Zink-Dampf

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Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo, kann man errechnen wie viel Zinkdampf pro Minute entweicht? Ich habe folgende Daten: Oberfläche 5cm2 Temperatur 800°C Verdampfungswärme:119 kJ/mol Siedepunkt: 907°C Falls jemand für so etwas eine Formel oder ein Diagramm zur Verfügung wäre ich dem sehr dankbar. Natürlich gebe ich auch gerne Komplimente. :) lg salzforscher

Zunächst wird der Dampfdruck aus den vorliegenden Angaben berechnet:

ln (p2/p1) = - H/R * (1/T2 – 1/T1)

mit p2 = gesucht, p1 = 1 atm=1,01325E5 Pa, H=119E3J/Mol, R=8,3144J/Mol * K), T1=1180K, T2=1073K

ln(p2/p1) = -1,20953

p2/p1 = exp(-1,20953) = 0,29834

p2= 30229 Pa

Jetzt berechnen wir, wieviel Zn-Atome pro Sekunde in 1m2 Zinkschmelze reingehen, wenn diese im Gleichgewicht mit ihrem Dampf steht.

Stöße = 0,25 * Teilchendichte * mittlere Geschwindigkeit

Teilchendichte aus dem Gesetz für ideale Gase …

mittlere Geschwindigkeit = (8RT/(pi * M))^0,5 mit M = 65,409E-3 kg/Mol

ergibt 589,3m/s

pV = nRT

n/V = p/RT hier 3,388 Mol/m³

=> Stöße = 0,25 * 3,388 Mol/m³ * 589,3 m/s = 499,2 Mol/(m²s)

d.h. wenn deine Oberfläche KEIN Oxid enthielte und du standing auf 800°C nachheizt und ständig ALLE Zn-Atome der Gasphase abfangen würdest, dann würdest du pro Sekunde bei einer Fläche von 5cm² 0,2496 Mol Zink verdampfen, entsprechend 16,3 g. Da aber auf deiner Zinkflüssigkeit vermutlich eine Oxidschicht ist, und auch noch ordentlich viel Zn-Atome in der Atmosphäre, ist der wahre Wert natürlich viel kleiner.

Um genauer rechnen zu können, müsste man genau wissen was du machst.

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Da hast du dir aber viel Mühe gegeben! Vielen Dank! Ich Prinzip habe ich die Frage gestellt um heraus zu finden, wie viel Zink verdampft. Damit ich immer die genaue Menge Zink wieder dazu geben kann, um ein konstantes Mischungsverhältnis zu haben. Für meine Arbeiten schmelze ich nämlich nur kleine Mengen Zink und Zinklegierungen. Auf dem Zink wird auch noch eine kleine Menge Kohle liegen. Ich denke es wird zu kompliziert soetwas genau heraus zu rechnen. Da zu viele Faktoren mit ein bezogen werden müssen. Dann werde ich einfach schnell arbeiten ;)

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@strandparty

P.S. Pass auf, dass du den Metalldampf nicht einatmest, das wäre hoch giftig. Am besten du arbeitest immer unter einem gut ziehenden Abzug, der die Luft zumindest mittels eines Aktivkohlefilters gereinigt nach außen bringt.

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@strandparty

das habe ich schon des öfteren gehört, aber "hochfiftig" kann man schnell mal schreiben... Sind Metalldämpfe wirklich als "Sehr Giftig" eingestuft oder lediglich als gesundheitsschädlich.... Manche schreiben auch das Kohlenmonoxid hochgiftig ist... das stimmt aber ebenfalsch nicht es ist "lediglich" als Giftig eingestuft.... daher wenn es wirklich HOCHGIFTIG ist, bitte ich darum mir nocheinmal bescheit zu sagen, Dann werde ich es wirklich unter einem Abzug durchführen. Liebe Grüße salzforscher

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@SalzForscher

Ach Salzforscher, ich bin nicht nur ein Naturwissenschaftler sondern auch ein Seher (ehrlich). Lass dich daran erinnern, dass alle Alchimisten schon in jungen Jahren an Vergiftungen gestorben sind. Sagt dir das denn gar nichts?!

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@strandparty

Man sollte es schon ernst nehmen aber ich Schmelze ja nicht viel lediglich hundert Gramm und da wird schon nicht allzuvielpassieren..... Aber fallsnich größere Mengen schmelzen werde bin ich vorsichtig und mache das dannauch draußen..... danke für den Tipp und liebe Grüße

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An Luft wird es vermutlich oxidieren oder gar verbrennen (Verbrennungstemperatur von Zinkpulver lt. Seilnacht 500 °C). Für eine inerte Atmosphäre brauchst Du noch den Dampfdruck. Ein Diagramm findest Du in http://www.4pvd.de/4pvdNews07de.pdf. Weiter im Kommentar

Ich kann so etwas rechnen. Wie groß ist denn die Heizleistung und wie groß ist diese, wenn dein Gefäß nicht offen, sondern geschlossen wäre ("geschlossen" bitte nicht mit "abgeschlossen" oder "isoliert" verwechseln)? Bedenke, es geht nicht um ein thermodynamisches Gleichgewicht, sondern um ein Fließgleichgewicht.

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Wen ich den Fragesteller richtig verstehe kommt es auf die Heizleistung nur insoweit an, daß die Zn-Schmelze auf 800 °C gehalten wird. Wenn Du für diese Bedingungen in einer idealen Atmosphäre Formeln hast teile diese bitte mit.

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@cg1967

Es ist so ich habe einen Tiegel mit 100g Zn. Das Zn ist 800Grad heiß. Die Oberfläche des Zn beträgt 5cm2 Nun würde ich gerne erfahren wie viel Zn nach 1 Minute noch im Tiegel ist.

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@strandparty

Was ich mal vorrechnen könnte: Wenn du ein offenes Gefäß im Weltraum hast, ständig auf 800° heizt und alles Zink verdampfen kann, d.h. nichts aus der Atmosphäre wieder reinkommt.

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