Состав растворов: Состав раствора

Введение в решения

Раствор представляет собой гомогенную смесь. Это означает, что компоненты решение настолько равномерно распределены по всей смеси, что нет заметных различий в состав. Решения могут образуется при смешивании двух веществ, таких как сахар и вода. Если ты насыпаешь пачку сахара в стакан воды, изначально у вас взвесь в виде сахара кристаллы плавают в стекле. Когда вы будете перемешивать сахар и воду достаточно долго, вы в итоге получить прозрачную бесцветную смесь. Некоторых людей, особенно маленьких детей, можно обмануть таким демонстрация в думая, что сахар «исчез». Однако, как химики, мы знаем лучше. Закон Закон сохранения материи утверждает, что сахар не может просто так исчезнуть, он должно быть, ушел куда-то еще. Это где-то еще находится в решении. Сахар стал равномерным рассеянный. На самом деле сахар молекулы настолько хорошо распределены, что мы больше не можем видеть ни одного сахара кристаллы. Однако, если вы попробовав воду, вы обнаружите, что она сладкая, что подтверждает присутствие сахар в воде.

второстепенный компонент раствора называется растворенным веществом. В настоящее время например, сахар является растворенным веществом. Основной компонент раствора называется растворителем. В этом случае вода является растворителем.

Растворы также могут быть получены путем смешивания многих различных фаз. иметь значение. Например, воздух решение. Растворенные газы выделяют кислород, углекислый газ, аргон, озон и другие растворяются в растворитель газообразный азот. Другой пример можно найти в «золотых» украшениях. Большинство золотые украшения проданы в мире не 24-каратное (т.е. 100% чистое золото), а скорее раствор других металлов, обычно серебро и медь в золотом растворителе. Такой раствор металла (ов) в другом металле называется амальгама.

Состав растворов

Пожалуй, самым важным свойством раствора является его концентрация. Разбавленная уксусная кислота раствор, также называемый уксусом, используется в кулинарии, в то время как концентрированный раствор уксусной кислоты убьет тебя, если проглотит.

Единственная разница между такими решениями состоит в том, концентрация растворенный. Для количественного определения концентрации растворов химики придумали много разных единицы концентрации, каждая из которых полезна для разных целей.

Молярность, количество молей растворенного вещества на литр раствора, имеет единицы моль / л, которые сокращенно M. Эта единица является наиболее часто используемой мерой концентрация. Это полезно когда вы хотите знать количество молей растворенного вещества, когда вы знаете как молярность, так и объем раствора. Например, легко вычислить объем 1,5 раствора М HCl, необходимой для полной реакции с 0,32 моль NaOH:

Нормальность, количество молярных эквивалентов растворенного вещества на литр решение, имеет единицы эквивалентов / л, которые сокращенно

N. Для иллюстрации разница между молярностью и нормальности предположим, что мы использовали 1,5 М раствор серной кислота, H ₂ SO ₄ вместо 1,5 М раствора соляная кислота, HCl в приведенный выше пример. Так как серная кислота может отдать два протона NaOH, как указано в , потребуется только вдвое меньше серной кислота как соляная кислота для нейтрализации гидроксида натрия.

В данном примере 1,5 M раствор серной кислоты реагирует как 3.0 М раствор соляной кислоты, потому что есть два эквивалента H ⁺ на моль серная кислота. Следовательно, этот раствор серной кислоты равен 3,0 н. .

Анализ чистоты с помощью решения «2 метода в 1» | Научная лаборатория

06 октября 2022 г.

Анализируйте свои частицы с помощью оптической микроскопии и одновременно узнавайте их состав с помощью LIBS.

В этой статье рассматривается, как в целом эффективный и экономичный рабочий процесс анализа чистоты может быть достигнут с помощью решения для анализа материалов, объединяющего два метода в одном, сочетающего оптическую микроскопию и спектроскопию лазерного пробоя (LIBS). Техническая чистота важна для обеспечения качества и надежности продукции в автомобильной и электронной промышленности. Решение для анализа материалов на основе лазера 2-в-1 сокращает время анализа чистоты, поскольку изображения частиц и данные о составе получаются одновременно. Источники загрязнения твердыми частицами устраняются легче.

