ulrich-rapp.de Naphthalin Naphthalin (Naphthylhydrür, Steinkohlenkampfer, N. findet ausgedehnte medizinische Anwendung

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1 Werkstoff_FO.odp, , 1 / 45 Naphthalin Naphthalin (Naphthylhydrür, Steinkohlenkampfer, frz. und engl. Naphthaline) ist ein gegen Krätze und Hautkrankheiten, sowie inner N. findet ausgedehnte medizinische Anwendung fester Kohlenwasserstoff, 10 H 8, der sich bei der lich bei Erkrankung der Atmungsorgane und gegen Spulwürmer. (N. dient als)... Ausgangsma- trockenen Destillation verschiedener organischer Körper bildet und daher vor allem im terial... der Benzoesäure und der prächtigen Steinkohlenteer enthalten ist. Hauptsächlich findet es sich in den bei übergehenden Bordeaux, Ponceau,... usw. Resorzinfarben..., ferner der Naphthalinfarben: Anteilen des schweren Teeröls, aus denen es Auf seiner Giftigkeit für niedere Tiere beruht die sich beim Abkühlen als eine butterartige kristallinische Anwendung als Mottenpulver, zum Konservieren Masse ausscheidet.... Das reine N. von Herbarien und Insektensammlungen... bildet glänzendweiße tafelförmige Kristalle von Aus: Merck`s Warenlexikon, Nachdruck der Ausgabe von 1920, starkem betäubenden Geruch. Es schmilzt bei Manufactum Vollständiger Text 79, siedet bei 217 bis 218 und hat ein spez. Naphthalin Gew. von 1,152, Weingeist, Äther, Schwefelkohlenstoff, ätherische und fette Öle lösen N. mit charakteristischem Geruch glänzende, weiße Schuppen, auf, hingegen ist es in Wasser unlöslich. N. Smp. 81 kann mit Wasserdampf leicht überdestilliert, Aus: hristen, hemie, Sauerländer 1971 werden, verflüchtigt sich aber auch schon bei gewöhnlicher Temperatur und muss daher in gut verschlossenen Glas- oder Blechgefäßen aufbewahrt werden.

2 Werkstoff_FO.odp, , 2 / 45 Arbeitsauftrag: Erstellen einer Abkühlungskurve Naphthalin ist ein Aromat mit einem charakteristischen Geruch, den man von Mottenkugeln kennt. Es hat einen 1. Etwa 0,5cm³ Naphthalin in eine hitzebeständiges Reagenzglas einfüllen und mit einem Bunsenbrenner vollständig zum n bringen. Anschließend ein Thermometer in die einbringen. Schmelzpunkt von 81. Da es 2. Alle 10 Sekunden die Zeit ansagen. ungiftig ist, sind besondere 3. Bei der Zeitansage die Temperatur vom Thermometer ablesen Sicherheitsmaßnahmen nicht und laut vorlesen. erforderlich. 4. Temperaturwerte notieren. Zur Kontrolle sollen alle Werte einer vollen Minute unterstrichen werden. Zum Aufnehmen einer 5. Temperaturverlauf über der Zeit in ein Diagramm eintragen. Abkühlungskurve wird ein Der Temperaturbereich auf der y-achse liegt etwa zwischen Stoff (hier Naphthalin) erhitzt. 110 und 30, der Zeitbedarf auf der x-achse liegt bei etwa Anschließend lässt man ihn abkühlen (hier an der Luft) und misst in regelmäßigen Zeitabständen (hier alle 10s) seine Temperatur. Der Temperaturverlauf wird über der Zeit in ein Diagramm übertragen. 12 Minuten (72 Messwerte). 6. Zusätzliche Angaben für das Messprotokoll erfassen: welche Randbedingungen haben Einfluss auf unsere Messung bzw. welche Angaben benötigt ein Wissenschaftler, der unsere Messwerte reproduzieren will? Jede Kleinigkeit ist wichtig! 7. Fehlerdiskussion: Welche Fehler können bei unserer Messung aufgetreten sein? 8. Diskussion der Ergebnisse.

