DE SNELHEID VAN DE
POLYMORFE OMZETTING
NIEUWE ONDERZOEKINGEN OVER DE TINPEST
BIBLIOTHEEK DER
RIJKSUNIVERSITEIT
U T E T.
r
gt;- r iï- w
-ocr page 4- -ocr page 5-DE SI^ELHEID VAK DE
POLYMOEFE OMZETTIÏfG
NIEUWE ONDERZOEKINGEN
OVER DE TINPEST
ff----
quot;nbsp;,nbsp;.nbsp;Vnbsp;, ^nbsp;f
.• ■nbsp;\nbsp;iS rîHfi-
_ _nbsp;• ' : .; . • H ri - i Tnbsp;;
t
1
DE SNELHEID VAN
DE POLYMORFE OMZETTING
NIEUWE ONDERZOEKINGEN OVER DE TINPEST
TER VERKRIJGING VAN DE GRAAD VAN
DOCTOR IN DE WIS- EN NATUURKUNDE
AAN DE RIJKS-UNIVERSITEIT TE UTRECHT,
OP GEZAG VAN DEN RECTOR-MAGNIFICUS
Dr. H. BOLKESTEIN, HOOGLEERAAR IN
DE FACULTEIT DER LETTEREN EN WIJS-
BEGEERTE, VOLGENS BESLUIT VAN DE
SENAAT DER UNIVERSITEIT TEGEN DE
BEDENKINGEN VAN DE FACULTEIT DER
WIS- EN NATUURKUNDE TE VERDEDIGEN
OP MAANDAG 29 OCTOBER 1934
DES NAMIDDAGS TE 4 UUR
DOOR
ADRIANUS KORNELIS WYTZE ANTONIUS VAN LIESHOUT
GEBOREN TE LEEUWARDEN
DRUKKERIJ J. VAN BOEKHOVEN - UTRECHT - AMSTERDAM
BIBLIOTHEEK DER
RIJKSUNIVERSITEIT
U T R E ' H T.
RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT
iii
2301 548 4
-ocr page 8- -ocr page 9-AAÎ^ MlJl^f OUDEES
-ocr page 10- -ocr page 11-DanMaarheid in woorden uitdruTcJcen is wellicht een van
de moeilijlcste vraagstuklcen, die een mensch zich stellen kan.
Zij is een gevoelsuiting, welke alleen de dichter of de musicus
in al haar nuances kan weergeven.
Ware ik daartoe in staat, ik zou mijn erkentelijkheid
jegens TJ, Hoogleeraren en Docenten in de Faculteit der
Wis- en Natuurkunde aan de Rijks Universiteit te Utrecht
in schoone reien en harmonische Manken vertolken.
Het eerste vers zou ik U wijden, Hooggeleerde Cohen,
Hooggeachte Promotor.
In statig rythme zou ik dan willen doelen op Uw mede-
leven in mijn werk, dat een voortzetting van het Uwe mocht
zijn, Uw'e belangstelling in persoonlijke omstandigheden,
welke zich dikwijls in daden omzette, Uw enthousiasme en
doorzettingsvermogen. Uw aanmoedigend woord, op het juiste
oogenblik gesproken, zoomede op de tijd, welke Gij altijd
voor mij over had en de gastvrijheid, mij door Mevrouw
Cohen en U herhaaldelijk betvezen. Ook zou ik gewag maken
van het voorrecht, mij ten deel gevallen, Uw assistent te
hebben mogen zijn.
In het tweede vers, opgedragen aan U, Hooggeleerde
Kruyt, zou ik zinspelen op Uw bezielend woord, in de
colleges over Kolloidchemie en Phasenleer gesproken, op de
,,ladende^'' werking op Uw omgeving. Uw vruchtbare
kritiek en vooral ook op Uw opbouwend vermogen.
In uitgezochte regelen zou ik trachten weer te geven,
hetgeen ik te danken heb aan U, Hooggeleerde van Eom-
burgh en aan U, Hooggeleerde Euzicka, die mij de affini-
teiten van de koolstof, zoo theoretisch als practisch ,,in
geuren en kleuren^'' op voortreffelijke tvijze hebt doen kennen
en bewonderen.
Hooggeleerde Eutten en Hooggeleerde Sckmutzek, oolc
TJ zou ik dan strofen willen wijden, teneinde U te danken
voor hetgeen ik omtrent Mineralogie en Kristallografie in
colleges en practica van ü mocht leeren.
Zeergeleerde Moesveld, Uw niets ontziende kritiek zou
mij bijkans doen aarzelen met dit poëtisch experiment
voort te gaan! Toch zou ik het wagen, daar ik weet, dat de
welwillendheid, waarmee Gij immer Uw kritiek uitoefent,
U zou doen hegrijpen, dat, ondanks de ,,bedenkelijke'' vorm
der zinnen, deze niets anders zouden willen vertolken dan
mijn erkentelijkheid voor Uw zoo voortreffelijke raad hij het
uitvoeren van mijn werk.
Het vers, Zeergeleerde Kolkmeyer, dat ik U zou willen
opdragen, wilde het passen tusschen de vele kristallen, welke
Gij met „Röntgen-oogenquot;''' doorschouwt, zoude uit gekristal-
liseerde gedachten moeten zijn opgebouwd. Deze zouden dan
weerkaatsen mijn groote dankbaarheid voor Uw zoo vrien-
delijk verstrekte raad en steun, welke mij door zeer moeilijke
oogenblikken hebben heen geholpen.
Zeergeleerde Strengers, het zij mij vergund U te danken
voor de groote medewerking en hartelijkheid, die ik van U
mocht ondervinden gedurende de jaren, dat ik Uw assistent
mocht zijn. Gij gaaft mij menig nuttige wenk en leerdet
mij zelfstandig optreden.
De Commissie van Beheer van het Hoogewerff-J^ow^ïs
betuig ik mijn groote erkentelijkheid voor de genoten steun,
welke het mij mogelijk maakte dit proefschrift te bewerken.
Ook het personeel van het van 't Hoff-Laboratorium
dank ik voor de wijze, waarop het mij bij de experimenteele
uitvoering van mijn werk terzijde heeft gestaan.
iraOUD.
Blz.
INLEIDING ................................... 1
HOOFDSTUK I.
Omzettingssnelheid en veetragingsverschijnse-
len bij de enantiotrope overgang van Tin.
A.nbsp;Vroegere onderzoekingen .................. 4
B.nbsp;Eigen onderzoekingen.
a.nbsp;Gebruikte Stoffen...................... 9
b.nbsp;Metbode ter meting van de omzettings-
snelheid grauw tin ^ ^ wit tin ........ 10
e. De omzettingssnelheid.................. 13
HOOFDSTUK II.
De omzettingssnelheid grauw tin-gt;- wit tin,
gemeten onder verschillende omstandigheden
bij 25.6° C.
a.nbsp;Invloed van herhaald omzetten op de omzet-
tingssnelheid ............................. 16
b.nbsp;Invloed van glaspoeder op de omzetting»-
snelheid.................................. 34
c.nbsp;Invloed van herhaald omzetten op de omzet-
tingssnelheid (de overgang naar wit tin
geschiedde steeds volledig)................. 42
d.nbsp;Het verschil in omzettingssnelheid bij 25.6° C.
tusschen een tinpreparaat, dat herhaaldelijk
e.nbsp;Het activeeren van tin, dat 26 maal aan de
lucht w-as omgezet....................... 50
f.nbsp;Het activeeren van tin 26 maal in dilato-
meters met Jena-glaswand ................ 55
g.nbsp;De invloed van schudden tijdens de overgang
op de omzettingssnelheid................... 59
HOOFDSTUK III.
De omzettingssnelheid grauw tin ^ wit tin
bij verschillende temperaturen.
A.nbsp;Doel van dit onderzoek en vroegere metingen 66
B.nbsp;Eigen metingen ..........................
HOOFDSTUK IV.
Samenvatting en Discussie der Eesultaten.
A.nbsp;Samenvatting van de verkregen resultaten .. 81
B.nbsp;Discussie van de verkregen resultaten...... 84
HOOFDSTUK V.
Experimenteele toetsing van db juistheid der
beschouwingen in Hoofdstuk IV ............ 105
HOOFDSTUK VI.
De snelheid van de enantiotrope omzetting van
andere stoffen (S, Hg Ja en TIJ) ............ 1 H)
HOOFDSTUK Vil.
Veeklaring van de veetragingsverschijnselen
bij de omzetting grauw tin ^ wit tin in de
oudere onderzoekingen geconstateerd......116
HOOFDSTUK YIII.
De onderzoekingen van Bridgman ............ 120
HOOFDSTUK IX.
Bepaling van de overgangstemperatuur van Tin
bij de druk van één Atmosfeer.
A.nbsp;Vroegere bepalingen....................... 127
B.nbsp;Eigen bepalingen......................... 128
HOOFDSTUK X.
De invloed van druk op de omzetting grauw
tin ^ ^ wit tin.
A.nbsp;Inleiding ................................ 136
B.nbsp;Oudere onderzoekingen................... 138
C.nbsp;Eigen onderzoekingen omtrent de omzetting
grauw tin-wit tin onder druk.
a.nbsp;Inleiding............................. 112
b.nbsp;De drukdilatometer en de compressiebom 112
c.nbsp;De toestellen ter bepaling van de weerstand 148
d.nbsp;Eesultaten der Metingen............... 152
saaien vatting.................................. 1^8
-ocr page 16-RSr'Tw'ra ICH 1
rJ'
Jfix
OsSS^^S^BSÜs J. 'ar
-ocr page 17-mLEIDII^G.
Bij een onderzoek van Ernst Cohen en K. Douwes
Dekker i) over de invloed van druk op de overgangs-
temperatuur der omzetting grauw tin —^ wit tin, was
het hun niet gelukt die temperatuur bij 1 Atmosfeer druk
binnen een kleiner interval dan 12—14.3° C vast te
leggen, terwijl bij hooger drukken het onderzochte mate-
riaal eenige omzetting in het geheel niet bleek te ver-
toonen, m. a. w, ten gevolge der enorme vertragings-
verschijnsels, welke die omzetting, in het bijzonder in de
nabijheid van het overgangspunt vertoonde, was het niet
mogelijk gebleken de bedoelde studie ten einde te voeren.
Een eerste eisch om dit overgangspunt met groote
nauwkeurigheid te kunnen vastleggen, was dus de be-
reiding van een actief tinpreparaat.
Indien het ons mocht gelukken een dergelijk materiaal
in handen te krijgen, zou het mede mogelijk zijn een
ander vraagstuk bot oplossing te brengen. Wij doelen
hierbij op een verschijnsel, dat P. W. Bridgman in
een verhandeling ''The Velocity of Polymorphic Changes
between Solidsquot; uitvoerig beschreven heeft.
Bij zijn onderzoekingen omtrent de invloed van de
druk op de overgangstemperatuur van enantiotrope
stoffen volgens de methode van constante temperatuur
en veranderlijke druk kon hij steeds een ,,lagquot; in de
omzetting waarnemen, een druk-traject, waarin de stof
zich niet omzette.
1)nbsp;Dissertatie Utrecht (1927).
2)nbsp;Proc. Am. Acad. Art. Sei. 52, 57 (1916).
-ocr page 18-Beidgman betoogt, dafc een dergelijke ,,lagquot; zich ook
moeb voordoen bij de enantiotrope omzetting van een
stof bij de druk van 1 Atmosfeer, hetgeen zou beteekenen,
dat binnen een bepaald temperatuurtraject, aan weers-
kanten van de overgangstemperatuur gelegen, omzetting
van de eene modificatie in de andere niet zou kunnen
plaats vinden.
Past men zulks toe op het tin, dan zou dit willen zeggen,
dat een omzetting grauw tin —^ wit tin tusschen 12
en 14.3° C. niet kan optreden.
Het kwam ons evenwel voor, dat de ,,lagquot; van Bridg-
man niets anders kon zijn dan een zeer groote vertraging
van de enantiotrope omzetting, welke zich, door een
actief tinpreparaat te gebruiken, in het geheel niet zou
voordoen. De pogingen om een dergelijk actief materiaal
te bereiden, hebben ons onderzoek in geheel andere banen
geleid. Het bleek ons namelijk, dat omtrent de factoren,
welke polymorfe omzettingen beheerschen, tot dusverre
zeer weinig bekend was, hetgeen b.v. tot uiting komt in
de woorden van W. Fraenkel en W. Goezi): ,,Es drängte
sich uns bei der kritischen Durchsicht der Literatur die
TJeberzeugung auf, dass eine eigentliche Umwandlungs-
kurve, d.h. die Zeitabhängigkeit der im festen Zustand
umgewandelten Stoffmenge, überhaupt noch nicht be-
kannt zu sein scheintquot;.
