. Se măsoară 50 cm3 soluție apoasă de bază anorganică .........cu următoarele
caracteristici fizico-chimice inițiale:
pH i = ……..,
TDS i = …….... mg/L, substanțe total dizolvate
2. Se transvazează total soluția apoasă bazică anorganică ...........în paharul notat cu A;
3. Se deschide balanta tehnică;
4. Se așează pe talerul balanței materialul primit; se cântărește și se notează masa lui
cu mi = ……g
5. Se așează în paharul A, astfel încât un capăt este prins de marginea paharului cu un
cârlig (sau agrafă de birou);
6. Se lasă timp de o săptămână (7 zile) pe etajera / dulapul din laborator;
7. Dupa o săptămână, materialul se extrage din paharul A, se lasă 10 min. la uscat pe
hârtie de filtru, apoi se cântăreste, notându-se masa finală mf = ………g
8. Se calculează masa de material pierdut / depus cu formula:
m pierdut / depus = | mi – mf | (g);
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
109
9. Se repetă procedura de lucru pentru situația în care se utilizează o soluție apoasă de
bază organică ................– paharul notat cu B, pornind de la pasul 1.
10. Se măsoară caracteristicile fizico-chimice finale ale soluției bazice: pHf și TDSf.
11. Se calculează / estimează suprafața materialului primit (în m2) cu ajutorul
șublerului digital
12. Se calculează / estimează timpul experimentului (în h)
Rezultatele obținute se notează în Tabelul 2.
Tabel 2. Comportarea materialelor față de baze (organice și anorganice)
Soluție
apoasă de
bază
Caracterictici
fizico-chimice
INIȚIALE m i (g)
m f (g)
mmaterial pierdut
=|mf – mi|
(g)
Caracterictici
fizico-chimice
FINALE
Viteza de
coroziune
pHi TDSi
(mg/L) pHf
TDSf
(mg/L)
vcor
(g/m2h)
A (bază
anorganică)
.............
B (bază
organică)
..................
Nota FL 5 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite
(problema cu complexitate ușoară - 1 punct; problema cu complexitate medie - 2 puncte)
Calculele pentru lucrarea practică și rezolvarea celor două probleme se efectuează
pe o foaie separată ce se va preda împreună cu fișa de laborator.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
110
FIȘA DE LABORATOR 5 ( FL5 )
Comportarea materialelor față de baze anorganice și organice
Data:
Nume si prenume student ___________________________________________
Comportarea materialului față de soluții apoase baze anorganice / organice
Cod material..................................................................
Bază
anorganică
..........................
Bază
organică
......................
5. 1. Caracteristicile fizico-chimice INIȚIALE
pHi
substanțe total dizolvate TDSi (mg/L)
6. 2. Caracteristicile fizico-chimice FINALE
pHf
substanțe total dizolvate TDSf = ......... (mg/L)
3. Masa inițială material (m i) g
4. Masa finală material (m f ) g
5. Masa material pierdută/depusă (m pierdută/depusă) g
6. Viteza de coroziune vcoroziune (g/m2h)
CONCLUZII: …………………………………………...........................................
…………………………………………………………………………....... (7 puncte)
Rezolvaţi cele două probleme primite ca și temă (3 puncte)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
111
Teme pentru lucrarea 5
1. O bucată de staniu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 5% de
NaOH și care ajunge la o concentrație de 1% NaOH. Explicați de ce scade
concentrația soluției de NaOH.
2. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 49,8 mL de KOH soluție 8%, dar notează în caietul de laborator
50 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
3. O bucată de sârmă de aluminiu este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 2% NaOH
și care ajunge la 1%. Explicați de ce scade concentrația de NaOH.
4. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 99,4 mL de NH4OH sol. 3%, dar notează în caietul de laborator
100 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
5. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 1,73 g și mi2 = 1,87 g. După 5 zile cele două
eșantioane cântaresc: mf1 = 1,34 g și mf2 = 1,47 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării ?
6. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de amoniac cu
pH inițial de 9,7 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 7,3. Explicați de ce
scade pH-ul soluției de bază.
7. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 50,6 mL de bază, dar notează în caietul de laborator 50 mL.
Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
8. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 1,62 g și mi2 = 1,50 g. După 5 zile de
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
112
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 1,51 g și mf2
= 1,40 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
9. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție uzată de alcool
isopropilic de concentrație inițială de 7% și care ajunge în final la 3%. Explicați de
ce scade concentrația alcoolului.
10. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 3,48 g și mi2 = 3,75 g. După 6 zile cele două
eșantioane au masa: mf1 = 3,25 g și mf2 = 3,55 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
11. O bucată de staniu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 3% de
NaOH și care ajunge la o concentrație de 1% NaOH. Explicați de ce scade
concentrația soluției de NaOH.
12. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 39,9 mL de KOH soluție 7%, dar notează în caietul de laborator
40 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
13. O bucată de sârmă de aluminiu este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 5%
NaOH și care ajunge la 2,5%. Explicați de ce scade concentrația de NaOH.
14. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 78,4 mL de NH4OH sol. 5%, dar notează în caietul de laborator
80 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
15. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 2,13 g și mi2 = 2,97 g. După 5 zile cele două
eșantioane cântăresc: mf1 = 2,04 g și mf2 = 2,77 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
113
16. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de amoniac cu
pH inițial de 8,7 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 6,3. Explicați de ce
scade pH-ul soluției de bază.
17. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 40,6 mL de bază, dar notează în caietul de laborator 41 mL.
Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
18. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 3,72 g și mi2 = 3,60 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 3,61 g și mf2
= 3,50 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
19. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție uzată de hidroxid de
potasiu de concentrație inițială de 5% și care ajunge în final la 3%. Explicați de ce
scade concentrația KOH.
20. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 4,49 g și mi2 = 4,76 g. După 6 zile cele două
eșantioane au masa: mf1 = 4,27 g și mf2 = 4,56 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
21. O bucată de staniu 98% este imersată timp de 6 zile într-o soluție apoasă 7% de
KOH și care ajunge la o concentrație de 5,5% KOH. Explicați de ce scade
concentrația soluției de KOH.
22. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 39,3 mL de NaOH soluție 7%, dar notează în caietul de
laborator 40 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
23. O bucată de sârmă de aluminiu este imersată timp de 4 zile într-o soluție de 3%
NaOH și care ajunge la 2%. Explicați de ce scade concentrația de NaOH.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
114
24. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 79,4 mL de NH4OH sol. 4%, dar notează în caietul de laborator
80 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
25. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 3,74 g și mi2 = 3,88 g. După 5 zile cele două
eșantioane cântaresc: mf1 = 3,35 g și mf2 = 3,48 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
26. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de amoniac cu
pH inițial de 9,5 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 6,8. Explicați de ce
scade pH-ul soluției de bază.
27. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 48,6 mL de bază, dar notează în caietul de laborator 48,5 mL.
Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
28. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 4,62 g și mi2 = 4,50 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 4,51 g și mf2
= 4,40 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
29. O bucată de material este imersată timp de 6 zile într-o soluție uzată de alcool
isopropilic de concentrație inițială de 10% și care ajunge în final la 7%. Explicați
de ce scade concentrația alcoolului.
30. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 5,48 g și mi2 = 5,75 g. După 6 zile cele două
eșantioane au masa: mf1 = 5,25 g și mf2 = 5,59 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
115
31. O bucată de staniu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 9% de
NaOH și care ajunge la o concentrație de 8% NaOH. Explicați de ce scade
concentrația soluției de NaOH ?
32. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 25,8 mL de KOH soluție 2%, dar notează în caietul de laborator
26 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
33. O bucată de sârmă de aluminiu este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 8%
NaOH și care ajunge la 7%. Explicați de ce scade concentrația de NaOH.
34. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 93,5 mL de NH4OH sol. 3%, dar notează în caietul de laborator
95 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
35. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două esantioane de mase diferite: mi1 = 6,78 g și mi2 = 6,87 g. După 5 zile cele două
eșantioane cântaresc: mf1 = 6,34 g și mf2 = 6,49 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
36. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de amoniac cu
pH inițial de 8,7 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 6,5. Explicați de ce
scade pH-ul soluției de bază.
37. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 54,6 mL de bază, dar notează în caietul de laborator 54 mL.
Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
38. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 7,72 g și mi2 = 7,50 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 7,51 g și mf2
= 7,40 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
116
39. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție uzată de alcool
metilic de concentrație inițială de 4,5% și care ajunge în final la 3%. Explicați de ce
scade concentrația alcoolului.
40. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 8,48 g și mi2 = 8,75 g. După 6 zile cele două
eșantioane au masa: mf1 = 8,25 g și mf2 = 8,59 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
41. O bucată de staniu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 3% de
NaOH și care ajunge la o concentrație de 0,5% NaOH. Explicați de ce scade
concentrația soluției de NaOH.
42. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 39,8 mL de KOH soluție 7%, dar notează în caietul de laborator
40 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
43. O bucată de sârmă de aluminiu este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 6%
NaOH și care ajunge la 3%. Explicați de ce scade concentrația de NaOH.
44. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 75,2 mL de NH4OH sol. 3%, dar notează în caietul de laborator
75 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
45. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 8,73 g și mi2 = 8,87 g. După 5 zile cele două
eșantioane cântăresc: mf1 = 8,34 g și mf2 = 8,47 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
46. O bucată de material este imersată timp de 3 zile într-o soluție apoasă de amoniac cu
pH inițial de 8,8 și care ajunge după cele 3 zile la un pH de 7,1. Explicați de ce
scade pH-ul soluției de bază.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
117
47. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 55,6 mL de bază, dar notează în caietul de laborator 55 mL.
Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
48. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 3,63 g și mi2 = 3,30 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 3,51 g și mf2
= 3,2 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
49. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție uzată de alcool
isopropilic de concentrație inițială de 10% și care ajunge în final la 8,3%. Explicați
de ce scade concentrația alcoolului.
50. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 9,48 g și mi2 = 9,75 g. După 6 zile cele două
eșantioane au masa: mf1 = 9,25 g și mf2 = 9,56 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
51. O bucată de staniu 98% este imersată timp de 7 zile într-o soluție apoasă 4,8% de
NaOH și care ajunge la o concentrație de 2,1% NaOH. Explicați de ce scade
concentrația soluției de NaOH.
52. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 22,8 mL de KOH soluție 8%, dar notează în caietul de laborator
22 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
53. O bucată de sârmă de aluminiu este imersată timp de 5 zile într-o soluție de 7,5%
NaOH și care ajunge la 5,5%. Explicați de ce scade concentrația de NaOH.
54. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 74,8 mL de NH4OH sol. 3%, dar notează în caietul de laborator
75 mL. Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
118
55. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 4,43 g și mi2 = 4,97 g. După 5 zile cele două
eșantioane cântăresc: mf1 = 4,34 g și mf2 = 4,88 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
56. O bucată de material este imersată timp de 4 zile într-o soluție apoasă de amoniac cu
pH inițial de 7,7 și care ajunge după cele 4 zile la un pH de 6,5. Explicați de ce
scade pH-ul soluției de bază.
57. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze, umple
cilindrul gradat cu 11,6 mL de bază, dar notează în caietul de laborator 11 mL.
Cum va afecta precizia determinării? Explicați.
58. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eşantioane de mase diferite: mi1 = 3,32 g și mi2 = 3,50 g. După 5 zile de
electroliză internă cele două eșantioane se cântăresc și se obține: mf1 = 3,11 g și mf2
= 3,40 g. Care este masa de material pierdută și care este precizia determinării?
59. O bucată de material este imersată timp de 7 zile într-o soluție uzată de alcool
isopropilic de concentrație inițială de 5,5% și care ajunge în final la 3%. Explicați
de ce scade concentrația alcoolului.
60. Un student, în timpul determinării comportării unui material față de baze utilizează
două eșantioane de mase diferite: mi1 = 12,48 g și mi2 = 12,75 g. După 6 zile cele
două eșantioane au masa: mf1 = 12,25 g și mf2 = 12,55 g. Care este masa de material
pierdută și care este precizia determinării?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
119
3.6. Recuperarea metalelor nobile (cupru)
din ape industriale uzate ( L6 )
CONSIDERAȚII TEORETICE
Sistemul neutru din punct de vedere electric la interfaţa metal/soluţie de electrolit
(soluţia unei săruri solubile a metalului utilizat), se numește electrod. La interfața dintre
metal şi electrolit apare o diferenţă de potenţial care se numeşte potenţial de electrod (ε).
Acest potenţial depinde de mai mulţi factori: natura metalului; natura soluţiei de
electrolit și de concentraţia soluţiei de electrolit.
În funcţie de reacţiile care se petrec la electrozi aceştia se pot clasifica în:
electrozi reversibili;
electrozi ireversibili.
Electrozii reversibili sunt caracterizaţi de reacţii de echilibru la interfaţa metal /
soluţie de electrolit (soluţia unei săruri solubile a metalului utilizat).
Apariţia potenţialului de electrod (de echilibru) se explică prin tendinţa spontană a
metalelor de a transmite ioni în soluţie şi a ionilor metalici din soluţie de a se depune pe
metal. Metalele care trimit ioni pozitivi în soluţie se încarcă negativ, iar cele pe care se
depun ionii metalici pozitivi din soluţie se încarcă pozitiv. Acest principiu face ca în
lipsa unui curent electric furnizat de o sursă de curent externă metalul să se depună
pe electrod.
La cei doi electrozi au loc semireacţii de oxidare sau reducere, adică cu transfer de
electroni. Fiecare metal este caracterizat de un anumit potenţial de descărcare la
electrod, care se numeşte potenţial redox standard. Mărimea acestuia este o măsură a
tendinţei de reducere a ionilor metalici (deci a capacităţii de a fi oxidant).
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
120
Dacă se ordonează metalele în funcţie de acest potenţial de reducere (redox) se
obţine seria activităţii chimice sau seria Volta- Beketov.
Seria de activitate constituie o clasificare a metalelor după capacitatea lor de a
deplasa ionul unui alt metal din soluţie.
Fiecare dintre ionii metalelor situaţi în stânga metalului considerat din această
serie poate fi dezlocuit în soluţie de metalul considerat.
Deşi nu este metal, hidrogenul apare în această serie drept etalon, pentru abilitatea
hidracizilor HX de a dizolva metalele situate în dreapta hidrogenului în serie.