3 Werkstoff_FO.odp, , 3 / 45 Abkühlungskurve von Naphthalin 140 Abkühlungskurve von Naphthalin (ca. 0,5cm³) Temperatur in [ ] Zeit in [s]

4 Werkstoff_FO.odp, , 5 / 45 Aufbau einer Zündkerze 1 1. Anschlussbolzen 2. Al 2 O 3 -Keramik als elektr. Isolator 2 3. Gehäuse 4. elektr. leitendes Glas 3 5. Kern aus Kupfer 6. Hülle aus Nickel Mittelelektrode 4 7. event. Beschichtung aus Pt, Ir, Y Masseelektrode 6 7 8

5 Werkstoff_FO.odp, , 6 / 45 Phasendiagramm H 2 O Nal ϑ/ B A , H 2 O Nal

6 Werkstoff_FO.odp, , 7 / 45 Phasendiagramm H 2 O Nal ϑ/ Salzwasser 25 Salzwasser + Salzkristalle 20 ; 26,4% Nal 0 β -25 Eis + Salzw. Eis + Eutektikum -21,3 Eutektikum + Salzkristalle , H 2 O Nal

7 Mit freundlicher Genehmigung von Werkstoff_FO.odp, , 8 / 45 Eisscholle im Meer

8 Mit freundlicher Genehmigung von Werkstoff_FO.odp, , 9 / 45 Gewinnung von Meersalz in Salzgärten

9 Werkstoff_FO.odp, , 10 / 45 Idealisiertes Phasendiagramm Pb Sn Vollkommene Unlöslichkeit im festen Zustand ϑ/ Liquiduslinie Pb-Kristalle + Sn-Kristalle 200 Soliduslinie Pb-Kristalle + Sn-Kristalle + Eutektikum Eutektikum Pb Eutektikum Sn

10 Werkstoff_FO.odp, , 11 / 45 Reales Phasendiagramm Pb Sn beschränkte Löslichkeit im festen Zustand ϑ/ 400 Segregationslinien bzw. Sättigungsgrenzen Randlöslichkeiten α + S α β + S 200 Eutektikale β 183 Mischungslücke 100 α + Eu β + Eu Eutektikum Pb Sn

11 Werkstoff_FO.odp, , 12 / 45 Phasendiagramm u Ni Vollkommene Löslichkeit im festen Zustand ϑ/ ulrich-rapp.de 1200 Liquiduslinie + uni-mischkristalle Soliduslinie uni- Mischkristalle u Ni

12 Werkstoff_FO.odp, , 14 / 45 Phasendiagramm Tonerde Al 2 O 3 Kryolith Na 3 AlF 6 ϑ/ , schematisch! Al 2 O 3 Na 3 AlF 6

13 Werkstoff_FO.odp, , 15 / 45 Phasendiagramm Al Si ϑ/ β 800 α + Schm. 660 β 600 α 577 Eutektikum Eutektikum + β α + Eu , Al Si

14 Werkstoff_FO.odp, , 16 / 45 Phasendiagramm Pb Sb ϑ/ α + Schm. + β β α Pb α + Eu. Eutektikum Eutektikum + β Sb

15 Werkstoff_FO.odp, , 17 / 45 Phasendiagramm H 2 O Ethylenglykol H H ϑ/ H H 197 OH OH H 2 O Ethylenglykol

16 Werkstoff_FO.odp, , 18 / 45 Phasendiagramm H 2 O Ethylenglykol H H ϑ/ H H gasförmig OH OH 100 Frostschutz mind flüssig bei Mischung 2:1 Frostschutz mind. -33 bei Mischung 1: fest H 2 O Ethylenglykol

17 Werkstoff_FO.odp, , 19 / 45 Phasendiagramm Au u ϑ/ Liquiduslinie + Auu-Mischkristalle Soliduslinie 800 Auu-Mischkristalle Au u

18 Werkstoff_FO.odp, , 20 / 45 Phasendiagramm Pd Ag ϑ/ Liquiduslinie Soliduslinie + PdAg-Mischkristalle 1000 PdAg-Mischkristalle Pd Ag