Wij stelden ons daarom ten doel de omzettingssnelheid
van grauw tin ^ ^ wit tin bij verschillende temperaturen,
en onder verschillende voorwaarden te bestudeeren, ten-
einde ten eerste een methode te vinden, volgens welke
men een actief tin zou kunnen bereiden, ten tweede de
oorzaken van de vertragingsverschijnselen, welke bij de
omzetting grauw tin ^ wit tin kunnen optreden, op
te sporen, ten derde vast te stellen of bovengenoemde
,,lagquot; inderdaad bestaat.
1) Z. anorg. allgem. Chem. 144, 45 (1926).
-ocr page 19-Ten slotte stelden wij ons voor, met behulp van het
aldus verkregen tinpreparaat de overgangstemperatuur
van tin nauwkeurig te bepalen, alsmede, zoo mogelijk,
vast te stellen, of een dergelijk tin ook onder betreTcTcelijTc
lage druMingen enantiotrope omzetting vertoont.
HOOFDSTUK I.
Omzettingssnelheid en Veetragingsvehschijnselen
bij de enantiotrope overgang van tin.
A. Vroegere onderzoeMngen.
Het is bekend, dat de geschiedenis van de studie van
de allotropie van het tin een aanvang heeft genomen in
1899, toen Ernst Cohen in samenwerking met van Eijk i)
in een verhandeling ,,Physikalisch-chemische Studien am
Zinnquot; aan het licht bracht, dat dit metaal enantiotroop
is en in een witte en een grauwe modificatie kan optreden.
De naam ,,tinpestquot; werd toen gegeven aan de overgang
van wit tin in grauw, omdat het metaal daarbij op ver-
schillende plaatsen opzwelt, openbarst en in een fijn
grauw poeder uiteenvalt, dat nog-niet-aangetaste gedeel-
ten infecteert.
Hoewel Cohen en zijn medewerkers door een reeks van
onderzoekingen het tin gemaakt hebben tot een ken-
merkend voorbeeld van enantiotropie, bleven toch de
zoo hinderlijke, dikwijls onverwacht optredende vertra-
gingsverschijnselen een oplossing vragen, hetgeen tot
uitdrukking komt in het laatste onderzoek over tin
van Ernst Cohen en K. Dou\\t:s Dekker, waarin zij
zich als volgt uiten:
,,Man ersieht aus diesem Beispiel wiederum wie un-
genügend unsere Kenntnisse über die derartige Umwand-
lungen beherrschenden Faktoren sind und wie sehr neue
Studien nach dieser Eichtung not tun.quot;
Z. physik. Chem. 30, 601 (1899).
Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
-ocr page 21-De juistheid van deze opmerking treedt aan den dag
bij een nadere beschouwing van de snelheden, waarmee
de eene tinmodificatie in de andere overgaat, zooals zij
in vroegere onderzoekingen bij verschillende temperaturen
werden gevonden.
Wij hebben de resultaten dezer metingen vereenigd in
Tabel 1, bladz. 6.
De omzettingssnelheid werd steeds gemeten als ver-
plaatsing van een meniscus in de capillair van de gebruikte
dilatometer.
Volgens een persoonlijke mededeeling van Prof. Cohen
bedroeg de diameter van de capillair ten hoogste 0.5 mm.
Het doel van deze metingen was het bepalen van de
overgangstemperatuur van tin, waarop we in een later
hoofdstuk zullen terugkomen; voor ons zijn op deze plaats
van meer belang de in Tabel 1 opgegeven omzettings-
snelheden en dan is het opmerkelijk, dat deze, over een
traject van O tot 20° C. in alle bepalingen een zeer kleine
waarde hebben, ondanks de zeer verschillende hoeveel-
heden tin (8 gr. — 39 gr. — 100 gr. en 270 gr.), de uit-
een! oopende aard der gekozen vulvloeistoffen en het naast
elkaar aanwezig zijn van de twee modificaties.
Er moeten dus nog andere factoren een rol spelen!
Teneinde de hier optredende vertragingsverschijnselen
straks beter te kunnen verklaren, is het noodig de voor-
geschiedenis van het tin, waarmede bovenstaande metin-
gen verricht werden, aan een korte beschouwing te
onderwerpen.
In het eerste onderzoek (ISTo. 1, Tabel 1) werd een
dilatometer van twee cc. inhoud gevuld met een mengsel
van de grauwe en de witte modificatie, afkomstig van
een blok Banka-tin, dat door tinpest was aangetast.
In ]S[o. 2 bereidde men grauw tin door gevijld Banka-tin
gedurende drie maanden bij —6° C. in aanraking te laten
met een 10 % alcoholische pinkzoutoplossing en 39 gram
Tabel 1.
Omzettingssnellieden bij de dilatometrische bepalingen van de overgangstemperatuur van tin.
Cohen en van Eijk i)
(1899)
Cohen
(1900)
Cohen
(1908)
Cohen en Douwes Dekker *)
(1927)
Vulvloeistof :
10 % alcoholische
pinkzoutopl.
i gr. (grauw en wit) tin
Vulvloeistof:
alcohol
20 gr. wit en 19 gr. grauw tin
Vulvloeistof:
10 % alcoholische
pinkzoutopl.
50 gr. wit en 50 gr. grauw tin
Vulvloeistöï:
decaline
230 gr. grauw en 40 gr. wit tin
Tempe- |
Verplaat- |
Tijd |
Tempe- |
Verplaat- |
ratuur |
sing van |
van |
ratuur |
sing van |
in |
de menis- |
waar- |
in |
de menis- |
graden |
cus in mm. |
neming |
graden |
cus in mm. |
Celsius |
per uur |
in uren |
Celsius |
per uur |
—85 |
3.8 | |||
—45 |
4.0 | |||
—5 |
4.5 |
28 |
—16 |
3.0 |
0 |
2.4 |
20 |
0 |
1.06 |
5 |
0.1 |
17 |
20 |
- 0.09 |
10 |
0.07 |
13 |
25 |
— 3.0 |
15 |
0.0 |
11 |
30 |
— 20.0 |
17 |
0.0 |
23 |
35 |
—132.0 |
20 |
—0.1 |
24.5 |
40 |
—275.0 |
Tijd
van
waar-
neming
in uren
Tempe-
ratuur
in
graden
Celsius
Verplaat-
sing van
de menis-
cus in mm.
per uur
Tijd
van
waar-
neming
in uren
Tempo-
ra tuur
in
graden
Celsius
Verplaat-
sing van
de menis-
cus in mm.
per uur
Tijd
van
waar-
neming
in uren
O
11.7—12.5
14.8
15.3
16.8
18.06
23
0.05
—0.01
—0.03
—0.46
—1.69
4
480
700
68
46
143
18
199
-0.04
-0.10
600
120
1)nbsp;Z. physik. Chem. 30, 601 (1899).
2)nbsp;Z. physik. Chem. 35, 588 (1900).
3) Z. physik. Chem. 63, 625 (1908).
Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
Tan dit aldus verkregen grauwe materiaal voor de helft
door verwarming in wit tin om te zetten, waardoor een
veel inniger contact tusschen beide modificaties bereikt
werd, dan in het eerstgenoemde onderzoek.
Terwijl in dit tweede onderzoek alleen het meten van
de omzettingssnelheid bij verschillende temperaturen
werd beoogd, publiceerde Cohen in zijn derde verhande-
ling een nauwkeuriger bepaling van de overgangstempe-
ratuur met een dilatometer, w^elke een mengsel van 50
gram grauw en 50 gram wit tin bevatte, dat afkomstig
was van een door tinpest aangetast schuitje Banka-tin.
Alleen, na langdurige waarneming, bij 19.9° C. gedu-
rende 120 uur, bij 18° C. eveneens gedurende 120 uur
en 600 uur kon een voldoende volume-vermindering
worden vastgesteld.
Bij een onderzoek omtrent de ware specifieke wärmten
van de twee tin-modificaties, waartoe de overgangs-
temperatuur nauwkeurig bekend moet zijn, namen Eenst
Cohen en K. Douwes Dekker i) een nieuwe bepaling
van die temperatuur ter hand; daartoe gingen zij als
volgt te werk:
Een dilatometer werd gevuld met 230 gram grauw tin,
bereid door tinvijlsel, in een glazen buis ingesmolten,
geruime tijd aan de temperatuur van vloeibare ammoniak
{—60° C.) bloot te stellen. Bij deze temperatuur vertoont
namelijk de omzettingssnelheid naar de grauwe modifi-
catie een maximum. Dit tin mengde men daarna met
40 gram wit tinvijlsel. Als verrassend resultaat werd nu
gevonden, dat de overgangstemperatuur, tot dusver altijd
in de nabijheid van 18° C. gewaand, veel lager ligt en
wel tusschen 12 en 14.3° C.!
Weliswaar was een maand noodig om bij 14.3° C. een
voldoende volume-vermindering te kunnen vaststellen
(5.9 mm.), doch bij 16.8° C. is de omzettingssnelheid
1) Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
reeds veel grooter. De overgang in tegengestelde richting,
van wit tm in grauw, kon nog geconstateerd worden bij-
een temperatuur tusschen 11.7 en 12.5° C.; in 480 uur
was de vulvloeistof 24 mm. gestegen. Ten einde de over-
gangstemperatuur nauwkeuriger te leeren kennen, hebben
cohen en Dotjwes Dekker een tweede onderzoek onder-
nomen, hetwelk zij als volgt beschrijven i):
,,0m de grenzen nog nauwkeuriger vast te stellen, zijn
pogingen aangewend om een zeer reactief tinpreparaat
te verkrijgen, door eenige malen ons materiaal de om-
zetting grauw wit te doen doocloopen. Daarbij werd
het in een agaten mortier fijn gewreven en telkens uib-
gezeefd. Tenslotte verkregen wij een praeparaat, dat op
het oog, na een uur in vloeibare ammoniak, reeds van
wit in grauw was omgezet.
Een groote dilatometer werd hiermede gevuld (4; 300
gr.^ 50 % grauw). Noch bij 13.7°, noch bij 13°, noch bij
12°, vertoonde deze dilatometer, steeds gedurende 14
dagen waargenomen, eenigen gang.
Bij 18° zelfs kon een verandering niet worden gecon-
stateerd binnen tweemaal 24 uur; eerst bij 25° vertoonde
zich een omzetting. Het tin, waarvan verwacht kon wor-
den, dat het zich veel vlugger zou omzetten, dan dat
in dilatometer I, bleek veel trager te zijn.
Wij zien dus ook hier weer, hoe weinig de, deze om-
zetting beheerschende factoren, bekend zijn.
De snelle omzetting in de eerste dilatometer is blijkbaar
,,geheel toevallig geweest.quot;
Ook hier treedt weer te voorschijn het onzekere element,
dat deze omzettingen in de vaste phase beheerscht.
Weliswaar heeft Cohen enkele factoren kunnen ont-
dekken, welke de omzetting versnellen, zooals het toe-
voegen van een bepaalde electrolyt-oplossing en fijne
Dissertatie, Utrecht, blz. 27.
Z. physilü. Chem. 94, 450 (1920).
-ocr page 25-verdeeling van de stof, maar vaste voorspellingen voor
elk speciaal geval zijn niet mogelijk.
Voor tin is meermalen gebruikt als „versnellende
electrolytquot; een 10 % pinkzoutoplossing (in alcobol),
welke echter het tin aantast; een fijne verdeeling kan
verkregen worden door eenige malen de stof de omzetting
grauw ^ wit te doen ondergaan, daar bij de overgang
in grauw het metaal uiteenvalt ten gevolge van de groote
volume-vermeerdering, welke dit proces begeleidt.
Tenslotte kan de aanwezigheid van de andere modifi-
catie door enting de omzettingssnelheid vergrooten.
Een onderzoek van G. Tajemann en K. L. Dreyee, i)
over de lineaire omzettingssnelheid van wit in grauw
tin zal in Hoofdstuk IV besproken worden.
B. Eigen onderzoekingen.
a. Gebruik te stoffen.
Het voor ons onderzoek gebruikte tin was afkomstig
van het schuitje Banka-tin, reeds door Cohbn en Douwes
Dekker genoemd. De groote zuiverheid blijkt uit de
door hen uitgevoerde analyse:
onoplosbaar gedeelte....................0.004 %
(kiezel, koolstof)
lood..................................................0.028 %
koper..............................................0.005 %
ijzer..................................................0.011 %
antimoon kon niet worden aangetoond.
Totale verontreiniging: 0.048 %.
Het oppervlakkig oxyde-laagje werd zorgvuldig ver-
wijderd en het glanzende metaal met een vijl bewerkt.
1) Z. anorg. allgem. Chem. 199, 97 (1931).
Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
Daar er mogelijk ijzerdeeltjes van de vijl tusschen het
tmvijlsel konden zijn geraakt, ontijzerdeu wij dit met een
magneet, een behandeling, welke vrijwel overbodig bleek
te zijn. Het aldus verkregen tinvijlsel smolten wij daarna
onmiddellijk in een glazen buis in, teneinde het zoo goed
mogelijk tegen oxydatie te beveiligen.
