Zagadka chemiczna – jak rozdzielić składniki stopu lutowniczego?
Dziś będzie kolejna zagadka chemiczna, a w zasadzie bardziej problem do rozwiązania.
Wprowadzenie
Kiedyś, a konkretnie było to w ósmej klasie podstawówki, zadałem Pani nauczycielce od chemii pewne pytanie. Jak się później okazało problem ten (jak kilka innych) przerósł niestety Jej możliwości intelektualne…
Teraz sam już jestem chemikiem i nawet doktorem :), a co ciekawe nie do końca jestem pewien rozwiązania. (naśladownictwo reklamy pewnych cukierków celowo zamierzone)
Tak więc do rzeczy
Stopy lutownicze, czyli materiały używane do spajania metali poprzez lutowanie zawierają jako główny składnik cynę (Sn). Jeszcze niedawno drugim głównym składnikami był ołów (Pb), a dodatkami antymon (Sb), bizmut (Bi) i czasem nawet srebro (Ag). Obecnie uważamy, że ołów to zło wcielone, więc został on wycofany z użycia i produkuje się stopy lutownicze bezołowiowe.
Tyle tytułem wstępu, a teraz pytanie
Jaki jest najprostszy sposób rozdzielenie składników stopu lutowniczego? Biorąc pod uwagę, że w momecie zadawania przeze mnie pytania (1994 rok) najczęściej stosowanym był stop, który można opisać wzorem Sn48,5Pb48,5Bi3.
Jakby ktoś chciał wiedzieć po co mi to było – to mogę się przyznać, że chciałem wtedy otrzymać jak najwięcej pierwiastków w czystej postać :)
23 komentarzy
Zostaw komentarz
Ostatnie komentarze na blogu
- Jarzębina – Koko Euro Spoko – oficjalny hymn Euro 2012 (25)
Andromeda: Moim zdaniem utwór fajny , wesoły , swojski...
flatplanet: Jakby ktoś potrzebował to mam nuty do hymnu:...
przemu: Ostatnio słuchając jednej ze stacji radiowych...
- [Test] Zenithink ZT-180 – (ePad, aPad) (124)
kris: Dziękuję za odpowiedź. O to chodzi, że były takie...
Jakub Milczarek: @kris – Jeśli kupowałbym nowy to...
- Stephen Hawking – Professor, Patient & Total Badass (7)
Hołek: Fajny pomysł. Ciekawe czy uda się to umieścić w...
- Self-Publishing w ebookpoint.pl, czyli jak łatwo i szybko wydać własnego ebooka? (10)
Ja bym wnikneła do głebi drucika i powiedziała, ołowiowi ze cyna zdradza go ze srebrem. Odrazu przestały by kopulować. :P
:-) jak zwykle ślicznie.
To ja zacznę od azotowego, potem strącę siarkowym ołów. Resztę zostawiam dla kolejnych komentatorów.
Przyznaję się bez bicia, że co zrobić z bizmutem, to z głowy nie wiem
Pozdrowienia
Zagadka jak zagadka, ale chciałbym zobaczyć minę nauczycielki, która przeczytała przytyk w temacie swoich zdolności intelektualnych.
Swoją drogą, to może być fajny pomysł na wpis poświęcony „wpadkom” intelektualnym nauczycieli i wykładowców. Tylko pamięć już nie ta co kilka lat temu ..
@Ruda – Jak zawsze uroczo! Najgorsze jest to, że przeczytałem Twój komentarz przed snem i chyba mi się taka akcja próbowała przyśnić. Z tym że kiedyś Cyna nie zdradzała Ołowiu ze Srebrem ale z Bizmutem (przybyszem z dalekich krain).
@sp9mrn – Dziękuję :) To co piszesz jest jakimś podejściem, tylko co dalej? Generalnie to jest kilka możliwości wykonania zadania – dlatego właśnie wrzuciłem tę zagadkę, licząc na kreatywność czytelników…
@Piotr Szymczak – No to mimo wszystko zapraszam do spróbowania rozwiązania problemu. Co do Pani nauczycielki to nie ma to być jakiś specjalny przytyk – ja nie lubię pisać o kimś źle dla samego pisania – to był komentarz na marginesie. Są ludzie, którzy sprawdzają się jako nauczyciele i są tacy którzy nie. Przy czym nie uważam, że nauczyciel musi wszystko wiedzieć w każdym momencie, ale np może doczytać, zastanowić się i pogadać z zainteresowany uczniem za kilka dni – tego ja niestety nie doświadczałem :) Mógłbym jeszcze dużo o tym pisać, ale to nie miejsce i pora na to…
Co do Twojego pomysłu to nie do końca się zgodzę. Myślę, że przytaczanie lapsusów językowych, dziwnych skojarzeń i tekstów nauczycieli może być ciekawe ale pastwienie się nad wpadkami intelektualnymi z podawaniem wielu przykładów mnie nie rusza…
@Monika – genialne w swej prostocie
Ja to bym sobie strefowo to grzała tzn od prawej do lewej jechałabym z ogrzewaniem i tak pewnie po jakimś czasie by się to rozdzieliło i w każdej części drucika mielibyśmy inny pierwiastek. Jest to czysta spekulacja bo nie wiem czy akurat ten układ by się tak chciał zachować ale wiem, że tego typu rzeczy tak się czasem robi.
a ja bym to zgłosił do Sanepitu, że ww. szpulka cyny łamie dyrektywe RoHS i przyjedzie wtedy Pan/Pani z Sanepitu i wyciągnie zły ołów (Hazardous) przez tą dziurkę co w niej kalafonia siedzi.