In laborator, fiecare student din echipa de lucru va determina individual eficiența
de recuperare a ionilor unui metal nobil (Cu2+
) din probe de ape industriale uzate de
concentrație inițială (C iniţial %) cunoscută.
Principiul metodei: electroliza internă și seria de activitate a metalelor.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
121
Obiective:
1. Determinarea eficienței de recuperare a ionilor unui metal nobil (Cu2+
)
din probe de ape industriale uzate (de la galvanizări);
2. Precizie și acuratețe erori
3. Fișa de laborator ( FL 6 )
4. Rezolvarea a două probleme primite ca temă.
Materiale si aparate:
Balanța tehnică de precizie ( două zecimale) model …………………
Electrod de electroliză internă sârmă de alamă (pentru recuperarea Cu2+
)
Cilindru gradat de 100 cm3
Pahare Berzelius de 150 - 200 cm3 sau pahare de unică folosință
Ape industriale uzate de la galvanizari electrochimivce pe bază de ioni de cupru :
a) solutie 1 % CuSO4
b) solutie 3 % CuSO4
c) solutie 5 % CuSO4
d) solutie 7 % CuSO4
Etichete autocolante
Notă: Fiecare student va folosi doar una din soluțiile cu concentrațiile următoare: 1%,
3%, 5% sau 7% CuSO4.
Mod de lucru :
1. Se măsoară 75 cm3 soluție de apă industrială uzată de concentrație C inițială…… %
2. Se transvazează total soluția de apă industrială în paharul etichetat;
3. Se deschide balanța tehnică, model…………………………...................................
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
122
4. Se așează pe talerul balanței o bucată de sârmă de …...............; se notează masa ei cu
mi ;
5. Se așează sârma în pahar astfel încât un capăt este prins de marginea paharului cu un
cârlig (sau agrafă de birou);
6. Se lasă timp de o săptămână (7 zile) pe etajeră / dulapul din laborator;
7. Dupa o săptămână, sârma se extrage din pahar, se lasă 10 min. la uscat pe hârtie de
filtru, apoi se cântăreşte, notându-se masa finală: mf ;
8. Se calculează masa de metal nobil depus cu formula:
mmetal depus = mf – mi ;
9. Se calculează cantitatea de material (metal nobil depus), după o săptămână (7 zile)
de electroliză internă și concentrația finală a soluției de apă industrială, Cfinală %.
Ci (%) = (mdi / ms) × 100
Cf (%) = (mdf / ms) × 100
unde: mdi= masa inițială de substanță dizolvată (CuSO4) (g)
ms = masa soluției (g)
mdf= masa finală de substanță dizolvată (se va calcula în funcție de mdi și de
mmetal depus (g)
Exemplu de calcul pentru o concentrație inițială de 10% CuSO4 și 2,25 g de Cu depus
Date cunoscute:
mi (masa inițială de material)
mf (masa finală de material)
mCu depus= 2,25 g (presupunere)
ci (concentrația inițială) = 10% CuSO4
ρs=1,1070 g/cm3 pentru o soluție de 10% CuSO4
Vs=100 mL soluție de 10% CuSO4
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
123
Se cere: Calcularea concentrației finale (cf de CuSO4)
Rezolvare:
Concentrația procentuală are următoarea formulă:
𝑐𝑖 =𝑚𝑑𝑖
𝑚𝑠𝑖∙ 100
unde:
- mdi este cantitatea de CuSO4 dizolvată la prepararea soluției de 10% CuSO4
- - msi este masa soluției de 10% CuSO4
Știind că densitatea soluției de CuSO4 are formula următoare:
𝜌𝑠 =𝑚𝑠𝑖𝑉𝑠
calculăm msi astfel:
𝜌𝑠 =𝑚𝑠𝑖𝑉𝑠
→ 𝑚𝑠𝑖 = 𝜌𝑠 ∙ 𝑉𝑠 = 110,70 𝑔
Din înlocuirea în formula concentrației procentuale obținem mdi:
𝑐𝑖 =𝑚𝑑𝑖
𝑚𝑠𝑖∙ 100 =
𝑚𝑑𝑖
𝜌𝑠 ∙ 𝑉𝑠→ 𝑚𝑑𝑖 =
𝑐𝑖 ∙ 𝜌𝑠 ∙ 𝑉𝑠100
= 11,07 𝑔
Ținând cont că soluția se prepară prin amestecarea unei anumite cantități de CuSO4 (în
acest caz mdi= 11,07 g) cu o anumită cantitate de apă (mapă inițială), putem calcula această
cantitate de apă utilizată, astfel:
𝑚𝑎𝑝ă 𝑖𝑛𝑖 ț𝑖𝑎𝑙ă = 𝑚𝑠𝑖 −𝑚𝑑𝑖 = 99,61 𝑔
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
124
Printr-un artificiu de calcul putem afla ce cantitate de CuSO4 s-a consumat pentru
depunerea a 2,25 g Cu, aplicând regula de trei simplă, astfel:
ACu = 63,54 …………………….…MCuSO4 = ACu+AS+4·AO = 111,6
2,25 (g) ………………………………..…mCuSO4 consumat (g CuSO4)
mCuSO 4 consumat g =MCuSO 4 · 2,25(g)
ACu= 3,951 g CuSO4consumat
(este cantitatea de substanță consumată din soluția inițială de CuSO4 pentru depunerea a
2,25g de Cu),
unde:
ACu este masa atomică a cuprului = 63,54 (se extrage din Tabelul Periodic al
Elementelor)
MCuSO4 se calculează ca fiind suma maselor atomice a elementelor din care este format
substanța astfel:
MCuSO4 = ACu+AS+4·AO = 111,6 ( AS=32,07 si AO=15,99 )
Acum se poate calcula masa de CuSO4 dizolvată în soluția finală mdf (cantitatea de
CuSO4 dizolvată existentă în soluția finală):
mdf = mdi − mCuSO 4 consumat = 7,119 g
Masa soluției finale msf se poate afla ca fiind suma dintre mdf și masa finală de
apă existentă în soluția de CuSO4 mapă finală.(considerând că, într-un interval de 7 zile, s-a
evaporat 20% din apa existentă în soluție):
msf = mdf + mapă finală = 86,807 g
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
125
Din formula concentrației procentuale se calculează concentrația finală a soluției,
astfel:
𝑐𝑓 =𝑚𝑑𝑓
𝑚𝑠𝑓∙ 100 = 8,20 %
Se poate observa o scădere a concentrației finale față de concentrația inițială, datorată
depunerii a 2,25 de grame de Cu pe materialul supus electrolizei libere.
Rezultatele obținute se notează în Tabelul 1.
Tabel 1. Recuperarea metalelor nobile din ape uzate industriale
Soluție de
Cinițială (%) mi (g) mf (g)
mmetal depus =
mf – mi (g)
Soluție de
C finală %.
Se rezolvă două probleme primite ca și tema.
Nota FL 6 = 7 p (efectuarea lucrării practice și a calculelor) + 3 p (rezolvarea celor două
probleme primite)
(problema cu complexitate ușoară - 1 punct; problema cu complexitate medie 2 puncte)
Calculele pentru lucrarea practică și rezolvarea celor două probleme se efectuează
pe o foaie separată ce se va preda împreună cu fișa de laborator.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
126
FIȘA DE LABORATOR 6 ( FL6 )
Recuperarea metalelor nobile (CUPRU)
Data :
Nume și prenume student : _______________________________________________
Recuperarea Cu din ape industriale uzate de concentrație C inițială …….........%
1. Masa de electrod (sârmă) ( mi )g_______________________________________
2. Masa de electrod cu metal nobil depus după o săptămână ( mf )g______________
3. Masa de metal nobil depus ( mmetal nobil ) g _______________________________
4. Concentrația finală a apei uzate (Cfinală %) ______________________________
CONCLUZII:
………………………………………………………………………….........................
………………………………………………………………………….....( 7 puncte )
Rezolvați cele două probleme primite ca și temă ( 3 puncte )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
127
Teme pentru lucrarea 6
1. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile în 100 mL soluție de apă
industrială uzată de argint de concentrație inițială de 2% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 1,2% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
2. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul gradat
cu 49,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 50 mL.
Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
3. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 6 zile în 100 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 10% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 2% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
4. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul gradat
cu 75,4 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 75 mL.
Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
5. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi electrozi
de mase diferite: mi1 = 1,23g si mi2 = 1,41g. După 5 zile de electroliză internă pe cei
doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1 = 1,67 g și mf2
=1,86 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia determinării ?
6. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 8 zile în 0,5 L soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 7% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 3% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
128
că se evaporă 25% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
7. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul gradat
cu 98,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 100 mL.
Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
8. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi electrozi
de mase diferite: mi1 = 1,56g și mi2 = 1,31g. După 3 zile de electroliză internă pe cei
doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1 = 1,81 g și mf2
= 1,56 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia determinării ?
9. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 4 zile în 750 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 4,5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 2% CuSO4, Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
că se evaporă 15% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
10. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 2,15g și mi2 = 2,44g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 2,67g și mf2 = 2,96g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
11. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 3 zile în 200 mL soluție de apă
industrială uzată de argint de concentrație inițială de 3% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 1,25% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 10% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
129
12. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 39,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 40
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
13. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 6 zile în 1 L soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 8% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 5,5% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
14. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 63,2 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 63
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
15. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 2,23 g si mi2 = 2,41 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 2,66 g și mf2 = 2,87 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
16. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 4 zile în 375 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 4% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
că se evaporă 15% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
17. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 99,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 100
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
130
18. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 3,55 g și mi2 = 3,38 g. După 3 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 3,84 g și mf2 = 3,51 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
19. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 10 zile în 0,65 L soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 9% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 6,3% CuSO4, Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 25% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
20. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 4,15 g și mi2 = 4,49 g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 4,66 g și mf2 = 4,98 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
21. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 3 zile în 225 mL soluție de apă
industrială uzată de argint de concentrație inițială de 11% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 10,2% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 5% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
22. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 39,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 40
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
23. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 7 zile în 575 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 7,5% CuSO4, care ajunge în
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
131
final la o concentrație de 3,5% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
24. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 86,9 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 87
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
25. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 3,23 g si mi2 = 3,48 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 3,67 g și mf2 = 3,86 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
26. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 4 zile în 150 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 8,5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 6,5% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 15% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
27. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 39,8 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 40
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
28. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 5,59 g și mi2 = 5,31 g. După 3 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 5,81 g și mf2 = 5,59 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
132
29. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 9 zile în 1,5 L soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 9,5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 4,5% CuSO4, Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 25% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
30. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 6,65 g și mi2 = 6,47 g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 6,88 g și mf2 = 6,72 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
31. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 3 zile în 300 mL soluție de apă
industrială uzată de argint de concentrație inițială de 2,5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 1,7% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 10% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
32. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 48,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 50
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
33. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 6 zile în 450 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 12% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 9,6% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
133
34. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 75,4 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 75
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
35. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 7,27 g si mi2 = 7,41 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 7,57 g și mf2 = 7,66 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
36. O bucata de sârmă de alamă este imersată timp de 3 zile în 125 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 1,0% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 0,5% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 10% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
37. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 99,1 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 99
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
38. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 8,59 g și mi2 = 8,31 g. După 3 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 8,81 g și mf2 = 8,76 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
39. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 8 zile în 360 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 1,5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 1% CuSO4, Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
134
că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
40. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 5,75 g și mi2 = 5,44 g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 6,89 g și mf2 = 6,86 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
41. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 6 zile în 660 mL soluție de apă
industrială uzată de argint de concentrație inițială de 8% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 5,2% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
42. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 48,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 49
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
43. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 6 zile în 700 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 12% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 11% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
44. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 78,4 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 79
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
45. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 10,23 g si mi2 = 10,41 g. După 5 zile de electroliză
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
135
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 10,67 g și mf2 = 10,86 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este
precizia determinării ?
46. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 3 zile în 850 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 14% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 11% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 10% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
47. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 88,5 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 89
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
48. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 10,55 g și mi2 = 10,38 g. După 3 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 10,74 g și mf2 = 10,62 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este
precizia determinării ?
49. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 10 zile în 900 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 10% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 9% CuSO4, Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
că se evaporă 25% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
50. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 9,95 g și mi2 = 9,64 g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
136
= 10,47 g și mf2 = 10,12 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este
precizia determinării ?
51. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 3 zile în 500 mL soluție de apă
industrială uzată de argint de concentrație inițială de 5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 4,5% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 10% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
52. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 51,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 51
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
53. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile în 650 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 8% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 6% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
că se evaporă 15% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
54. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 89,4 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 90
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
55. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 8,23 g si mi2 = 8,48 g. După 5 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 8,66 g și mf2 = 8,89 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
56. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 5 zile în 800 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 8% CuSO4, care ajunge în
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
137
final la o concentrație de 6,5% CuSO4. Calculați masa de cupru depusă. Se
consideră că se evaporă 15% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte
densitatea soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
57. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, umple cilindrul
gradat cu 48,7 mL de apă industrială uzată, dar notează în caietul de laborator 49
mL. Cum va afecta precizia determinării ? Explicați.
58. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 8,45 g și mi2 = 8,33 g. După 3 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 8,92 g și mf2 = 8,71 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
59. O bucată de sârmă de alamă este imersată timp de 7 zile în 900 mL soluție de apă
industrială uzată de cupru de concentrație inițială de 7,5% CuSO4, care ajunge în
final la o concentrație de 4% CuSO4, Calculați masa de cupru depusă. Se consideră
că se evaporă 20% din cantitatea iniţială de apă din soluţie. Se foloseşte densitatea
soluţiei apoase iniţiale de CuSO4 din Anexa 1.
60. Un student, în timpul determinării recuperării unui metal nobil, utilizează doi
electrozi de mase diferite: mi1 = 5,55 g și mi2 = 5,43 g. După 7 zile de electroliză
internă pe cei doi electrozi se depune metalul nobil, iar prin cântărire se obține: mf1
= 5,77 g și mf2 = 5,82 g. Care este masa de metal nobil depusă și care este precizia
determinării ?
