Определение степени активности взаимодействия компонентов жидкой среды

[jurchello]

Пишу диссертацию по направлению "Технология машиностроения" и при этом пришлось влезть в химию и физику процесса. В первом приближении формулировка частной задачи следующая: имея коллоидный состав, необходимо приближенно/точно предсказать химическую активность компонентов расствора с металлическим (стальным) бруском, опущенным в этот раствор.

 

Начальные условия: 1. все компоненты раствора известны

2. сталь также содержит несколько химических элементов, например: сера, фосфор, вольфрам, железо, оксид железа, углерод...

 

Наибольший интерес вызывает параметр смачиваемости металла в зависимости от компонентов раствора. Как можно определить смачиваемость, имея химсостав раствора и металлического бруска?

 

Также интересует размягчающее, пластифицирующее воздействие раствора, которое облегчает процесс механической обработки.

 

И последний вопрос: существуют ли в химии таблицы, по которым можно было-бы сказать насколько активно (хотя-бы в относительных показателях) будут взаимодействовать два любых химических элемента, свободных радикала либо какие-нибудь достаточно сложные молекулы?

[arkansas]

имея коллоидный состав, необходимо приближенно/точно предсказать химическую активность компонентов расствора с металлическим (стальным) бруском, опущенным в этот раствор.

Если состав сложный, это можно сделать только экспериментально по скорости коррозии (если присутствует вода или другие агрессивные по отношению к материалу бруска компоненты).

Как можно определить смачиваемость, имея химсостав раствора и металлического бруска?

Тоже экспериментально. Самые ничтожные добавки некоторых компонентов (особенно ПАВ) могут на 180° изменить смачиваемость.

Также интересует размягчающее, пластифицирующее воздействие раствора, которое облегчает процесс механической обработки.

Механической обработки бруска? Любое ПАВ и даже просто вода облегчает обработку. Существуют разного рода тесты на твердость/мягкость материала (по Рокуэллу, Викерсу, Бринеллю,..) и есть опубликованные работы, рассматривающие разные материалы и среды. Как и всегда в таких случаях, воспользуйтесь научными поисковиками, чтобы оценить, было ли измерено что-то подобное раньше.

[jurchello]

Если состав сложный, это можно сделать только экспериментально по скорости коррозии (если присутствует вода или другие агрессивные по отношению к материалу бруска компоненты).

 

Тоже экспериментально. Самые ничтожные добавки некоторых компонентов (особенно ПАВ) могут на 180° изменить смачиваемость.

 

Механической обработки бруска? Любое ПАВ и даже просто вода облегчает обработку. Существуют разного рода тесты на твердость/мягкость материала (по Рокуэллу, Викерсу, Бринеллю,..) и есть опубликованные работы, рассматривающие разные материалы и среды. Как и всегда в таких случаях, воспользуйтесь научными поисковиками, чтобы оценить, было ли измерено что-то подобное раньше.

 

А можно экспериментально проверить все составляющие раствора на взаимодействие с металлом, а затем предсказать что должно получиться при их смешивании?

[arkansas]

Вообще говоря - нет.

[jurchello]

Вообще говоря - нет.

Я конечно в химии слабоват, но почему нет?! Ну допустим состав жидкости - 10 составляющих, допустим легированный металл - еще 10 составляющих. Это матрица 10х10, которая может показать реагируют эти элементы между собою или нет и (если да) насколько сильно. Всего 10^2=100 опытов. Где я ошибаюсь? ПОчему так нельзя.

[arkansas]

Потому что лишь для очень ограниченного количества систем (и то, с малым числом компонентов - 2-3) свойства в зависимости от состава меняются линейно, в том числе и скорость реакции. Вообще же, скорость вследствие разнообразных химических и физико-химических процессов может меняться по совершенно непредсказуемым зависимостям. Тут уместно вспомнить и катализ, и ингибирование, и сложные кинетические уравнения с концентрациями в числителе и знаменателе, и все что угодно.