Als vulvloeistof van de dilatometers viel onze keuze
op xylol, waarvan Cohen en Bredée i) in een fraai
onderzoek met de differentiaal-gasdilatometer hebben
aangetoond, dat het de snelheid van de tin-omzefcting
met beïnvloedt. Bovendien is xylol een zeer beweeglijke
vloeistof, hetgeen het vullen van de dilatometers en in
het bizonder van de later te beschrijven druk-dilatometer
(zie blz. 144) zeer vergemakkelijkt.
Xylol puriss. van de handel brachten wij met P^O^ in
aanraking en vernieuwden van tijd tot tijd het droog-
middel.
is'a elke behandeling destilleerden wij de vloeistof.
Ten slotte werd de fractie van 139 tot 141° C. opgevangen
en voor ons doel gebruikt. Wij bewaarden de vloeistof
m het donker. Aan een hoeveelheid wit tin, onder deze
xylol gedurende een jaar bewaard, kon op het oog een
verandering niet worden waargenomen.
h. MstJiode voor het meten van de omzettingssnelheid
grauw tin -gt;- wit tin.
Volgens een onderzoek van Cohen en Douwes Dekker^)
is bij 13.0° C. de dichtheid van wit tin 7.285 en die van
grauw tin 5.765; de omzetting gaat dus met een groote
volume-verandering gepaard, welke voortreffelijk kan
worden gemeten langs dilatometrische weg, dus als ver-
plaatsing van een meniscus in een capillair. Daar wij
1) Dissertatie Utrecht, blz. 145 (1928)
') Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
onze metingen steeds verricht hebben met even groote
hoeveelheden tin,, om nader te noemen reden steeds
5 gram, bleek het gewenscht, teneinde zooveel mogelijk
vergelijkbare resultaten te verkrijgen, bij het werken met
verschillende reeksen dilatometers voor deze een stan-
daard-type te gebruiken. Een afbeelding geeft Figuur 1.
De bolvorm is ge-
kozen, daar wij niet
wisten, of ook de
vorm van de ge-
bruikte dilatometers
een rol speelt bij de
omzetting. Daar ook
met een mogelijke
invloed van de glas-
wand op de omzet-
tingssnelheid grauw
tin -wit tin re-
kening moest wor-
den gehouden, werd
steeds dezelfde glas-nbsp;Figuur l.
soort gebruikt.
Nadat het tin in het bolletje A van de dilatometer
is gebracht, wordt een tevoren ontvette en zorgvuldig
gedroogde capillair B aangesmolten. Teneinde vochtig
worden van de inhoud te voorkomen, geschiedde het
blazen door een buisje gevuld met P2O5. Aan het andere
einde van de capillair is aangebracht een verlengstuk C,
dat door de kraan D kan worden afgesloten, terwijl het
verticaal geplaatste reservoir F, al of niet in verbinding
met C, door middel van de kraan E, in C uitmondt.
Eubberverbindingen, welke door xylol zoo gemakkelijk
worden aangetast, zijn bij deze constructie vermeden.
Aan de capillair is een palmhouten meetlat bevestigd,
welke in millimeters verdeeld is, hetgeen, met behulp
f
=m
van een loupe, een aflezing van de stand van de vloeistof-
meniscus in tienden millimeters mogelijk maakt
Bij het vullen van de dilatometers met xylol gaat men
als volgt te werk:
Men giet in het reservoir F de vloeistof, terwijl kraan
gesloten is; daarna wordt de dilatometer verbonden
met een luchtpomp en door openen van de kraan D
het geheel geëvacueerd. ïsTu sluit men de kraan D en
opent E; de xylol slaat dan in de dilatometer en vult
deze geheel aan.
Hierna wordt de kraan E weer gesloten en D geopend
tenemde door pompen de nog aanwezige lucht te kunnen
verwijderen, hetgeen door tikken tegen het bolletje sterk
bevorderd wordt. Daarna brengt men, door wegzuigen
van xylol, met behulp van een zeer nauwe glascapillair,
de vloeistofmeniscus op de gewenschte stand.
Tenslotte nog een enkel woord over de lengte en de
doorsnee van de gebruikte capillair. Het was voor ons
doel van belang de omzetting van een nauwkeurig ge-
wogen hoeveelheid tin van begin tot eind te kunnen
volgen. De capillair moet dus de hoeveelheid xylol, welke
bij de volumeverandering van het tin wordt verplaatst,
kunnen bevatten.
Anderszijds mag die capillair (welke zich gedeeltelijk
buiten de thermostaat bevindt, waarin het bolletje tijdens
de metingen gedompeld is), niet te wijd of te lang zijn.
Is de capillair te wijd, dan wordt de afleesfout groot,
IS hij te lang, dan werkt het buiten de thermostaat stekende
deel, welks temperatuur met de kamertemperatuur schom-
melt, als thermometer en veroorzaakt dientengevolge een
onnauwkeurige aflezing. Bij keuze van een kleine hoe-
veelheid tin (5 gram) en een doorsnee van de capillair
van ± 1 mm, mocht de geringe schommeling van de
kamertemperatuur tijdens de metingen verwaarloosd
worden.
Wij zullen voortaan de volume verandering steeds aan-
geven als een verplaatsing van de xylol-meniscus in
millimeters.
De volume verandering, welke een bepaalde hoeveelheid
tin bij de overgang ondergaat, laat zich berekenen uit de
dichtheden van de beide tinmodificaties. Indien tevoren
het volume van 1 mm capillair door uitweging is vast-
gesteld kan men deze volume verandering uitdrukken
in mm.
c. De OmzettingssnelJieid.
Daar wij ons ten doel stelden de verschillende factoren
op te sporen, welke de snelheid van de enantiotrope
omzetting van tin beheerschen, was het van belang een
methode te vinden, welke het mogelijk maakte de resul-
taten, met verschillende preparaten tin verkregen, onder-
ling te vergelijken.
Eknst Cohen heeft er reeds op gewezen, dat men
alleen preparaten met dezelfde voorgeschiedenis verge-
lijken mag, hetgeen toe te schrijven is aan het eigenaardige
karakter van omzettingen in de vaste phase. Terwijl in
«en vloeibaar systeem de actieve massa regelmatig ver-
deeld is of door mengen verdeeld kan worden, gaat bij
een enantiotrope verandering de omzetting uit van
kernen, welke zeer onregelmatig door de massa verspreid
zijn, terwijl van intensief roeren geen sprake is.
Bij deze omzettingen kan men dan ook niet spreken van
een reactieconstante bij een bepaalde temperatuur en er
moet een andere maatstaf gezocht worden voor de om-
zettingssnelheid. Deze kan worden gevonden uit het
verloop van de reactie-kromme, welke het verband tus-
schen de omzettingssnelheid en de tijd bij een bepaalde
temperatuur voor de overgang van de eene modificatie
in de andere aangeeft.
Ongeacht de voorgeschiedenis van het tin, bleek deze
reactie-kromme steeds het bekende verloop te hebben,
zooals Figuur 2 weergeeft,
waarin de verplaatsing van
de meniscus in millimeters
per minuut tegen de tijd
(abcis) is uitgezet.
ISTu bleek in de meeste ge-
vallen de maximale snelheid
(inde kromme door M .S. aan -
gegeven) voor even groote
hoeveelheden tin met een-
zelfde voorgeschiedenis van
dezelfde grootte te zijn, zoo-
dat wij deze maximale snelheid als maatstaf voor de
snelheid van de enantiotrope overgang gekozen hebben.
Een volgend punt van overweging is de keuze van de
vulvloeistof van de dilatometers.
In vrijwel alle onderzoekingen op dit gebied heeft men
steeds gebruik gemaakt van vloeistoffen, welke zich niet
indifferent t.o.v. de onderzochte enantiotrope stof ge-
dragen. Zoo koos Eeicher i) in zijn onderzoek over de
allotropie van zwavel als vulvloeistof zwavelkoolstof,
waarbij ongetwijfeld de omzetting via het oplosmiddel
verloopt.
Een even groot bezwaar heeft de toepassing van een
10 % alcoholische pinkzoutoplossing bij de overgang van
wit in grauw tin, daar die vloeistof het tin aantast.
Om deze reden hebben wij elke complicatie willen
uitsluiten en xylol als vulvloeistof gekozen. Wij hebben
er reeds op blz. 10 op gewezen, dat volgens een onderzoek
van Cohen en Bredée xylol zich volkomen indifferent
tegenover de omzetting grauw tin wit tin gedraagt.
L. Th. Reicher, Ree. trav. chim. 97, 102 (1883).
Dissertatie Utrecht, blz. 145 (1928).
-ocr page 31-Tenslotte de vraag, bij welke temperatuur de omzet-
tings-krommen bepaald behoorden te worden. Wij kozen
daartoe 25.6° C. bij welke temperatuur het grauwe tin
zich in het witte met een behoorlijke snelheid omzet,
terwijl toch voldoende tijd blijft voor een rustige waar-
neming van de stand van de menisci van meerdere dilato-
meters op hetzelfde oogenblik.
HOOFDSTUK II.
De omzettingssnelheid grauw tin _wit tin
gemeten onder verschillende omstandigheden
bij 25.6° c.
a. De invloed van herhaald omzetten op de omzettings-
sneïheid.
Hoewel het een reeds lang bekend feit is, dat de snel-
heid, waarmee de tinmodificaties in elkaar overgaan,
toeneemt, naarmate die omzettingen veelvuldiger hebben
plaats gehad, leerde een onderzoek van de literatuur, dat
het verband tusschen de omzettingssnelheid en het aantal
omzettingen tot nu toe nimmer kwantitatief bepaald was.
Dit geldt ook, behoudens een onderzoek over HgJg en
TIJ 1), voor alle andere enantioorope omzettingen. Het
bleek noodig, dat verband uitvoerig vast te stellen,
teneinde een zoo actief mogelijk tin te kunnen bereiden
(zie Inleiding, blz. 1).
Wij zijn daartoe op de volgende wijze te werk gegaan:
Zes dilatometers (genummerd la tot en met 6a} werden
elk met ongeveer 5 gram (wit) tinvijlsel gevuld, waarna
wij onmiddellijk xylol volgens de beschreven methode
(blz. 12) toevoegden, zoodat het metaal tijdens de verdere
bewerkingen niet door lucht kon worden geoxydeerd.
Teneinde een mogelijke invloed op de omzettingssnel-
heid vast te stellen van het CO^, dat bij het blazen van
de capillair aan het bolletje in aanraking met het tin-
vijlsel was gekomen, vulden wij twee der dilatometers
1) A. F. Benton en R. D. Cool, J. Phys. Chem. 35, 1762 (1931).
bij met xylol, waarin gedurende 10 minuten droog kool-
zuurgas was geleid.
Een tweede hoeveelheid xylol werd, na toevoeging
van een weinig ammonia (2 druppels 4 l^H^OH opl,
op 10 cc. xylol) gebruikt als vulvloeistof van twee
andere dilatometers. De mogelijkheid was namelijk niet
uitgesloten, dat ammoniakgas, in de dilatometers via
de capillair binnengedrongen, gedurende de tijd, dat deze
zich in een Dewar-vat met vloeibare ammoniak bevon-
den, teneinde het witte tin in grauw om te zetten, de
overgangssnelheid op de een of de andere wijze beïnvloedt.
Vanzelfsprekend werden ook twee dilatometers gevuld
met xylol, welke niet verontreinigd was.
In Tabel 2 vindt men een overzicht van de inhoud
der dilatometers.
Tabel 2.
Dilatometer |
Hoeveelheid |
Vulvloeistof |
la |
5.0681 gram |
xylol |
2a |
5.0639 ,, |
xylol |
3a |
5.1249 „ |
xylol CO2 |
4a |
5.0165 ,, |
xylol CO2 |
5a |
5.1295 „ |
xylol -j-ïfH^OH |
6a |
5.1174 „ |
xylol NH4OH |
De dilatometers werden gedurende de nacht in een
Dewar-vat met vloeibare ammoniak (temperatuur —50° C.
gelaten, waarbij de overgang in grauw tin zich snel
voltrekt De volgende morgen brachten wij ze in een
thermostaat, welke zich op de overgangstemperatuur
(13.2° C., zie blz. 135) bevond en regelden, na bereiken
Z. physik. Chem. 30, 601 (1899).
-ocr page 34-van het temperatuur-evenwicht, de menisei op een ge-
schikt punt van de capillairen. Wij kozen 13.2° C., omdat
alleen bij deze temperatuur stilstand van de meniscus
mag worden verwacht, daar dan de beide tinmodificaties
m evenwicht zijn. Daarna bracht men achtereenvolgens
in twee groepen van drie met een tussehenpoos van enkele
minuten, de dilatometers in een thermostaa: van 25.6° C.
en volgde het verloop van de snelheid van omzetting
van grauw tin in wit nauwkeurig.
Aanvankelijk stijgt de meniscus, totdat na ongeveer
5 minuten een stilstand intreedt. Van dit punt af zullen
wij voorloopig het begin van de omzetting rekenen.