Może być ? :D
g933n
hmmm.. – jakas elektrorafinacja w stopionej eutektycznej mieszaninie soli lub hydrometalurgia?
„elektrorafinacja w stopionej eutektycznej mieszaninie soli lub hydrometalurgia” – ależ Małgorzato S. jeśli chciałaś mnie obrazić można było prościej :D
Pozdrawiam g933n
heh, Twoja odpowiedz G933N bardziej mi sie spodobala od mojej, wiec chyba chcialam Cie obrazic w afekcie..:P ;))
a piszac jasniej, to wiem, ze stop Sb-Cu-Sn-Pb mozna rozdzielic na Sb-Cu i Sn-Pb poprzez wlasnie elektrorafinacje. Wowczas z anody, ktora stanowi stop, do elektrolitu przechodza chlorki cyny i olowiu, a m.in. domieszka bizmutu zostaje na stalej anodzie.. wiec nmoze by tak przez analogie wydumac odpowiedz na pytanie z zagadki? ale kurcze, ja nie jestem chemikiem..:P
nooo… a w dzisiejszych czasach zdaje się w środku jest kalafonia a nie bizmut…
a RoHS to piękna sprawa, widziałem jak w nowej partii telewizorów marki SONY poodpadały elementy od płytki :D czyzby wina profilu temperaturowego lutowania bezołowiowego ? :P
ps. ileż z waszych komentów można ciekawych się rzeczy nauczyć… gdzie można sobie kupić „azotowy”?
no na aukcjach w internecie:
http://www.swistak.pl/a3434964,Kwas-Azotowy-H2SO4-1-86g-cm3-98-Czysci-miedz.html#
do kompletu coś z allegro:
http://www.allegro.pl/show_item.php?item=958293770
:D
g933n
Jeśli chodzi o składniki stopu to pewnie bym im kazał zrobić jakiś test po którym normalny człowiek się poci (choć siedzi na wygodnym krzesełku) no a wyniki poddałbym jakiejś zaawansowanej obróbce statystycznej. W międzyczasie tak wymęczone składniki stopu same by się porozdzielały zachodząc w głowę i dyskutując nad udzielonymi w teście odpowiedziami.
@G933N – obie aukcje są rozkoszne, a każda z innego powodu :P
@Wszyscy – A rozpuszczenia stopu i zwykłej elektrolizy przy zmieniającym się potencjale nikt nie zaproponuje?
@G933N – Widzę, że na Ciebie jak zawsze mogę liczyć :)
@GosiaS – Nie obrażaj G933Na :P
@PrzemCio – Kiedyś też bywała kalafonia (w tej dziurce w środku) i bizmut jako składnik stopu – to dwie różne sprawy…
Co do tych płytek – to wiesz te ok. 40 °C różnicy robi swoje!
@G933N (po raz drugi) – Rewelacyjny ten kwas azotowy H2SO4 98% :))) i jeszcze do tego oczyszcza miedź – powinni dodać, że z dymkiem :P
@RafałC – Widzę, że dla Ciebie czy dzieci w piaskownicy, czy starcy w poczekalni u lekarza, czy ludzie w kolejce po ostatnią paróweczkę, czy szpulka stopu lutowniczego – masz zawsze podobne metody rozwiązywania ich problemów :)
Ja bym tak poszedł do sklepu i kupił jakieś 1kg bizmutu, ołów mam w ciężarkach ze sklepu wędkarskiego, jak chcesz to Ci podeślę. Cynę to Ci mogę dać – że sąsiadka się spiknęła z listonoszem. Ja jestem chemik domorosły – na wsi chowany. Do czego się nie zabiorę pozyskuję C2H5OH w postaci zdatnej do dalszego przetworzenia kulinarnego. Jaki smak ma bizmut? Zabija woń zacieru?