19 Werkstoff_FO.odp, , 21 / 45 Phasendiagramm Ti Mo ϑ/ Liquiduslinie + TiMo-Mischkristalle Soliduslinie Ti fest / TiMo-Mischkristalle Mo

20 Werkstoff_FO.odp, , 22 / 45 Peritektisches Phasendiagramm Hg d ϑ/ Liquiduslinie α + S Soliduslinie S + β 0-39 α α + β β Hg d

21 Werkstoff_FO.odp, , 23 / 45 Orientierung in ternären Phasendiagrammen (Dreistoffsysteme) % A % 80 90? A % B B

22 Werkstoff_FO.odp, , 24 / 45 Orientierung in ternären Phasendiagrammen (Dreistoffsysteme) % A % A 20% B 70% % A % B B

23 Nach: Spektrum der Wissenschaft 11/1995 Werkstoff_FO.odp, , 25 / 45 ternäres Phasendiagramm Fe r Si bei 900 Si ζ rsi 2 1-phasig 2-phasig 3-phasig ε Fe 5 Si 3 r 5 Si 3 r 3 Si Fe α (Ferrit) γ (Austenit) δ α r

24 Werkstoff_FO.odp, , 26 / 45 Eigenschaften von Legierungen Kristallgemisch Wärmeleitfähigkeit? Ziegel Mörtel

25 Werkstoff_FO.odp, , 27 / 45 Eigenschaften von Legierungen Kristallgemisch Wärmeleitfähigkeit Festigkeit Ziegel Mörtel

26 Werkstoff_FO.odp, , 28 / 45 Eigenschaften von Legierungen Kristallgemisch Mischkristall Wärmeleitfähigkeit Festigkeit Wärmeleitfähigkeit? Festigkeit Ziegel Mörtel Ziegel Mörtel

27 Werkstoff_FO.odp, , 29 / 45 Eigenschaften von Legierungen Kristallgemisch Mischkristall Wärmeleitfähigkeit Festigkeit Wärmeleitfähigkeit? Festigkeit Ziegel Mörtel Ziegel Mörtel

28 Werkstoff_FO.odp, , 30 / 45 Eigenschaften von Legierungen ϑ ϑ Mischungslücke Elektr. Leitfähigkeit A B A B etwa lineare Verläufe Härte Elektr. Leitfähigkeit Härte theoretisch feine Körner Störung der Gleitebenen Festigkeit R m Fließfähigkeit Festigkeit R m

29 Werkstoff_FO.odp, , 31 / 45 Metastabiles Fe Fe 3 Diagramm ϑ/ Fe

30 Werkstoff_FO.odp, , 32 / 45 Metastabiles Fe Fe 3 Diagramm ϑ/ hier ist Fe3 instabil, wird vernachlässigt Fe

31 Werkstoff_FO.odp, , 33 / 45 Metastabiles Fe Fe 3 Diagramm ϑ/ unbedeutend, wird vernachlässigt Fe

32 Werkstoff_FO.odp, , 34 / 45 Metastabiles Fe Fe 3 Diagramm ϑ/ unmagnetisch urie-linie, 1000 wird vernachlässigt magnetisch Fe

33 Werkstoff_FO.odp, , 35 / 45 Metastabiles Fe Fe 3 Diagramm ϑ/ 1400 eutektischer Punkt Prinzip ist bekannt 1200 Eutektikale Eutektikum 4,3% 600 Fe

34 Werkstoff_FO.odp, , 36 / 45 Metastabiles Fe Fe 3 Diagramm ϑ/ Grenze für die Löslichkeit 1000 von Kohlenstoff in Eisen 800 Gusseisen steht nicht im Lehrplan 600 Fe Stahl 2,06% Gusseisen

35 Werkstoff_FO.odp, , 37 / 45 Stahlecke des Fe Fe 3 - Diagramm ϑ Austenit Ferrit 600 Perlit Zementit Fe ,67

36 Werkstoff_FO.odp, , 38 / 45 Aufgabe: Langsames Abkühlen von Reineisen ϑ A H ϑ B δ-fe I 1400 N ϑ E γ-fe F 1000 urie-linie G β-fe M O 800 S 723 α-fe P K 600 Q 0 Fe Eutektoid Fe 3 L 1 2 6,67 t / h