Daarna volgt een verplaatsing in tegengestelde richting,
doordien de overgang grauw tin -wit tin onder
volume-vermindering verloopt. Van dit oogenblik af
werd steeds na een bepaalde tijd, meestal na 5 minuten
de stand genoteerd en de gemiddelde snelheid per minuut
over deze perioden berekend.
De metingen in de eerste 10 a 15 minuten waren on-
nauwkeurig, daar de dilatometers dan nog niet geheel op
temperatuur waren gekomen.
Het bleek mogelijk drie dilatometers vrijwel gelijktijdig
af te lezen (met een loupe), terwijl de standen in de drie
andere de volgende minuut werden waargenomen. De tijd
werd afgelezen op een gecontroleerd uurwerk.
Ongetwijfeld maakte men bij de beschreven metingen
afleesfouten, welke echter, in vergelijking met de ver-
plaatsingen, welke het gevolg zijn van de omzetting, niet
van belang zijn. De omzettingssnelheid nam voortdurend
toe en doorliep een maximum; nadat de snelheid tenslotte
een kleine waarde bereikt had, lazen wij de stand van de
menisei af en staakten de verdere meting bij 25.6° C.
Uit deze (laatste) aflezing en die van het beginpunt
van de omzetting konden wij afleiden hoeveel wit tin
zich tijdens de omzetting bij 25.6° C. gevormd had, daar
de volumeverandering, -waarmee de volledige omzetting
in de witte modificatie gepaard gaat, door berekening
bekend was (zie blz. 13).
ISTa de meting bracht men alle dilatometers onmiddellijk
op —50° C., ten einde het tin weer volledig in de grauwe
vorm te doen overgaan, öf men verwarmde ze eerst ge-
durende een korte tijd (meestal 10 minuten) op een
temperatuur van 45 tot 50° C., plaatste ze daarna weer
in de thermostaat van 25.6° C., las na eenige tijd de
stand van de menisci af en bracht ze vervolgens op
—50° C.
Het verwarmen op 45 tot 50° C. geschiedde, ten einde
het tin in korte tijd geheel in de witte modificatie te doen
overgaan; uit de afgelezen totale volumeverandering
konden wij dan afleiden, of de omzetting in grauw tin,
welke aan onze meting bij 25.6° C. voorafging, al of niet
volledig was geweest.
Nadat gedurende de nacht de overgang in grauw tin
had plaats gehad, herhaalden wij de volgende dag de
boven beschreven meting.
Op deze wijze zetten wij het tin 84 malen om van de
eene modificatie in de andere.
Alvorens in bijzonderheden te treden, is het gewenscht
de verkregen resultaten van de metingen in een overzicht,
weergegeven door Tabel 3, te bespreken.
Hierin zijn vermeld:
In kolom 1: voor de hoeveelste maal het tin werd
omgezet. De oneven getallen, die in deze kolom niet
voorkomen, hebben steeds betrekking op de omzetting
wit tin-y grauw tin bij —50° C. In de tweede kolom
de thermische behandeling van het tin bij de twee om-
zettingen, voorafgaande aan die, in kolom 1 genoemd.
In de derde kolom de maximale snelheden (voortaan
aangeduid door M.S.) van de gemeten omzettingen bij
25.6° C. en in de vierde het percentage gevormd wit tin
Tabel 3. Omzetting grauw tin
Kolom 3
-gt; wit tin.
fco
O
Kol. 1
Kolom 2
Kolom 4
Thermische behandeling van |
... | ||||||||||||||
Volg- |
het tin bij de 2 omzettingen, |
Maximale snelheid in mm • |
Gevormd wit tin in % |
.. | |||||||||||
om- |
Tijden in uren op : | ||||||||||||||
-t-25.6quot;'0. |
-t- '10 rot |
— 60° 0. |
la |
2a |
3a |
4a |
5a |
6a |
la |
2a |
. 3a |
4a |
5a |
6a | |
2 |
_ |
— |
24 |
0.4 |
0.9 |
1.2 |
0.5 |
0.9 |
1.1 |
95.6 |
96 |
95.4 |
95 |
95.4 |
97.2 |
4 |
96 |
— |
24 |
1.0 |
1.4 |
1.5 |
1.2 |
1.4 |
1.4 |
99.4 |
98.6 |
98.3 |
98.7 |
92.2 |
95.5 |
6 |
24 |
Vl2 |
23 |
2.1 |
1.8 |
2.2 |
1.7 |
2.2 |
1.9 |
98.6 |
98.1 |
97.5 |
98.2 |
98.3 |
99.8 |
8 |
H |
Vl2 |
17 |
1.9 |
2.6 |
2.8 |
2.1 |
2.6 |
2.3 |
98.1 |
97.6 |
97.1 |
97.8 |
98.1 |
.99.4 |
5 |
Va |
41 |
2.0 |
3.0 |
3.0 |
2.0 |
2.6 |
2.5 |
98.9 |
98.0 |
98.0 |
98.0 |
98.1 |
,99.3 | |
12 |
5 |
1.9 |
2.8 |
2.3 |
2.1 |
2.6 |
2.7 |
89.0 |
92.3 |
90.4 |
94.3 |
96.3 |
97.4 | ||
14 |
5 |
Ve |
41 |
2.4 |
3.5 |
2.6 , |
2.5 |
2.8 |
2.8 |
73.3 |
93.6 |
86.7 |
80.0 |
87.4 |
90.2 |
16 |
24 |
— |
23 |
2.0 |
3.1 |
2.4 |
2.4 |
2.3 |
2.5 |
96.9 |
97.0 ■ |
95.4 |
97.3 |
97.4 |
99.4 |
18 |
2i |
46 |
3.3 |
4.1 |
3.7 |
3.6 |
3.5= |
3.7 |
97.9 |
97.2 |
96.8 |
97.4 |
98.0 |
99.4 | |
20 |
H |
Vl2 |
lU |
3.6 |
4.5 |
4.2 |
3.5 |
2.9 |
3.3 |
97.0 |
97.2 |
96.4 |
97.2 |
98.0 |
99.0 |
24 |
4 |
24 |
2.8 |
2.7 |
2.7 |
2.8 |
1.9 |
1.9 |
88.4 |
86.5 |
86.0 |
82.1 |
74.9 |
80.0 | |
26 |
4 |
'— |
19 |
6.8 |
6.8 |
6.4 |
5.7 |
4.0 |
4.8 |
86.7 |
87.8 |
83.9 |
82.7 |
79.2 |
86.0 |
28 |
4 |
■—• |
19 |
6.5 |
6.5 |
7.4 |
6.7 |
6.5 |
7.7 |
78.3 |
82.0 |
71.6 |
77.6 |
77.1 |
83.5 |
30 |
4 |
— |
19 |
6.0 |
6.2 |
5.8 |
8.1 |
6.3 |
6.2 |
95 |
94.8 |
94.3 |
95.2 |
94.5 |
98.2 |
32 |
4 |
19 |
3.5 |
3.3 |
3.2 |
3.4 |
'2.7 |
2.8 |
87 |
88 |
87.9 |
86.2 |
85.5 |
88.7 | |
34 |
216 |
24 |
4.0 |
4.1 |
4.0 |
4.5 |
2.6 |
2.7 |
73.7 |
76.3 |
73.6 |
72.3 |
62.7 |
66.7 | |
86 |
2 |
— |
43 |
4.8 |
4.4 |
4.8 |
5.2 |
3.4 |
3.5 |
62.4 |
70.0 |
70.0 |
68.4 |
61.8 |
64.8 |
38 |
2 |
— |
21 |
3.4 |
3.4 |
3.1 |
4.0 |
2.7« |
3.0 |
57.5 |
67.0 |
65.4 |
64.8 |
60.3 |
64.4 |
40 |
5 |
— |
67 |
3.8 |
4.1 |
4.0 |
5.2 |
3.6 |
4.0 |
50.5 |
61.7 |
57 |
58 |
55.5 |
58.3 |
42 |
6i |
— |
41 |
2.4 |
2.9 |
3.0 |
3.6 |
2.3 |
2.6 |
95.5 |
95.8 |
95.2 |
94.9 |
94.2 |
96.6 |
44 |
1 |
Vs |
44 |
1.7 |
1.9 |
1.9 |
2.3 |
1.6 |
1.6 |
78.6 |
82.2 |
82.8 |
76.6 |
70.0 |
74 |
46 |
24 |
■— |
47 |
1.4 |
2.1 |
2.1 |
2.6 |
1.5 |
1.7 |
97.6 |
98 |
97 |
97.6 |
98 |
100 |
58 |
72 |
0.9 |
0.9 |
0.7 |
1.4 |
0.5 |
0.7 |
73.4 |
77 |
70 |
72 |
57 |
66.5 | ||
74 |
46 |
0.6 |
0.5 |
1.3 |
0.3 |
0.5 |
60 |
60 |
63.8 |
45 |
55.7 | ||||
76 |
24 |
— |
22 |
1.8 |
1.6 |
2.1 |
0.8 |
1.1 |
44.8 |
41.1 |
46.2 |
28.4 |
31.8 | ||
78 |
2 |
— |
19 |
2.7 |
3.3 |
3.7 |
1.6 |
2.1 |
45.1 |
43.5 |
47.5 |
30.0 |
38.6 | ||
80 |
2 |
— |
22 |
3.0 |
2.9 |
3.5 |
1.7 |
2.9 |
45.5 |
43.9 |
48.1 |
32.2 |
44 | ||
82 |
2i |
— |
21 |
3.0 |
3.0 |
4.9 |
1.7 |
2.4 |
83.3 |
82.3 |
85 |
83.4 |
90.6 | ||
84 |
li |
Va |
46 |
1.2 |
1.8 |
1.6 |
0.7 |
1.1 |
90.8 |
94.9 |
95.2 |
94.9 |
98.4 |
Gemeten in een capillair van 1 mm doorsnee.
-ocr page 37-in elk der dilatometers, berekend uit de waargenomen
Tolumeverandering.
Ter verduidelijking bij het lezen van de tabel, diene
het volgende voorbeeld:
de le overgang — wit tin-h grauw tin — geschiedde
gedurende 24 uur bij —50° C. (van de thermische voor-
geschiedenis van het tinvijlsel valt heel weinig met
zekerheid te zeggen). Daarna werd gemeten de 2e om-
zetting (grauw tin-y wit tin) bij 25.6° C.; de daarbij
optredende M.S. bedroegen voor de verschillende dilato-
meters: 0.4, 0.9, 1.2, 0.5, 0.9 en 1.1 mm per minuut,
terwijl de gevonden hoeveelheden wit tin waren 95.6 %,
96 %, 95.4 %, 95 %, 95.4 % en 97.2 %. De duur van
de omzetting bij 25.6° C. was 96 uur. Het tin werd niet
op een hoogere temperatuur verwarmd, maar op —50° C.
gebracht gedurende 24 uur (3e omzetting: wit tin -y
grauw tin). Hierna volgde de 4e omzetting: de overgang
grauw tin-y wit tin. De thermische behandeling van
het tin bij de twee omzettingen voorafgaande aan deze
omzetting was dus: 96 uur op 25.6° C. en 24 uur op
—50° C. De duur van de 4e overgang bedroeg 24 uur bij
25.6° C., terwijl de gemeten M.S. waren 1.0 mm in dilato-
meter la, 1.4 mm voor 2a etc.; daarna hielden wij het
tin i/i2 uur op 45 tot 50° C. De hoeveelheid gevormd wit
tin bepaalden wij daarna voor dilatometer la op 99.4 %,
voor 2a op 98.6 % etc.
Vervolgens hielden wij de dilatometers weer gedurende
23 uur in de vloeibare ammoniak (5e omzetting: wit
tin -y grauw tin).
De thermische behandeling van het tin bij de twee
omzettingen voorafgaande aan de 6e omzetting wordt
dus uitgedrukt in de volgende gegevens: 24 uur op 25.6'' C.
— Vi2 uur op 45 tot 50° C. — 23 uur op —50° C.
Bij een nadere beschouwing van Tabel 3 treden eenige
zeer merkwaardige feiten voor den dag, welke nog duide-
lijker te voorschijn komen in de Figuren 3 en 4, waarin
voor elke dilatometer het verband tusschen de M.S. en
het aantal omzettingen wordt voorgesteld (de 22e om-
zetting werd niet gemeten, hetgeen in de Figuur door
stippellijnen wordt aangegeven).
Allereerst het feit, dat de M.S., van de eerste omzetting
af een stijging vertoonend (zie Kolom 3, Tabel 3 in
verticale richting), welke weliswaar nu en dan in een
daling overgaat, een maximum bereiken, waarna ze,
eveneens op onregelmatige wijze, tot hun beginwaarden
dalen.
Het tin in de 6 dilatometers gedroeg zich bij de ver-
schillende thermische bewerkingen in de meeste gevallen
analoog; de maxima liggen alle in de buurt van de 28e
omzetting, terwijl de waarden der maxima tusschen 6 a
8 mm per minuut liggen.