История

Авторы

• Джеймс ДеРоуз , Кандидат наук. ¹
• Кей Шеффлер , Др. ¹

• ¹ Лейка Микросистемс

Теги

• Микроскопы для анализа материалов

• Контроль качества

• Анализ чистоты

• Обеспечение качества/Контроль качества

• Транспорт

• Микроэлектроника

Введение

Производительность и срок службы продуктов и их компонентов в таких отраслях, как автомобилестроение и транспорт, электроника, фармацевтика и медицинские устройства, могут быть весьма чувствительны к загрязнению. Различные типы посторонних материалов внутри продукта вызывают различные виды повреждений; это зависит от физических свойств частицы (форма, твердость и т. д.). Поэтому неудивительно, что в этих отраслях часто действуют международные и региональные стандарты технической чистоты. Примерами для автомобильной промышленности являются VDA 19.и стандарты ISO 16232 [1-3]. С каждым годом требования к этим стандартам чистоты становятся все более строгими со все более тонкими допусками.

Рабочий процесс анализа чистоты может включать несколько инструментов, от извлечения частиц до автоматизированной характеристики и классификации частиц, в зависимости от потребностей пользователя в конкретных продуктах. Обычно методы оптической визуализации являются стандартными для характеристики частиц [4-9]. Значительным преимуществом является быстрый химический/элементарный анализ частиц, позволяющий легко идентифицировать источник загрязнения.

Решение «два метода в одном», такое как решение для анализа материалов DM6 M LIBS от Leica Microsystems (см. рис. 1) [10,11], сочетает оптическую микроскопию (визуальный анализ) со спектроскопией лазерного пробоя или LIBS. (химический анализ). Обсуждаются преимущества решения для анализа материалов на основе лазера 2-в-1 по сравнению с другими методами, такими как сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и энергодисперсионная спектроскопия (ЭДС), для эффективного анализа чистоты.

Рис. 1: Анализ чистоты можно проводить как с помощью оптической микроскопии, так и с помощью LIBS (спектроскопии лазерного пробоя) одновременно с раствором DM6 M LIBS. Поиск источника загрязнения требует меньше времени и усилий благодаря рабочему процессу визуального и химического анализа с использованием этого решения «два метода в одном».

Что такое ЛИБС?

LIBS — это аббревиатура от Laser Induced Breakdown Spectroscopy. Основные принципы и работа LIBS уже были описаны в предыдущей статье [11].

Эффективно находить и устранять источник загрязнения

Для обеспечения технической чистоты конечной целью является поиск и устранение источников загрязнения. Решение «два метода в одном» позволяет идентифицировать источники загрязнения с меньшими затратами времени и усилий, поскольку упрощается рабочий процесс анализа чистоты.

В отличие от анализа с помощью СЭМ/ЭДС, при использовании раствора 2-в-1:

• Нет дополнительной пробоподготовки;
• Отсутствие переноса образца с одного устройства на другое;
• Нет необходимости перемещать интересующую область на фильтре и настраивать систему; и
• Не нужно терять время на ожидание вакуума (анализ всегда проводится на воздухе при атмосферных условиях)

На рисунке 2 ниже показана диаграмма, показывающая различия в рабочем процессе анализа чистоты с помощью решения 2-в-1 по сравнению с SEM. /ЭДС.

Решение 2-в-1 для анализа чистоты по сравнению с оптической + электронной микроскопией

Рисунок 2. Найдите источник загрязнения за меньшее время с помощью решения 2-в-1, такого как DM6 M LIBS, который сочетает в себе оптическую микроскопию (OM) и LIBS.

Решение «два метода в одном»: визуализация частиц и анализ состава

Пример визуального и химического анализа частиц на фильтре с использованием раствора DM6 M LIBS от Leica Microsystems показан ниже на рисунке 3.

Рисунок 3: Анализ чистоты, выполненный с помощью раствора DM6 M LIBS 2-in-1: A) частица на фильтре обнаружена, подсчитана и измерена; Б) если частица металлическая, то соответствующий выбор метода контрастирования позволяет увидеть отражения от частицы; в) лазерное наведение (красное перекрестие) обнаруженной частицы на фильтре для химического анализа с LIBS; и D) спектр элементов из LIBS ясно показывает, что частица состоит из алюминия (Al).