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
138
IV: Elaborarea unui eseu referitor la caracterizarea materialului
primit în cadrul lucrărilor de laborator și a comportamentului
acestuia în diverse medii studiate
Eseul va fi elaborat cu ajutorul rezultatelor obținute la lucrările de laborator. Va fi
redactat pe calculator, în Word, cu caractere Times New Roman de 12, la 1,5 rânduri.
Marginile paginii vor fi de 2,5 cm.
Eseul va avea între 5-10 pagini (minim 5 pagini) și structura unui articol științific.
Indicațiile pentru redactare sunt următoarele:
Titlul eseului va fi scris cu Times New Roman caractere 14, Bold. Sub titlu se vor trece
Prenumele și numele autorului (Times New Roman caractere 12, Italic). Afilierea (în
acest caz Facultatea de Știința și Ingineria Mediului, adresa facultății, secția și grupa) va
fi trecută sub prenume și nume cu aceleași caractere. După titlu, prenume, nume și
afiliere urmează:
1. Abstractul (Rezumatul): reprezintă un rezumat a întregii lucrări. Nu conține
indici bibliografici. Conține o parte introductivă despre materialul primit (3-4
propoziții), urmată de câteva rezultate relevante obținute și o concluzie scurtă.
Abstractul nu poate avea o lungime mai mare de jumătate de pagină.
2. Cuvintele cheie: maxim 5 cuvinte cheie care să reflecte esențialul eseului.
3. Introducerea: va conține obiectivul eseului și informații despre materialul folosit
la lucrările de laborator: compoziție, fabricare, istoric, etc.
4. Partea Experimentală: va conține informații despre metodele experimentale
folosite la caracterizarea și comportarea în diverse medii a materialului folosit.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
139
5. Rezultate și discuții: în această secțiune se vor trece rezultatele obținute pentru
fiecare metodă folosită și se va discuta comportamentul materialului în diferitele
medii.
6. Concluziile: se vor formula concluziile finale desprinse în urma rezultatelor și
discuțiilor.
7. Bibliografie: indicii bibliografici se vor trece în ordinea alfabetică. Bibliografia
va conține cel puțin 5 indici bibliografici.
Exemplu pentru articole și cărți: Jun Kyu Lee, Woo Young Yoon,Bok Ki Kim, 2013,
Electrochemical Behaviors of Diamond-Like-Carbon-Coated Silicon Monoxide–
Graphite Composite Anode for Li-Ion Battery, Journal of Electrochemical Society,
Volume 160, Issue 9, Pages A1348-A1352.
Exemplu pentru informații luate de pe internet: Ceramic materials, Wikipedia, on-
line la: https://en.wikipedia.org/wiki/Ceramic_materials, accesat în data de 05/07/2013,
orele 11:16.
IMPORTANT! Citarea în text a bibliografiei se face în dreptul fiecărei propoziții sau
paragraf luat din sursa bibliografică și se exprimă într-o manieră proprie (adică nu se
preia exact cum este scris în sursa bibliografică).
Citarea se face astfel:
Exemplu : (Ionescu et al, 2007), dacă există mai mult de 2 autori
(Ionescu & Popescu, 2007) dacă există doar 2 autori
(Ionescu, 2007) dacă există un singur autor
(*Wikipedia, 2013) dacă informația a fost extrasă în 2013
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
140
ESEUL va fi listat față-verso, capsat și prezentat în folie, sau în folder de plastic și
semnat.
V. BIBLIOGRAFIE
1. C. Roşu, 2007 : Indrumător de lucrări practice de chimia mediului, Ed.
Casa Cărtii de Știință, Cluj-Napoca, p. 172.
2. C. Roşu, 2014 : Ştiinţa şi Ingineria Materialelor (elemente teoretice şi
aplicaţii practice), suport de curs, format electronic,
www.enviro.ubbcluj.ro, Cluj-Napoca, p. 200.
3. H. Nascu, L. Marta, E.M. Pica, V. Popescu, M. Ungureşan, L. Jantschi,
2002: Chimie. Indrumător de lucrări practice, Ed. U.T. Pres, Cluj-
Napoca, p.250.
4. H. Nascu, V. Popescu, L. Bolunduț, 2008: Chimie. Indrumător de
lucrări practice, Ed. U.T.Pres, Cluj-Napoca, p.200.
5. N. Popescu, 1977: Studiul materialelor, Ed. Didactică și Pedagogică,
Cluj-Napoca, p. 196.
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
141
VI. ANEXE
Anexa 1: Concentrația soluțiilor apoase de CuSO4, în funcție de
densitate, la 20°C.