Een tweede opvallend feit is de invloed van de vooraf-
gaande verwarming van het tin op de M.S. Met deze
voorafgaande verwarming bedoelen wij voortaan de ther-
mische behandeling van het tin bij de voorafgaande
omzetting in wit tin. Tusschen de meting en deze vooraf-
gaande omzetting ligt dus nog de overgang in grauw tin.
Indien het tin bij de voorafgaande omzetting in wit
tin behalve op 25.6° C. ook op 45 tot 50° C. was gehouden
(in de Figuur aangegeven door verticale lijnen), ver-
toonden de M.S. steeds een daling; alleen vóór het
maximum schijnt zich die invloed niet zoozeer te doen
gelden, echter des te sterker, naarmate het tin meer
keeren was omgezet.
Tusschen de 46e en de 58e en tusschen de 58e en de
74e omzetting heeft de overgang naar wit tin steeds
geheel bij 50° 0. plaats gehad en werd de snelheid van
omzetting niet gemeten (dit is in de Figuren aangegeven
door een stippellijn). De 58e omzetting geschiedde bij
25.6° C.
De groote invloed van de voorafgaande verwarming
van hefc tin op 50° C. op de omzettingssnelheid blijkt wel
uit het feit, dafc de M.S. van de 74e omzetting even klein
is als die van de 2e!
Een tegengestelde invloed heeft over het algemeen een
voorafgaande verwarming op 25.6° C.; de grootste om-
zettingssnelheden werden opgemerkt bij tin, dat bij de
vorige overgang naar de witte modificatie alleen op die
temperatuur was gehouden.
Heel merkwaardig kwam die invloed tot uiting bij het
tin, dat een zeer kleine M.S. vertoonde bij de 74e om-
zetting. Door het metaal niet hooger dan 25.6° C. te ver-
warmen, vertoonde de M.S. bij de 76e omzetting dadelijk
een stijging, welke zich handhaafde bij de 78e; bij de
80e en 82e omzetting bleven de M.S. constant, maar
daalden sterk bij de 84e, toen het tin tevoren (bij de
82e omzetting) op 50° C. was verwarmd.
Opmerkelijk is, dat dit tweede maximum in de Figuren
3 en 4 lang niet zoo hoog ligt als het eerste.
Het derde feit van beteekenis, dat uit het getallen-
materiaal af te leiden viel, was, dat de M.S. bleken op
te treden, wanneer er gemiddeld 30 % wit tin gevormd
was, terwijl de uitersten liggen tusschen 7 en 43 %.
In Tabel 4 zijn deze getallen voor de zes dilatometers
la tot en met 6a vereenigd.
De hoogere percentages treft men aan tot de 40e om-
zetting; bij groote M.S. kunnen ze een waarde van ruim
40 % bereiken. Bij een nog grooter aantal omzettingen
worden de getallen in het algemeen kleiner, hetgeen weer
schijnt samen te gaan met een kleiner worden van de M.S.
Zoo zijn b.v. bij de 74e omzetting de waarden 32 %,
10 %, 21 %, 7 % en 10 % ; ze vertoonen een kleine stijging
bij de 78e en 80e omzetting, terwijl dan ook de M.S.
grooter zijn, maar zij bereiken nauwelijks een waarde
van 20 %.
Tabel 4.
Omzetting grauw tin-gt;- wit tin bij 25.6° C.
Hoeveelheid wit tin in %,
gevormd op het oogenblik
van maximale snelheid
W)
S ® c
£
Ë ö
s N
^ ro „
Hoeveelheid wit tin in %gt;
gevormd op het oogenblik
van maximale snelheid
la 1 2a
20
28
19
24
26
29
22
30
26
43
42
38
38
26
31
29
21
22
20
20
12
12
12
18
23
20
13
10
3a I 4a I 5ft 1 6a
28
26
25
28
29
33
36
37
31
35
41
37
38
30
30
24
27
22
24
20
20
16
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
80
32
34
36
38
40
42
44
46
48
58
74
76
78
80
82
84
30
20
19
22
26
30
23
25
30
29
38
33
35
25
34
27
24
30
23
19
16
15
21
21
17
20
17
13
3amp; I 4è I 56 I 66
2b
22
10
35
30
29
26
23
25
27
25
27
27
25
23
22
27
22
20
22
22
12
Ih
23
10
28
30
27
33
25
23
31
31
37
30
27
35
24
41
39
34
27
26
38
32
31
22
12
21
11
10
15
15
14
14
9
33
30
27
33
26
23
27
26
30
24
38
35
36
27
24
25
25
23
19
19
17
7
7
11
12
11
10
7
32
25
28
30
25
32
34
30
27
34
37
27
36
22
30
28
30
21
26
21
20
11
10
21
17
20
19
13
34 !
30nbsp;I
29nbsp;i
34
31
30
31
26
32
25
36
23
30
35
31
33
21
30
22
30
25
29
34
40
42
29
32
35
32
36
28
30
44
29
40
42
31
27
30
34
30
20
25
16
20
23
27
30
25
28
28
24
25
15
21
26
22
20
20
28
17
17
17
24
35
35
29
35
41
31
32
24
27
28
19
25
28
26
27
19
22
22
21
11
Dat de waarden in Kolom 4 van Tabel 3 voor die
omzettingen, welke bij 25.6° C. èn bij 45 tot 50° C. hebben
plaats gehad, niet 100 % bereiken, vindt zijn verklaring
in het feit, dat als beginrtand werd aangenomen het
punt, vanwaar de meniscus zich in tegengestelde richting
ging bewegen, terwijl op dat oogenblik ongetwijfeld reeds
tin in de andere modificatie was overgegaan. De mogelijk-
heid blijft niet uitgesloten, dat de omzetting in wit tin
niet volledig was, hoewel een langer verwarmen, na
enkele omzettingen, bij wijze van steekproef uitgevoerd,
geen verschil in de uitkomsten bracht. Een andere moge-
lijkheid blijft nog over, n.1. dat niet al het tin in de
grauwe modificatie overging. Zooals wij later (blz. 65)
zullen zien, kan dit het geval zijn met tin, dat bij de
vorige omzetting op 50° C. was gehouden.
Wij gaan thans over tot een nadere beschouwing van
de bijzonderheden, welke zich bij de metingen der boven
besproken snelheden voordeden. Het is, gezien het groote
aantal waarnemingen, niet mogelijk dit materiaal in zijn
geheel weer te geven. Daar bleek, dat bij alle omzettingen
eenzelfde verloop aan den dag trad, mogen wij ons tot
het weergeven van de resultaten, verkregen bij vier groe-
pen, gekozen op de meest markante punten, bepalen.
Deze vier groepen omvatten elk drie opeenvolgende
omzettingen, van welke de uitkomsten vereenigd zijn in
de Tabellen 5 tot en met 8. In de kolommen van elke
tabel zijn vermeld de opeenvolgende perioden van waar-
neming in minuten en de verschuiving in mm per minuut
van de menisci in een dergelijke periode, welke wij
voortaan resp. met de letters A en B zullen aanduiden.
Behalve in de 2e omzetting, welke zeer langzaam ver-
liep, hebben de perioden meestal een duur van 5 minuten;
de vetgedrukte cijfers beteekenen de M.S., welke alleen
bij de 2e omzetting moeilijk konden worden aangegeven,
ten gevolge van de zeer kleine omzettingssnelheid.
BO | ||
Aa 1 |
ha |
6a |
0.2 |
0.3 |
0.2 |
0.2 |
0.3 |
0.3 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
1.1 |
0.8 |
0.7 |
1.1 |
1.0 |
1.0 |
1.6 |
1.3 |
1.1 |
1.8 |
1.5 |
1.3 |
1.9 |
1.6 |
1.4 |
2.0 |
1.7 |
1.7 |
2.2 |
1.9 |
1.4 |
1.9 |
1.7 |
1.6 |
1.8 |
1.6 |
1.2 |
1.7 |
1.6 |
1.1 |
1.6 |
1.3 |
1.1 |
1.2 |
1.1 |
1.0 |
1.2 |
1.1 |
0.9 |
1.2 |
1.0 |
0.7 |
1.0 |
0.9 |
Tabel 6. Omzetting grauw tin -y wit tin bij 25.6° C,
28e Omzetting
30e Omzetting
32e Omzetting
A |
B^) |
A |
A |
Bl) |
A |
BO |
A |
BO |
A |
BO | |||||||||||||
la |
2a |
3a |
4« |
5a |
6a |
la |
2a |
3a |
4a |
5a |
6fl |
la |
2a |
3a |
4a |
5a |
6a | ||||||
6 |
0.6 |
0.6 |
1.1 |
2 |
0.6 |
0.7 |
0.6 |
5 |
0.8 |
0.7 |
0.7 |
2 |
0.6 |
0.5 |
0.5 |
6 |
0.2 |
0.2 |
0.1 |
2 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
5 |
1.4 |
1.4 |
3.7 |
5 |
0.9 |
1.2 |
1.2 |
5 |
1.5 |
1.6 |
1.5 |
5 |
2.1 |
1.3 |
1.1 |
5 |
0.5 |
0.4 |
0.4 |
5 |
0.4 |
0.2 |
0.2 |
5 |
3.3 |
3.1 |
7.4 |
5 |
2.6 |
3.0 |
3.2 |
5 |
3.6 |
3.4 |
3.5 |
5 |
5.6 |
3.2 |
2.8 |
5 |
0.9 |
0.8 |
0.8 |
5 |
0.7 |
0.4 |
0.4 |
5 |
5.5 |
5.2 |
7.3 |
5 |
5.0 |
5.5 |
5.7 |
5 |
5.8 |
5.7 |
5.7 |
5 |
8.1 |
5.8 |
5.4 |
5 |
1.6 |
1.3 |
1.3 |
5 |
1.5 |
0.8 |
0.8 |
5 |
6.5 |
6.5 |
5.2 |
5 |
6.7 |
6.5 |
7.7 |
5 |
6.0 |
6.2 |
5.8 |
5 |
6.5 |
6.3 |
6.2 |
5 |
2.3 |
2.1 |
2.0 |
5 |
2.3 |
1.3 |
1.3 |
5 |
5.9 |
6.3 |
3.0 |
5 |
6.1 |
5.6 |
6.0 |
5 |
5.0 |
5.8 |
4.8 |
5 |
4.0 |
5.2 |
5.9 |
5 |
3.0 |
2.7 |
2.6 |
5 |
3.2 |
1.9 |
1.9 |
5 |
4.0 |
4.3 |
1.6^ |
5 |
4.3 |
3.9 |
4.3 |
5 |
3.4 |
3.8 |
3.4 |
5 |
2.1 |
3.4 |
3.5 |
5 |
3.5 |
3.2 |
3.2 |
5 |
3.5 |
2.3 |
2.4 |
5 |
2.6 |
3.0 |
0.9 |
5 |
2.9 |
2.7 |
2.8 |
5 |
2.0 |
2.5 |
2.1 |
5 |
1.2 |
2.3 |
2.3 |
5 |
3.3 |
3.3 |
3.0 |
5 |
3.4 |
2.7 |
2.8 |
5 |
1.6 |
1.9 |
0.5 |
5 |
1.7 |
1.7 |
1.9 |
5 |
1.4 |
1.7 |
1.5 |
5 |
0.7 |
1.5 |
1.6 |
5 |
3.1 |
3.1 |
3.0 |
5 |
3.0 |
2.7 |
2.8 |
5 |
1.1 |
1.4 |
0.4 |
5 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
5 |
0.8 |
1.1 |
0.9 |
5 |
0.4 |
1.0 |
1.0 |
5 |
2.5 |
2.7 |
2.6 |
5 |
2.4 |
2.5 |
2.6 |
5 |
0.7 |
0.9 |
0.3 |
5 |
0.8 |
0.8 |
0.9 |
5 |
0.5 |
0.7 |
0.6 |
5 |
0.3 |
0.7 |
0.7 |
5 |
2.1 |
2.4 |
2.2 |
5 |
2.0 |
2.4 |
2.4 |
5 |
0.5 |
0.6 |
0.1 |
5 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
5 |
1.7 |
2.0 |
1.9 |
5 |
1.6 |
2.1 |
2.1 | ||||||||
5 |
0.3 |
0.4 |
0.1 |
5 |
0.4 |
0.5 |
0.5 |
5 |
1.4 |
1.5 |
1.5 |
5 |
1.1 |
1.7 |
1.8 | ||||||||
5 |
1.2 |
1.4 |
1.4 |
5 |
1.1 |
1.7 |
1.5 |
Uit Tabel 5, welke de resultaten, verkregen bij de 2e,
4e en 6e omzetting vereenigt, blijkt, dat de snelheid van
omzetting bij de tweede zeer gering is, om bij de vierde
te verdubbelen en nog grooter te worden bij de 6e over-
gang. De zes dilatometers vertoonen gedurende de geheele
omzetting een analoog verloop van de snelheid, hetgeen
trouwens bij alle andere metingen eveneens het geval was.