37 Werkstoff_FO.odp, , 39 / 45 Langsames Abkühlen von Reineisen ϑ A H 1536ϑ 270 J/g B δ-fe I δ-fe N 10,5 J/g ϑ γ-fe E γ-fe F 1000 urie-linie G ,4 J/g β-fe M O β-fe S 723 7,5 J/g α-fe P K α-fe 600 Q 0 Fe Eutektoid Fe 3 L 1 2 6,67 t / h

38 Werkstoff_FO.odp, , 40 / 45 Aufgabe: Langsames Abkühlen von 50 ϑ A ϑ E Austenit F 1000 G 800 S 723 P K Ferrit 600 Q 0 Fe Perlit Zementit L 1 2 6,67 t / h

39 Werkstoff_FO.odp, , 41 / 45 Langsames Abkühlen von 50 ϑ 1400 Austenit E Austenit F 1000 G 800 S Ferrit + Austenit P K Ferrit + Perlit 600 Q L ,67 t / h Ferrit Fe A Perlit Zementit ϑ S + Austenit

40 Werkstoff_FO.odp, , 42 / 45 Aufgabe: Langsames Abkühlen von 150 ϑ A ϑ E Austenit F 1000 G 800 S 723 P K Ferrit 600 Q 0 Fe Perlit Zementit L 1 2 6,67 t / h

41 Werkstoff_FO.odp, , 43 / 45 Langsames Abkühlen von 150 ϑ A ϑ 1400 S + Austenit E Austenit F Austenit 1000 G (Korngrenzen-) Zementit Austenit S P K (Korngrenzen-) Zementit + Perlit Ferrit 600 Q 0 Fe Perlit Zementit L 1 2 6,67 t / h

42 Werkstoff_FO.odp, , 44 / 45 Aufgabe: Langsames Abkühlen von Gusseisen mit 3% ϑ A 1400 D 1200 E 1147 F 1000 G Austenit 800 S 723 K P Ferrit Fe Perlit 2,06% 600 Q Ledeburit L Zemenetit 6,67% 7

43 Werkstoff_FO.odp, , 45 / 45 Langsames Abkühlen von Gusseisen mit 3% ϑ 1400 A Ausscheiden von Austenit aus der D 1200 Ausscheiden von 1147 Sekundärzementit E F aus dem Austenit an die Korngrenzen Umwandlung des Umwandlung der 1000 Restaustenits zu Restschmelze zu G Austenit Perlit Ledeburit = Eutektoid aus = Eutektikum aus 800 Ferrit und Zementit Austenit / Perlit S 723 und Zementit K P Ausscheiden von 600 Tertiärzementit Q aus dem Ferrit L Ferrit Fe Perlit 2,06% Ledeburit Zemenetit 6,67%

44 Werkstoff_FO.odp, , 46 / 45 Aufgabe: Langsames Abkühlen von Gusseisen mit 5% ϑ A 1400 D 1200 E 1147 F 1000 G Austenit 800 S 723 K P Ferrit Fe Perlit 2,06% 600 Q Ledeburit L Zemenetit 6,67% 7

45 Werkstoff_FO.odp, , 47 / 45 Langsames Abkühlen von Gusseisen mit 5% ϑ 1400 A Ausscheiden von Primärzementit aus der D 1200 Ausscheiden von 1147 Sekundärzementit E F aus dem Austenit an die Korngrenzen Umwandlung des Umwandlung der 1000 Restaustenits zu Restschmelze zu G Austenit Perlit Ledeburit = Eutektoid aus = Eutektikum aus 800 Ferrit und Zementit Austenit / Perlit S 723 und Zementit K P Ausscheiden von 600 Tertiärzementit Q aus dem Ferrit L Ferrit Fe Perlit 2,06% Ledeburit Zemenetit 6,67%