这是我们团队的另一位成员的研究成果,利用我的样品对galinstan的化学性质进行研究,由我代为发镓铟锡合金Galinstan化学性质研究
一、前言与简介
关于镓铟锡合金Galinstan,目前国内还没有对其性质以及用途的具体研究。对于化学性质无从查找资料。现对于自制的一批Galinstan进行研究。
本试验共分为以下几组试验:
1.合金水溶解性试验
2.合金碱溶液溶解试验
3.合金酸溶解试验
4.合金酸性盐溶液性质试验
5.合金强氧化剂试验
二、具体试验过程
1.合金水溶解性试验
1.1试验周期以及外界环境
试验周期:24小时 外界环境:温度24.5℃,湿度53%,常压
1.2试验前现象及试验过程
取合金约1g。在100mL三角瓶中进行试验。加入水之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入水至80mL刻度线。发现合金在水中略出现聚集成小球的状态。
1.3试验结果
24h后进行观察,发现合金形状没有明显变化,表面没有明显现象,质量没有减轻或增加。溶液未出现浑浊
1.4试验结论
合金不能溶解于水或与水反应。
2.合金碱溶液溶解试验
2.1试验周期以及外界环境
试验周期:48小时 外界环境:温度24.3℃,湿度55%,常压
2.2试验前现象及试验过程
吸取上一次试验的经验,本次试验加长了试验周期。依然取合金约1g,使用碱为氢氧化钠( ),浓度约为40g/L,即取约2g氢氧化钠,加水50mL配制溶液。由pH试纸测得pH为14左右。在未加入溶液前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液后,金属迅速聚集并且形成球形。(见下图)
2.3试验结果
在48h后,观察试验现象。发现合金形状略有变化:由球形变得略不规则。表面没有明显现象,质量未增加或减少,溶液未出现浑浊。(见下图
2.4试验结论
试验证明,合金不能与较稀的碱液进行反应或反应极弱。说明Galinstan在碱性环境中可以较稳定地存在。
3.合金酸溶解试验
3.1试验周期及外界环境
试验周期:120h 外界环境:温度23.8℃,湿度48%,常压
3.2试验前现象及试验过程
由于对于Galinstan性质的研究主要是为了探究它在实际应用中的注意事项以及应用价值。而实际环境中由于大气污染、空中的二氧化碳( )、氮氧化物( )等等原因,空气以及降水往往呈现弱酸性。所以这个试验的周期是最长的。取冰醋酸( )约5mL,加入水至80mL配成溶液。由pH试纸测得pH为2左右。取合金约1g。
在加入溶液之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液后,合金形态略有变化,有如上一个试验中聚集成小球的现象但是并不明显。此次溶解的形状更像是饼形。(见下图)
3.3试验结果
在经过了漫长的试验周期后,测得pH为5左右。溶液未见浑浊。(见下图)
倒掉溶液,发现瓶底有少量无色固体残留。金属表面也残留有类似的固体,质量略有减小。(见下图)
3.4试验结论
由此说明,合金与稀酸发生了反应。但是反应现象并不明显。从试验周期来看,反应很缓慢,说明Galinstan在使用过程中耐酸性尚可,但仍需注意尽量避免酸性环境。
4.合金酸性盐溶液性质试验
4.1试验周期及外界环境
试验周期:48h 试验环境:23.2℃,湿度49%,常压
4.2试验前现象及试验过程
酸性盐溶液使用的是最典型的一种酸性盐:三氯化铁。它的溶液pH约为2.7(理论分析),实际为2.5(实测)。用它来模拟在酸性溶液中的环境非常合适。取七水合三氯化铁固体2g,加入水至80mL。
在加入溶液之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液之后,同样出现如上面试验中聚集成
球的状况发生。(如下图)
4.3试验结果
进行试验后,将溶液倒掉,洗净金属上面残留的溶液,发现金属表面出现少量黑色残渣,金属质量没有明显变化。(见下图)
4.4试验结论
这个试验说明,Galinstan能够较稳定地存在于酸性较强的溶液中。但是表面已经有一定的氧化现象。
5.合金强氧化剂试验
5.1试验周期及外界环境
试验周期:48小时 试验环境:22.8℃,湿度48%,常压
5.2试验前现象及试验过程
对于氧化剂的试验,最典型的强氧化剂就是高锰酸钾。取高锰酸钾固体痕迹量,加水至80mL配成溶液。取合金约1g。在加入溶液之前,合金呈液态,无定形。并出现在瓶底粘滞的现象。加入溶液后,合金形态无明显变化,也没有出现上面试验中聚集成小球的现象。(如下图)
5.3试验结果
48h后,倒掉溶液将金属洗净,发现金属表面出现严重的黄黑色,说明金属在强氧化剂中已经严重氧化。金属较试验开始时挂壁现象更加严重。(见下图)。
5.4试验结论
这个试验说明Galinstan的抗氧化性并不强。所以单纯Galinstan在空气中极易氧化而改变形状
三、实际应用注意事项
由以上五个试验,说明Galinstan具有如下特点:
1.耐酸耐碱,较耐腐蚀
2.在水中不会发生形状的改变,不溶于水
3.在较强酸性盐的环境下有轻微的氧化现象
4.抗氧化性较差,易被氧化
说明Galinstan合金在实际应用中应注意以下几点:
1.在强酸强碱环境中可以放心使用,但需要注意对强酸的防护
2.尽量避免处于较强的酸性环境下
3.注意防氧化,宜掺入少量的其他金属使用 。
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