De M.S. zijn bij de 2e omzetting gemiddeld 0.7 mm,
bij de 4e 1.4 mm en bij de 6e 2.0 mm per minuut. De
grootste waarden van de M.S., welke gemeten werden,
kwamen voor bij de 28e en 30e omzetting, van welke
de resultaten samengevat zijn met die van de 32e in
Tabel 6.
In 4 uur heeft zich bij de twee eerstgenoemde 70 a 80 %
van het tin omgezet en de M.S. hadden een waarde van
6 a 8 mm per minuut. Het tin werd bij de 30e overgang
ook nog 5 minuten op 50° C. gehouden; de 32e omzetting
verliep veel langzamer en de M.S. daalden dientengevolge
op i 3.2 mm per minuut, dus op ongeveer de helft van
de M.S. van de voorgaande omzetting in wit tin.
Uit Tabel 7, waarin de 46e, 58e en de 74e omzetting
vervat zijn, blijkt duidelijk, dat het verloop van de om-
zetting veel langzamer is geworden, in het bijzonder bij
de twee laatstgenoemde, bepaald met tin, dat ten eerste
zeer fijn verdeeld was geworden door het herhaaldelijk
omzetten en ten tweede vele keeren achtereen bij 50° C.
in de witte modificatie was omgezet; de M.S. van de
74e overgang zijn even klein als die van de 2e!
In Tabel 8, omvattend de 80e, 82e en 84e omzetting,
wordt in de eerste twee weergegeven het verloop van een
omzetting van tin, dat bij de voorafgaande omzetting
in wifc tin alleen op 25.6° C. verwarmd was; de M.S. zijn
weliswaar grooter dan die in de voorgaande omzettingen,
maar het is alsof veel minder tin spontaan in de andere
vorm kon overgaan, hoewel 80 a 90 % van het tin grauw
Tabel 7. Omzetting grauw tin -wit tin bij 25.6° C.
46e Omzetting
0.01
0.1
0.1
0.3
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.7
0.6
0.7
0.6
0.6
0.5
0.5
0.4
0.5
0.4
0.4
0.4
7
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
0.02
0.1
0.1
0.2
0.3
0.4
0.7
0.6
0.7
0.8
0.8
0.9
0.9
1.0
0.8
0.9
0.9
0.7
0.8
0.8
0.7
0.6
0.6
0.5
0.6
0.6
0.5
0.5
A |
BI) |
A |
B^) |
A | |||||
la 1 |
2a 1 |
3a |
4a 1 |
5a 1 |
6a |
la 1 | |||
8 |
0.05 |
0.1 |
0.1 |
4 |
0.2 |
0.05 |
0.02 |
11 |
0.02 |
5 |
0.2 |
0.4 |
0.3 |
5 |
0.4 |
0.1 |
0.2 |
5 |
0.1 |
5 |
0.3 |
0.7 |
0.7 |
5 |
0.8 |
0.3 |
0.3 |
5 |
0.1 |
5 |
0.5 |
1.0 |
1.1 |
5 |
1.5 |
0.4 |
0.5 |
5 |
0.2 |
5 |
0.7 |
1.5 |
1.5 |
5 |
2.2 |
0.7 |
0.9 |
5 |
0.3 |
5 |
0.9 |
1.7 |
1.7 |
5 |
2.5 |
1.0 |
1.2 |
6 |
0.4 |
5 |
1.0 |
2.0 |
2.1 |
5 |
2.4 |
1.1 |
1.4 |
5 |
0.4 |
5 |
1.3 |
2.1 |
2.1 |
5 |
2.3 |
1.3 |
1.7 |
5 |
0.8 |
5 |
1.3 |
2.0 |
2.0 |
5 |
2.1 |
1.4 |
1.7 |
5 |
0.7 |
5 |
1.4 |
1.9 |
2.0 |
5 |
1.8 |
1.5 |
1.7 |
5 |
0.7 |
5 |
1.4 |
1.8 |
1.8 |
5 |
1.4 |
1.3 |
1.6 |
5 |
0.8 |
5 |
1.2 |
1.5 |
1.5 |
5 |
1.1 |
1.2 |
1.4 |
5 |
0.9 |
5 |
1.3 |
1.5 |
1.5 |
5 |
1.1 |
1.2 |
1.1 |
5 |
0.9 |
10 |
1.1 |
1.2 |
1.2 |
10 |
0.8 |
1.0 |
1.1 |
5 |
0.8 |
10 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
10 |
0.6 |
0.8 |
0.9 |
5 |
0.8 |
10 |
0.8 |
0.7 |
0.8 |
10 |
0.5 |
0.8 |
0.7 |
5 |
0.8 |
5 |
0.8 | ||||||||
5 |
0.7 | ||||||||
5 |
0.7 | ||||||||
5 |
0.6 | ||||||||
5 |
0.7 | ||||||||
5 |
0.5 | ||||||||
5 |
0.6 | ||||||||
5 |
0.5 | ||||||||
5 |
0.6 | ||||||||
5 |
0.5 | ||||||||
5 |
0.5 | ||||||||
1 |
5 |
0.4 |
B^)
2a I 3a
74e Omzetting
B^) |
A |
B^) |
A |
B^) | ||||||
4a 1 |
6a 1 |
6a |
la 1 2a 2)1 3a |
4a 1 |
5a 1 |
6a | ||||
0.04 |
7 |
8 |
0.1 |
0.02 | ||||||
0.2 |
___ |
0.04 |
5 |
0.04 |
0.05 |
10 |
0.3 |
0.05 |
0.04 | |
0.3 |
0.02 |
0.02 |
10 |
0.1 |
0.1 |
10 |
0.5 |
0.06 |
0.1 | |
0.5 |
0.1 |
0.2 |
10 |
0.2 |
0.1 |
10 |
1.0 |
0.1 |
0.2 | |
0.6 |
0.1 |
0.1 |
10 |
0.3 |
0.2 |
5 |
1.3 |
0.2 |
0.2 | |
0.8 |
0.2 |
0.2 |
5 |
0.4 |
0.4 |
5 |
1.0 |
0.2 |
0.4 | |
1.0 |
0.2 |
0.3 |
5 |
0.5 |
0.4 |
5 |
1.1 |
0.2 |
0.5 | |
1.4 |
0.2 |
0.4 |
5 |
0.5 |
0.4 |
5 |
1.1 |
0.3 |
0.1 | |
1.0 |
0.2 |
0.3 |
5 |
0.6 |
0.5 |
5 |
1.3 |
0.2= |
0.4 | |
1.4 |
0.4 |
0.4 |
5 |
0.5 |
0.4 |
10 |
0.8 |
0.3 |
0.5 | |
1.2 |
0.3 |
0.5 |
10 |
0.6 |
0.5 |
5 |
0.8 |
0.3 |
0.4 | |
1.2 |
0.3 |
0.5 |
5 |
0.6 |
0.5 |
10 |
0.7 |
0.3« |
0.5 | |
1.1 |
0.4 |
0.6 |
10 |
0.6 |
0.5 |
10 |
0.6 |
0.3 |
0.4 | |
1.0 |
0.4 |
0.6 |
10 |
0.6 |
0.5 |
10 |
0.5 |
0.3 |
0.4 | |
0.9 |
0.4 |
0.6 |
10 |
0.5 |
0.5 |
10 |
0.5 |
0.3 |
0.4 | |
0.8 |
0.5 |
0.7 |
10 |
0.5 |
0.5 |
10 |
0.4 |
0.3 |
— | |
0.8 |
0.4 |
0.5 |
10 |
0.4 |
0.4 |
10 |
0.3 |
0.3 |
0.3 | |
0.7 |
0.4 |
0.6 |
10 |
0.4 |
0.4 |
5 |
0.3 |
0.3 |
0.3 | |
0.7 |
0.4 |
0.6 |
5 |
0.4 |
0.4 | |||||
0.6 |
0.4 |
0.5 |
5 |
0.4 |
0.4 | |||||
0.5 |
0.3 |
0.5 | ||||||||
0.5 |
0.3 |
0.5 | ||||||||
0.4 |
0.4 |
0.6 | ||||||||
0.4 |
0.4 |
0.5 | ||||||||
0.4 |
0.3 |
0.4 | ||||||||
0.6 |
0.3 |
0.4 | ||||||||
0.3 |
0.4 |
0.3 | ||||||||
0.4 |
0.3 |
0.3 |
58e Omzetting
1) Gemeten in een capillair van 1 mm doorsnede.
2a. gebroken.
Tabel 8. Omzetting grauw tin -gt;- wit tin bij 25.6° C.
82e Omzetting
84e Omzetting
80e Omzetting
B')
la \ 2a \ Ba
BI)
4a I 5a
BI)
la I 2a
6a
3a
0.4
0.6
1.4
1.9
2.4
2.2
2.0
1.5
1.4
1.0
0.3
0.5
0.9
1.4
1.7
1.5
1.5
1.2
1.0
0.8
1.2
2.4
4.9
4.1
3.2
2.0
1.0
0.6
0.6
0.3
0.7
1.8
2.9
2.9
2.8
2.0
1.4
1.1
0.7
0.6
0.4
1.1
2.3
2.9
2.2
1.4
0.8^
0.7
0.6
0.2
0.6
1.1
1.5
1.7
1.5
1.2
0.9
0.8
0.6
0.6
1.8
8.0
3.5
3.1
2.4
1.4
0.8
0.7
0.4
0.7
2.1
2.8
2.8
2.5
1.9
1.8
0.8
0.6^
0.4^
6
5
6
5
5
5
10
5
5
5
0.8
2.2
2.9
3.0
2.6
1.9
1.8
0.8
0.6
0.4
9
5
5
5
5
5
10
0.7 |
3 |
1.8 |
5 |
3.0 |
5 |
3.0 |
5 |
2.7 |
5 |
2.1 |
5 |
1.4 |
5 |
1.1 |
5 |
0.7« |
5 |
0.6 |
5 |
B^)
4a 1 5a I 6a
A |
la 1 |
B^) 2a 1 |
3a |
A |
4a 1 |
B^) 5a 1 |
6a |
13 |
0.2 |
0.2 |
9 |
0.2 |
0.1 |
0.1 | |
5 |
0.4 |
0.5 |
5 |
0.5 |
0.2 |
0.4 | |
5 |
0.7 |
0.9 |
5 |
0.8 |
0.3 |
0.5 | |
5 |
1.0 |
1.1 |
5 |
1.3 |
0.5 |
0.8 | |
5 |
1.0 |
1.2 |
5 |
1.4 |
0.5 |
0.9 | |
5 |
1.2 |
1.8 |
5 |
1.6 |
0.7 |
1.1 | |
5 |
1.1 |
0.8 |
5 |
1.5 |
0.7 |
1.0 | |
5 |
1.0 |
1.1 |
5 |
1.4 |
0.7 |
1.0 | |
5 |
1.0 |
1.2 |
5 |
1.4 |
0.7 |
— | |
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
1.0 |
0.6 |
0.8 | |
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
0.9 |
0.6 |
0.9 | |
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
0.8 |
0.6 |
0.8 | |
5 |
0.6 |
0.6 |
5 |
0.7 |
0.5 |
0.7 | |
6 |
0.7 |
0.7 |
5 |
0.7 |
0.5 |
0.6 | |
5 |
0.6 |
0.6 |
5 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
1) Gemeten in een capillair van 1 mm doorsnede.
-ocr page 48-was (zie Tabel 3); een klein gedeelte zette zich vrij snel
om en de rest volgde veel en veel langzamer.
In Figuur 5 hebben wij voor dilatometer la de gang
van eenige der besproken omzettingen grafisch voorge-
steld. De dik getrokken curven hebben betrekking op
tin, dat bij de voorafgaande overgang in wit tin op 50° C.
was verwarmd, die, welke dun getrokken zijn, stellen de
gang van zaken voor bij tin, dat tevoren op een tempe-
ratuur van 25.6° C, gehouden was.
Tenslotte moeten wij nog vermelden het optreden van
een eigenaardig verschijnsel, dat zich van de 4e omzetting
af steeds voordeed tijdens de omzettingen bij 25.6° C. en,
naarmate het tin meer van de eene in de andere modifi-
catie was overgegaan, zicli duidelijker afteekende. Schijn-
baar begon de omzetting in het onderste gedeelte van het
bolletje en verplaatste zich dan volgens een ongeveer
horizontale scheidingslijn opwaarts. Men zag in de
dilatometer onderaan een laag wit tin, die scherp kon
worden onderscheiden van de bovenste grauwe laag. Dit
verschijnsel (zie Fig. 6) werd steeds weer geconstateerd.
9
Figuur 6.
ook bij de volgende metingen. Wij zullen er nog nader
op terugkomen (zie blz. 100).
Wij kunnen tenslotte opmerken, dat hier een invloed
op de omzettingssnelheid door COg en NH^OH niet te
bemerken was (zie blz. 16).