Concentrația Densitatea (g/cm3)
0,50 1,0033
1,00 1,0085
1,50 1,0137
2,00 1,0190
2,50 1,0243
3,00 1,0296
3,50 1,0349
4,00 1,0403
4,50 1,0457
5,00 1,0511
5,50 1,0565
6,00 1,0620
6,50 1,0675
7,00 1,0730
7,50 1,0786
8,00 1,0842
8,50 1,0898
9,00 1,0955
9,50 1,1012
10,00 1,1070
11,00 1,1186
12,00 1,1304
13,00 1,1424
14,00 1,1545
15,00 1,1669
16,00 1,1796
17,00 1,1926
18,00 1,2059
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
142
Anexa 2: Tabelul periodic al elementelor(A și Z)
Numărul atomic Z
Sursa: http://www.eutopedia.info/page.php?flid=626261&otherLevel=811646
Numărul de masă A
Sursa: http://ro.wikipedia.org/wiki/Fi%C8%99ier:Periodic_table_discovery_periods.png
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
143
Anexa 3: Electronegativitatea elementelor
Denumirea
elementului chimic
Simbolul
elementului
chimic
Electronegativitatea
HIDROGEN H 2,2
LITIU Li 1,0
BERILIU Be 1,5
BOR B 2,0
CARBON C 2,5
AZOT N 3,0
OXIGEN O 3,5
FLUOR F 4,0
SODIU Na 0,9
MAGNEZIU Mg 1,2
ALUMINIU Al 1,5
SILICIU Si 1,8
FOSFOR P 2,1
SULF S 2,5
CLOR Cl 3,0
POTASIU K 0,8
CALCIU Ca 1,0
SCANDIU Sc 1,3
TITAN Ti 1,5
VANADIU V 1,6
CROM Cr 1,5
MANGAN Mn 1,5
FIER Fe 1,8
COBALT Co 1,9
NICHEL Ni 1,8
CUPRU Cu 1,9
ZINC Zn 1,8
GALIU Ga 1,6
GERMANIU Ge 1,8
ARSEN As 2,0
SELENIU Se 2,4
BROM Br 2,8
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
144
RUBIDIU Rb 0,8
STRONȚIU Sr 1,0
YTRIU Y 1,9
ZIRCONIU Zr 1,4
NIOBIU Nb 1,6
MOLIBDEN Mo 1,8
TECHNEȚIU Tc 1,9
RUTENIU Ru 2,2
RHODIU Rh 2,2
PALADIU Pd 2,2
ARGINT Ag 1,9
CADMIU Cd 1,7
INDIU In 1,7
STANIU Sn 1,8
STIBIU Sb 1,9
TELUR Te 2,1
IOD I 2,5
CESIU Cs 0,7
BARIU Ba 0,9
FRANCIU Fr 0,7
RADIU Ra 0,9
HAFNIU Hf 1,3
TANTAL Ta 1,5
WOLFRAM W 1,7
RENIU Re 1,9
OSMIU Os 2,2
IRIDIU Ir 2,2
PLATINĂ Pt 2,2
AUR Au 2,4
MERCUR Hg 1,9
TALIU Tl 1,8
PLUMB Pb 1,9
BISMUT Bi 1,9
POLONIU Po 2,0
ASTATIN At 2,2
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
145
Anexa 4: Tipuri de rețele cristaline pentru elementele din tabelul
periodic
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
146
Anexa 5: Electronegativitatea elementelor (L. Pauling)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
147
Anexa 6: Razele atomice ale elementelor
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
148
Anexa 7: Configurația electronică a ultimului strat pentru elemente
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
149
Anexa 8: Densitatea elementelor (g/cm3 )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
150
Anexa 9: Duritatea (de tip Mohs) pentru metale
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
151
Anexa 10: Volumul corpurilor geometrice
Piramida
Volumul piramidei:
𝑽 =𝑨 ∙ 𝒉
𝟑
Trunchiul de piramidă
Volumul trunchiului de piramidă:
𝑽 =𝒉
𝟑∙ (𝑨 + 𝒂 + 𝑨 ∙ 𝒂 )
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
152
Conul
Volumul conului:
𝑽 =𝝅 ∙ 𝒉
𝟑∙ (𝑹𝟐 + 𝒓𝟐)
Trunchiul de con
Volumul trunchiului de con
𝑽 =𝝅 ∙ 𝒉
𝟑∙ (𝑹𝟐 + 𝒓𝟐 + 𝑹 ∙ 𝒓)
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
153
Cilindrul
Volumul cilindrului:
𝑽 = π ∙ 𝒓𝟐 ∙ 𝒉
Paralelipipedul
Volumul paralelipipedului
𝑽 = 𝑳 ∙ 𝒍 ∙ 𝒉
Caiet de lucrări practice de laborator Profesor Dr. Ing. Cristina Roșu
Știința și Ingineria Materialelor Cercetător Dr. Gabriela Popița
154
Sfera
Volumul sferei
𝑽 =𝟒 ∙ 𝝅 ∙ 𝒓𝟑
𝟑
unde:
V=volumul
A=aria bazei mari; a=aria bazei mici
h=înălțimea (sau distanța între cele două baze)
r=raza
L=lungimea
l=lățimea
Sursa: http://www.mateonline.net/geometrie.htm