@SQ6RGK – Witam na mojej stronie i dziękuję za komentarz! Co do Twojej odpowiedzi to ja właśnie chciałem się pobawić, a nie iść na łatwiznę :P A swoją drogą tzw. ołów wędkarski zawiera w sobie nie tylko Pb ale również prawdopodobnie Sn i coś jeszcze – Executor obiecał, że sprawdzi w najbliższych dniach…
Na chemii się nie znam, ale bym myślał właśnie, żeby to stopić a potem np. prąd przez stopione puścić. Na szczęście na co dzień nie mam takich problemów – moje stopy łatwo rozdzielają się same, wystarczy że stanę w rozkroku i już lewa stopa jest oddzielona od prawej :)
Najprościej to przedmuchać ciekły stop tlenem ;) Na studiach takie rzeczy robiliśmy n-razy. Cyna ma większe powinowactwo do tlenu i łatwo ją w ten sposób usunąć. Druga metoda to elektroliza… nawet jest opatentowany sposób na to. Jako że cyna i ołów mają bardzo bliski potencjał elektrochemiczny, tradycyjną elektrorafinacją nie da się uzyskać ołowiu wolnego od cyny. Jednak jak użyjemy elektrolitu w którym cyna się nie rozpuszcza, a ołów bardzo chętnie to mamy sposób. Dodam że elektrolitem taki jest kwas metanosulfonowy ;)
pozdrawiam
zapomniałem dodać:
Przy elektrorafinacji uzyskujemy ołów wolny od bizmutu (bizmut przechodzi do szlamu anodowego).
@behexen – Witam na mojej stronie i dziękuje za komentarz!
Na pomysł z kwasem metanosulfonowym nie wpadłem – to całkiem ciekawa propozycja. Co do przedmuchiwania to takie banalne :) – ja chciałem poczytać bardziej wyrafinowane metody jak np ta Twoja z elektrorafinacją z kwasem metanosulfonowym…
W Polsce niestety nie stosuje się tych procesów, więc o takie odczynniki bardzo trudno. Do samego poczytania to polecam „Handbook of metallurgy”. Kiedyś jak zbierałem materiały do pracy magisterskiej to natknąłem się na polski patent dotyczący usuwania cyny poprzez obniżenie jej potencjału. Osobiście ekspertem nie jestem, bo zajmowałem się elektrorafinacją ołowiu i uzyskiwaniem ołowiu wolego od talu. Cyna mnie zbytnio nie interesowała, bo w przemyśle to dziadostwo usuwa się właśnie poprzez przedmuchiwanie tlenem ciekłego ołowiu.
A co do „złego” ołowiu. Moim zdaniem głupi wymysł „ekologów”. Teraz praktycznie wszystko co elektronika posiada musi być zgodne z RoHS. Tylko każdy kij ma dwa końce… Przez stosowanie stopów bezołowiowych sprzęt który dostajemy do ręki, jest o wiele mniej trwały niż ten który powstał przy stosowaniu stopów ołowiowych. Teraz już jest problem z zużytym sprzętem elektronicznym, a co będzie jak tego sprzętu będzie 5 razy więcej? Ekolodzy krzykną: Syf przynajmniej jest wolny od OŁOWIU!
@behexen – Dziękuję za podpowiedź literatury – w wolnej chwili pewnie poczytam.
A z ołowiem masz rację – jak zwykle ktoś chciał dobrze i wyszło jak zawsze :) Tak już jest z ekologami, że nie biorą wszystkiego pod uwagę…
Utlenianie anodowe:
a. Gdy mamy elektrolizer z rozdzierlonymi przestrzeniami membraną, prowadzimy elektrolize w roztworze azotanu amonu. Do roztworu przechodzą Sn(II) i Pb(II). Strącamy ołów w postaci chlorku ołowiu, krystalizujemy następnie mozemy zredukowac katodowo ołów używajac anody z glinu. Pozostałosc zawierającą cyne zadajemy jonami siarczanowymi az co strącenia resztek ołowiu. Przesącz poddajemy elektrolizie. Na katodzie wydziela się cyna.
b. Gdy nie mamy elektrolizera prowadzimy elektrolize w cylindrycznym długim rozdzielaczu. Na dole znajduje sie roztwarzany stop. Umieszczamy go tak aby nie znajdował sie an samym dole rozdzielacza tylko apre cm powyżej. Na samej górze symetrycznie wkładamy do roztworu azotanu amonu „pajęczynke” z drutu miedzianego. Kontrolujemy proces elektrolizy by roztwór nie zagrzał sie nadto. Nad stopem mozemy umiescic mały dzwon aby pęcherzyki które czasem sie z niego wydzielają nie mieszały roztworu. Jony ołowiowe i cynowe jako ciężkie i gęste zbierają sie na dole rozdzielacza na wysokosci takiej, na jakiej znajduje się najwyższy punkt roztwarzanego kawałka. Na górze powstaje zasada amonowa. Roztwórz się troche miesza, ale słabo. Co pewien czas spuszczamy do kolbki z dołu rozdzielacza stężoną mieszanine kationów i postępujemy analogicznie jak wyżej.
@Łukasz J – Witam na mojej stronie i dziękuję za komentarz!
Podane przez Ciebie rozwiązania wyglądają interesująco – trzeba będzie kiedyś się tak pobawić…