De resultaten van het onderzoek, betreffende de om-
zettingssnelheid grauw tin-wit tin bij 25.6° C. met
de dilatometers la tot en met 6a kunnen als volgt samen-
gevat worden:
1°. Tin, dat volgens de beschreven methode herhaal-
delijk werd omgezet, vertoonde in de nabijheid van de
28e'omzetting de grootste omzettingssnelheid, welke voor
5 gram tin een waarde heeft van gemiddeld 6 a 8 mm per
minuut (gemeten in een capillair van 1 mm doorsnee).
2°. De thermische behandeling van het tin bij de
voorafgaande omzetting in wit tin heeft een zeer groote
invloed op de omzettingssnelheid. Een voorafgaande om-
zetting bij 50° C. werkt vertragend, vooral bij tin, dat
vele keeren is omgezet; daarentegen bevordert een vooraf-
gaande omzetting van grauw in wit tin bij een temperatuur
niet hooger dan 25.6° C. de snelheid van omzetting in
wit tin.
3°. De omzettingssnelheid is maximaal, als ongeveer
30 % wit tin gevormd is.
4°. De omzetting schijnt onder in de dilatometer te
beginnen, om volgens een vlak, evenwijdig aan het raak-
vlak aan de onderkant van het bolletje voort te schrijden.
5°. Invloed van CO2 of J^H^OH in de xylol op de
omzettingssnelheid bij 25.6° C. kon niet worden waar-
genomen.
h. Invloed van glaspoeder op de omzettingssnelheid.
Ten einde vast te stellen in hoeverre de glaswand
invloed heeft op de overgangssnelheid, vulden wij drie
dilatometers elk met 5 gram tinvijlsel en mengden dit
vervolgens met een kleine hoeveelheid glaspoeder, af-
komstig van het zelfde glas, waarvan de dilatometers
vervaardigd waren. Drie andere dilatometers werden alleen
met tinvijlsel gevuld en dienden ter vergelijking. De
vulvloeistof, xylol, werd onmiddellijk toegevoegd. De
inhoud van de zes dilatometers, genummerd Ib tot en
met 6b, was de volgende:
Omzetting grauw tin
Kolom 3
gt; wit tin bij 25.6° C.
Kolom 4
Tabel f).
Kolom 2
Kol. 1
Thermische behandeling van
liet tin bij de 2 omzettingen,
voorafgaande aan de omzet-
ting, in Kolom 1 genoemd
Tijden in uren op
25.6-0.
Nummer
Tan de
om-
zetting
16
90.6
61
42
99
98
98
97.5
00
2 |
70 | ||
4 |
21 |
.—. |
26 |
6 |
22 |
—. |
26 |
8 |
20 |
— |
48 |
10 |
190 |
V2 |
21i |
12 |
2 |
V4 |
21i |
14 |
2 |
V12 |
21i |
16 |
2 |
V12 |
21i |
18 |
li |
V12 |
46 |
20 |
2 |
V12 |
70 |
22 |
552 |
21 | |
24 |
2 |
V12 |
46 |
26 |
4 |
— |
19 |
28 |
H |
Vso |
21 |
30 |
5 |
— |
18 |
32 |
2i |
—. |
21 |
34 |
H |
.—• |
21i |
36 |
2 |
V12 |
46 |
38 |
5 |
— |
18 |
40 |
li |
20 | |
42 |
3 |
- |
20 |
44 |
2i |
- |
22 |
46 |
2i |
- |
21 |
48 |
2 |
Vb |
46 |
Maximale snelheid in mm
per minuut i) bij 25.G° C.
16 |
26 |
36 |
46 |
56 |
66 |
0.3 |
0.5 |
0.7 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
1.1 |
0.9 |
1.4 |
1.4 |
0.9 |
1.6 |
0.5 |
0.4 |
1.8 |
1.5 |
0.8 |
1.7 |
1.8 |
2.3 |
3.3 |
3.1 |
1.8 |
3.9 |
2.7 |
2.7 |
3.4 |
3.3 |
2.4 |
3.9 |
3.3 |
3.2 |
3.2 |
3.4 |
2.3 |
4.2 |
3.2 |
3.7 |
3.7 |
2.7 |
4.4 | |
3.1 |
3.8 |
3.3 |
2.4 |
4.0 | |
2.7 |
3.2 |
3.2 |
2.5 |
3.8 | |
4.0 |
3.6 |
4.3 |
3.3 |
5.3 | |
3.2 |
3.0 |
3.3 |
2.7 |
4.2 | |
3.6 |
3.8 |
4.2 |
3.1 |
4.6 | |
5.3 |
2.6 |
3.9 |
2.5 |
5.0 | |
4.6 |
3.7 |
5.1 |
3.3 |
6.4 | |
4.2 |
4.1 |
5.8 |
3.7 |
6.5 | |
4.0 |
4.1 |
5.9 |
3.2 |
6.9 | |
2.6 |
3.2 |
3.7 | |||
2.8 |
3.9 |
4.4 |
3.7 |
4.6 | |
2.2 |
2.1 |
2.6 |
2.2 |
3.1 | |
3.3 |
3.5 |
4.4 |
3.7 |
4.5 | |
4.4 |
2.9 |
5.0 |
2.8 |
5.6 | |
3.5 |
3.0 |
4.9 |
2.4 |
4.9 | |
1.8 |
1.4 |
2.1 |
1.5 |
2.4 |
Gevormd wit tin in
26 |
36 |
46 |
56 |
66 |
93 |
93 |
94 |
93 |
89 |
61 |
88 |
86 |
72 |
90.5 |
48 |
95 |
80 |
66 |
90 |
98 |
98 |
98.5 |
99 |
99 |
97 |
96 |
97 |
97 |
98 |
97 |
96 |
97.5 |
97 |
98 |
97 |
96 |
97.5 |
97.5 |
98 |
96.1 |
95.5 |
97 |
95.3 |
98 |
97.2 |
96.8 |
97.6 |
97 |
98,2 |
90 |
93.4 |
93.1 |
93 |
94.5 |
95.4 |
94.9 |
97.1 |
96 |
97.3 |
72 |
77.2 |
83.1 |
70.6 |
84.6 |
82.7 |
84.1 |
83.1 |
81.3 |
82.4 |
63.6 |
69.5 |
76 |
61 |
80 |
54.4 |
64.1 |
71.5 |
53.1 |
76.5 |
43 |
52.9 |
64 |
43 |
74.6 |
91 |
90 |
95 |
85.6 |
96.4 |
62.5 |
70.5 |
76 |
61 |
80 |
94 |
92.4 |
96 |
91 |
97 |
63 |
61.8 |
72.6 |
60.6 |
76.3 |
54 |
57.3 |
69 |
54.3 |
71.5 |
50 |
54.1 |
68.3 |
49 |
71.4 |
93 |
91.3 |
95.4 |
90 |
96.3 |
95.4 |
94.3 |
96.7 |
96 |
97.3 |
Dilatometer |
Hoeveelheid tin |
Hoeveelheid |
16 |
5.0808 gram |
_ |
26 |
5.1556 „ |
— |
36 |
5.0845 ,, |
— |
46 |
4.9910 ,, |
0.85 gram |
56 |
4.9961 „ |
0.87 „ |
66 |
4.9502 ,, |
0.92 „ |
Wij deden het tin, evenals bij de vorige dilatometers,
herhaaldelijk overgaan van de eene modificatie in de
andere, in totaal 48 keer, en bepaalden telkens de snelheid
van omzetting bij 25.6° C.
In Tabel 9 zijn in Kolom 3 vereenigd de gemeten M.S.,
terwijl in Kolom 2 vermeld wordt de thermische behan-
deling van het tin bij de 2 omzettingen, voorafgaande
aan de omzetting, in Kolom 1 genoemd en tevens in
Kolom 4 de hoeveelheden wit tin, gevormd na elke
omzetting. Ter verduidelijking hebben wij in Figuur 7
het verband tusschen de M.S. en het aantal omzettingen
voor de dilatometers 26 tot en met 6amp; afgebeeld (16 is
bij de 16e omzetting gebroken).
Het blijkt, dat ook hier weer een maximum van de
omzettingssnelheid optreedt, en wel in de nabijheid van
de 32e omzetting, terwijl dit bij de vorige metingen bij
de 28e gelegen was.
Bij de dilatometers la tot en met 6a had het tin vóór
het maximum drie omzettingen ondergaan, gedurende
welke het niet hooger dan 25.6° C. verwarmd werd en
niet volledig was omgezet; dit aantal bedroeg voor de
dilatometers 16 tot en met 66 zes, waaronder de eerste 4
omzettingen (2—4—6—8). Juist bij deze was de omzet-
tingssnelheid zeer gering, zóó zelfs, dat de snelheid van
de 8e omzetting niet kon worden gemeten (in Figuur 7
aangegeven met een stippellijn). De hoeveelheid omgezet
tin bleef dan ook beneden die, welke na 28 omzettingen
I I I I I ' .......
6 8 10 12 14 16 I8 20J2 2A2828
Aantal ■Omzettingen
Figuur 8.
è
É
C 5
bij de dilatometers la tot en met 6a was omgezet.
Bij de 32e omzetting (gemiddeld) was dit verschil
ingehaald en traden de maxima op, welke een gemiddelde
waarde hadden van 5.2 mm per minuut. De invloed van
de thermische behandeling van het tin op de omzettings-
snelheid werd geconstateerd en het bleek ook nu weer.
dat tin, hetwelk tijdens de voorgaande omzetting in wit
op 50° C. was verwarmd (in Figuur 7 met verticale lijnen
aangegeven), een daling van de omzettingssnelheid ver-
toonde, nadat het tin de 20e overgang ondergaan had,
terwijl een voorafgaande verwarming op 25.6° C. het
tegengestelde effect veroorzaakte. Een uitzondering op
dit laatste maakten de 44e en 46e omzetting, welke
langzamer verliepen dan de 42e, hetgeen echter een gevolg
kan zijn van het kleiner worden van de deeltjes.
Zooals uit Tabel 4 (blz. 25) blijkt, bedroeg de hoeveel-
heid wit tin, gevormd op het oogenblik van maximale
omzettingssnelheid, gemiddeld 30 %, welke bij een snelle
overgang wat grooter en bij een trage kleiner werd (42 %
tot 10 %).
De hoeveelheden tin, omgezet na een verwarming op
45 tot 50° C., waren enkele percenten minder dan 100,
hetgeen te verklaren is doordat, evenals bij de vorige
dilatometers, begin- en eindstanden van de menisci
in de thermostaat van 25.6° C. werden afgelezen (zie
blz. 26).
In de Tabellen 10,11 en 12 zijn weergegeven de metingen
van eenige omzettingen, namelijk de 4e, 10e, 16e, 22e,
28e, 34e, 40e, 46e en 48e, teneinde een indruk te geven
van het verloop van de omzettingssnelheid. De perioden
zijn 5 minuten; de vetgedrukte cijfers duiden de maximale
snelheden aan. Een invloed van het glaspoeder op de
snelheid van omzetting was dus niet te bemerken.
Het verschijnsel van de twee lagen wit en grauw tin
(zie blz. 33) kon reeds tijdens de 4e overgang worden
geconstateerd en kwam bij alle volgende metingen voor.
Ten einde na te gaan of die scheidingslijn steeds hori-
zontaal verliep, werden tijdens de 34e omzetting de dilato-
meters 3b en 6b scheef gehouden. Ook in dit geval stond
het scheidingsvlak grauw tin -y wit tin loodrecht op
de as van de capillair.
-ocr page 55-
A |
B^) | ||
11 1 |
2h |
_3amp;__ | |
8 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
5 |
0.2 |
0.3 |
0.6 |
5 |
0.4 |
0.4 |
1.3 |
5 |
0.5 |
0.6 |
1.7 |
5 |
0.6 |
0.8 |
2.5 |
5 |
0.8 |
1.0 |
2.9 |
5 |
1.1 |
1.4 |
3.3 |
5 |
1.3 |
1.7 |
3.3 |
5 |
1.6 |
1.9 |
3.0 |
5 |
1.6 |
1.9 |
2.4 |
5 |
1.7 |
2.1 |
2.1 |
5 |
1.7 |
2.3 |
1.8 |
5 |
1.8 |
2.1 |
1.4 |
5 |
1.8 |
2.0 |
1.2 |
5 |
1.6 |
1.9 |
1.1 |
5 |
1.4 |
1.6 |
0.7 |
5 |
1.2 |
1.3 |
0.4 |
10 |
1.0 |
1.1 |
0.4 |
B^) | ||
li. 1 |
2i |
36 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.3 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.2 |
0.3 |
0.5 |
0.3 |
0.4 |
0.7 |
0.5 |
0.6 |
0.9 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
0.8 |
1.0 |
1.0 |
0.8 |
1.2 |
1.1 |
1.0 |
1.4 |
0.9 |
0.8 |
1.4 |
0.7 |
0.7 |
1.3 |
0.5 |
0.6 |
1.2 |
0.4 |
0.5 |
1.0 |
0.3 |
0.4 |
0.8 |
4 |
0.2 |
0.02 |
0.2 |
5 |
0.3 |
0.2 |
0.4 |
5 |
0.6 |
0.3 |
1.0 |
5 |
1.1 |
0.6 |
1.7 |
5 |
1.7 |
1.0 |
2.9 |
5 |
2.6 |
1.5 |
4.0 |
5 |
3.3 |
2.0 |
4.4 |
5 |
3.7 |
2.5 |
4.4 |
5 |
3.6 |
2.6 |
4.0 |
5 |
3.4 |
2.7 |
3.0 |
5 |
2.8 |
2.3 |
2.4 |
5 |
2.4 |
2.1 |
2.0 |
5 |
2.0 |
1.8 |
1.5 |
5 |
1.6 |
1.5 |
1.2 |
5 |
1.3 |
1.2 |
0.9 |
5 |
1.0 |
1.0 |
0.7 |
ü
5
5
5
5
10
Tabel 11. Omzetting grauw tin-gt;■ wit tin bij 25.6° C.