Эффективный общий рабочий процесс технической чистоты

Для общего рабочего процесса чистоты часто используется несколько инструментов от нескольких поставщиков для выполнения извлечения и анализа частиц. Решение по обеспечению чистоты для всего рабочего процесса, от выделения частиц до анализа, из «одного источника» более удобно.

Компании Leica Microsystems и Pall объединили усилия, чтобы предложить такое уникальное комплексное решение для обеспечения чистоты в автомобильной и транспортной промышленности [12]. Общий рабочий процесс поддержания чистоты с помощью моечных шкафов от Pall и решения 2-в-1 DM6 M LIBS от Leica Microsystems показан ниже на рис. 4.

Преимущество комплексного решения заключается в том, что конечные цели анализа чистоты легче достигаются:

• Определение способности частицы причинить ущерб и
• Поиск и устранение источников загрязнения частицами, представляющими значительный риск на производительность и срок службы продукта.

Рис. 4. Эффективный общий рабочий процесс обеспечения чистоты в автомобильной промышленности в соответствии с VDA19: от выделения частиц и задержания на фильтрах (моечный шкаф от Pall) до визуального и химического анализа (решение DM6 M LIBS 2-в-1 от Leica Microsystems). Цель состоит в том, чтобы быстрее найти источники опасных частиц и устранить их.

Резюме

Были представлены преимущества решения для анализа материалов «два в одном», которое сочетает в себе оптическую микроскопию и химический анализ с помощью спектроскопии индуцированного лазером пробоя (LIBS) для эффективного анализа чистоты.

Анализ чистоты важен для многих типов продуктов в различных отраслях, таких как транспорт, электроника и фармацевтика. Часто время и средства, выделяемые на анализ чистоты, ограничены, однако получение надежных результатов и достижение качества продукции всегда являются ключевыми.

Примером решения 2-в-1 является система анализа материалов DM6 M LIBS. Он предлагает точный, быстрый визуальный и химический анализ в одном приборе, устраняет необходимость подготовки и переноса образцов между устройствами, а также позволяет образцу все время оставаться в условиях окружающей среды во время анализа. Решение 2-в-1 позволяет легче идентифицировать источник загрязнения опасными частицами по сравнению с методами СЭМ/ЭДС. Эти преимущества позволяют пользователям выполнять быстрый, точный и экономичный анализ чистоты.

Дальнейшее чтение

1. VDA (Немецкая ассоциация автомобильной промышленности), QMC (Центр управления качеством), том 19, часть 1, Проверка технической чистоты, загрязнение функционально значимых автомобильных компонентов твердыми частицами, 2-е исправленное издание, март 2015 г.
2. VDA (немецкий Ассоциация автомобильной промышленности), QMC (Центр управления качеством), Том 19, Часть 2, Техническая чистота при сборке, Окружающая среда, Логистика, Персонал и сборочное оборудование, 1-е издание, 2010 г.
3. ISO/DIS 16232 Дорожные транспортные средства, Чистота компонентов и систем, Международная организация по стандартизации.
4. Н. Экке, Бесплатный вебинар по запросу: основы анализа чистоты компонентов, Научная лаборатория.
5. Y. Holzapfel, J. DeRose, G. Kreck, M. Rochowicz, Анализ чистоты в отношении загрязнения твердыми частицами: измерительные системы на основе микроскопии для автоматизированного анализа частиц, Science Lab.
6. К. Шеффлер, А. Шуе, Чистые детали – более надежные и долговечные Измерение частиц с помощью Leica Cleanliness Expert, Научная лаборатория.
7. К. Пингел, Н. Экке, Ключевые факторы эффективного анализа чистоты, Научная лаборатория.
8. А. Шуэ, М. Хартель, Техническая чистота в производстве автомобильных компонентов: анализ остаточной грязи в реальных приложениях, Научная лаборатория.
9. Программа обеспечения качества Cleanliness Expert для производства, страница продукта, Leica Microsystems.
10. Решение для анализа материалов DM6 M LIBS, страница продукта, Leica Microsystems.