O
22e Omzetting.
28e Omzetting
34e Omzetting
A |
BO |
A |
BO |
A |
B |
0 |
A |
BO |
A |
BO |
A |
BO | ||||||||
21 |
3amp; |
4è |
50 |
6amp; |
26 |
3i |
4amp; |
1 bh |
66 |
26 |
36 |
46 |
56 |
66 | ||||||
14 |
0.5 |
0.4 |
6 |
0.4 |
0.1 |
0.4 |
9 |
0.2 |
0.1 |
5 |
0.1 |
0.1 |
7 |
0.6 |
0.4 |
3 |
0.4 |
0.1 |
0.7 | |
5 |
1.8 |
1.3 |
5 |
0.9 |
0.3 |
0.9 |
5 |
0.6 |
0.3 |
5 |
0.4 |
0.1 |
0.7 |
5 |
2.0 |
1.2 |
5 |
1.0 |
0.4 |
1.5 |
5 |
2.4 |
2.1 |
5 |
1.8 |
0.6 |
1.7 |
5 |
1.1 |
0.7 |
5 |
0.8 |
0.3 |
1.5 |
5 |
3.7 |
2.5 |
5 |
2.2 |
1.0 |
3.6 |
5 |
3.5 |
3.0 |
5 |
3.1 |
1.1 |
3.3 |
5 |
1.9 |
1.1 |
5 |
1.4 |
0.7 |
3.0 |
5 |
4.0 |
3.7 |
5 |
4.7 |
2.1 |
6.7 |
5 |
4.0 |
3.6 |
5 |
4.1 |
1.7 |
4.1 |
5 |
2.9 |
1.8 |
5 |
2.5 |
1.3 |
4.6 |
5 |
2.9 |
4.1 |
5 |
5.9 |
3.1 |
6.8 |
5 |
3.6 |
3.5 |
5 |
4.3 |
2.5 |
5.3 |
5 |
3.0 |
2.1 |
5 |
3.2 |
1.7 |
5.0 |
5 |
1.7 |
3.3 |
5 |
5.1 |
3.2 |
5.1 |
5 |
3.3 |
3.2 |
5 |
3.7 |
3.0 |
4.9 |
5 |
5.2 |
2.6 |
5 |
3.9 |
2.5 |
5.0 |
5 |
0.9 |
2.5 |
5 |
3.6 |
2.7 |
2.9 |
5 |
2.7 |
2.8 |
5 |
3.0 |
3.3 |
3.9 |
5 |
2.6 |
2.6 |
5 |
3.5 |
2.4 |
3.6 |
5 |
0.5 |
1.7 |
5 |
2.3 |
1.9 |
1.7 |
6 |
2.0 |
2.2 |
5 |
2.3 |
2.9 |
3.1 |
5 |
2.1 |
2.5 |
5 |
3.1 |
2.4 |
2.8 |
5 |
0.3 |
1.2 |
5 |
1.4 |
1.2 |
1.0 |
5 |
1.7 |
1.9 |
5 |
1.7 |
2.7 |
2.4 |
5 |
1.7 |
2.3 |
5 |
2.7 |
2.2 |
2.1 |
5 |
0.3 |
0.8 |
5 |
0.9 |
0.9 |
0.6 |
5 |
1.3 |
1.5 |
5 |
1.3 |
2.3 |
1.8 |
5 |
1.4 |
2.1 |
5 |
2.1 |
2.0 |
1.3 | |||||||
5 |
1.0« |
1.3 |
5 |
1.0 |
1.8 |
1.3 |
5 |
1.0 |
1.7 |
5 |
1.7 |
1.6 |
1.1 | |||||||
5 |
0.8 |
1.0 |
5 |
0.9 |
1.6 |
1.1 |
5 |
0.9 |
1.5 |
5 |
1.3 |
1.2 |
0.7 | |||||||
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
0.7 |
1.2 |
0.8 |
5 |
0.7 |
1.3 |
5 |
1.1 |
1.2 |
0.6 | |||||||
5 |
0.6 |
1.0 |
5 |
0.9 |
0.9 |
0.4 |
Tabel 12. Omzetting grauw tin-wit tin bij 25.6° C.
40e Omzetting
46e Omzetting
A |
BI) |
A |
B^) |
A |
• A |
B^) | |||||||
2b 1 |
36 |
46 |
56 1 |
66 |
26 1 |
36 |
46 |
56 1 |
66 | ||||
8 |
0 1 |
0 1 |
4 |
0.1 |
0.1 |
10 |
0.6 |
0.4 |
5 |
0.6 |
0.3 |
0.5 | |
5 |
0.3 |
0.2 |
5 |
0.2 |
0.1 |
0.3 |
5 |
2.1 |
1.2 |
5 |
1.2 |
0.4 |
1.1 |
5 |
0.7 |
0.5 |
5 |
0.4 |
0.2 |
0.6 |
5 |
3.4 |
2.2 |
5 |
2.8 |
0.9 |
2.5 |
5 |
1.1 |
0.9 |
5 |
0.8 |
0.8 |
1.1 |
5 |
3.5 |
2.7 |
5 |
4.3 |
1.6 |
4.2 |
5 |
1.7 |
1.4 |
5 |
1.3 |
1.3 |
1.8 |
5 |
3.0 |
3.0 |
5 |
4.9 |
2.2 |
4.9 |
5 |
2.0 |
1.6 |
5 |
2.0 |
1.9 |
2.5 |
5 |
2.1 |
2.7 |
5 |
4.3 |
2.4 |
4.5 |
5 |
2.1 |
1.8 |
5 |
2.3 |
2.0 |
2.9 |
5 |
1.5 |
2.3 |
5 |
3.2 |
2.3 |
3.4 |
5 |
2 2 |
2.1 |
5 |
2.6 |
2.2 |
3.1 |
5 |
1.0 |
1.7 |
5 |
2.3 |
1.9 |
2.6 |
5 |
1.9 |
1.8 |
5 |
2.4 |
2.0 |
2.7 |
5 |
0.8 |
1.5 |
5 |
1.7 |
1.6 |
1.8 |
5 |
1.8 |
1.8 |
5 |
2.4 |
1.9 |
2.4 |
5 |
0.5 |
1.0 |
5 |
1.2 |
1.2 |
1.2 |
5 |
1.3 |
1.6 |
5 |
2.2 |
1.7 |
2.2 |
5 |
0.4 |
0.9 |
5 |
0.9 |
1.0 |
1.0 |
5 |
1.6 |
1.4 |
5 |
2.0 |
1.4 |
1.9 | |||||||
5 |
1.3 |
1.4 |
5 |
1.6 |
1.2 |
1.6 | |||||||
5 |
1.1 |
1.2 |
5 |
1.5 |
1.2 |
1.4 | |||||||
5 |
1.2 |
1.2 |
5 |
1.3 |
0.9 |
1.2 | |||||||
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
1.1 |
0.8 |
1.0 |
1 |
48e Omzetting
A |
B^) ■ |
A |
• |
B^) | ||
26 |
Bb |
4amp; |
5amp; 1 |
6b | ||
11 |
0.2 |
0.1 |
7 |
0.1 |
0.04 |
0.1 |
5 |
0.5 |
0.3 |
5 |
0.3 |
0.2 |
0.4 |
6 |
0.8 |
0.5 |
5 |
0.6 |
0.4 |
0.7 |
5 |
1.3 |
0.8 |
5 |
0.9 |
0.7 |
1.2 |
6 |
1.5 |
1.0 |
5 |
1.4 |
0.9 |
1.7 |
5 |
1.6 |
1.1 |
5 |
1.8 |
1.2 |
2.1 |
5 |
1.8 |
1.4 |
5 |
2.1 |
1.4 |
2.4 |
B |
1.6 |
1.4 |
5 |
2.0 |
1.4 |
2.2 |
5 |
1.6 |
1.4 |
5 |
2.1 |
1.5 |
2.3 |
5 |
1.3 |
1.3 |
5 |
1.9 |
1.3 |
2.0 |
5 |
1.3 |
1.4 |
5 |
1.8 |
1.3 |
1.8 |
5 |
1.0 |
1.1 |
5 |
1.7 |
1.2 |
1.6 |
5 |
1.0 |
1.1 |
5 |
1.3 |
1.0 |
1.3 |
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
1.3 |
1.0 |
1.2 |
5 |
0.8 |
0.9 |
5 |
1.2 |
0.6 |
De resultaten van de metingen, uitgevoerd met de
dilatometers la tot en met 6a en genoemd op blz. 33
onder de punten 1°, 2°, 3° en 4°, worden door boven be-
schreven onderzoek bevestigd; alleen werd het maximum
bij de 32e omzetfcing gevonden, terwijl de M.S. van deze
overgang een weinig kleiner waren (5.2 mm per minuut).
c. Invloed van herhaald omzetten op de omzettingssnelhsid
{de overgang naar wit tin geschiedde steeds volledig).
Nadat wij bij de vorige metingen, onder a en h be-
schreven, de overgang naar wit tin bij de vele omzettingen
zeer gevarieerd hadden zoowel wat tijd van omzetting
als temperatuur, waarbij zij plaats vond, betreft, ten einde
verschillende invloeden op de omzettingssnelheid te kun-
nen ontdekken, voerden wij nu een onderzoek uit met tin,
dat een herhaaldelijke omzetting onderging, waarbij de
overgang in de witte modificatie steeds op dezelfde wijze
geschiedde en bovendien altijd volledig was. Wij hielden
het tin eerst 2 uur op 25.6° C., volgden op de gewone
wijze het verloop van de omzetting en verwarmden het
daarna gedurende 10 minuten op 40° C. Deze laatste
bewerking was voldoende om het tin geheel in de witte
modificatie te doen overgaan.
De hoeveelheden tin, in de drie dilatometers, genum-
merd Ih tot en met Sh, aanwezig, waren de volgende:
dilatometer Ih
2h
3h
5.0050 gram tin
4.9981 „ „
4.9997 „ „
De xylol werd onmiddellijk toegevoegd en het tin na
de eerste drie omzettingen goed omgeschud, waardoor de
massa zoo homogeen mogelijk werd gemaakt. Teneinde
de volume-verandering nauwkeurig te bepalen, lazen wij
de begin- en eindstand van de menisei af, terwijl de
dilatometers zich voor en na de omzetting in een thermo-
staat van 13.2° C., de overgangstemperatuur (zieblz. 135),
bevonden.
Dit geschiedde naar aanleiding van het feit, dat bij
de vorige bepalingen (onder a en h vermeld) de gevonden
volume-verandering nimmer geheel overeenstemde met
de berekende, daar toen de begin- en eindstand van de
menisci bij 25.6° C. werden afgelezen (zie blz. 26). Een
overzicht van de resultaten van de metingen geven
Tabel 13 en Figuur 8. Het (witte) tinvijlsel werd gedu-
rende 17 uur op —50° C. gehouden (le omzetting wit
tin_v grauw tin), waarna de 2e omzetting plaats had,
namelijk grauw tin-wit tin; deze geschiedde geheel
bij 40° C. (in 5 minuten zette zich 50 % van het tin om).
Tabel 13. Omzetting grauw tin-y wit tin bij 25.6° C.
Kol.1nbsp;Kolom 2nbsp;Kolom 3nbsp;Kolom 4
Thermische behandeling van
het tin bij de 2 omzettingen,
Toorafgaande aan de omzet-
ting, in Kolom 1 genoemd
Tijden in uren op
-|-25.6°C. - -40° O. — 60°C.
dh
2h
Ih
64
97.4
100
99.3
99.2
99.3
99.4
99.9
99.5
99.6
100
99
100
99.9
77
98
98.9
99
98.9
99.3
98.9
99.9
100
99.8
99.8
99.6
99.8
100
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2V4
IVe
2
17
17
20
19
45i
21i
18
19
19
19i
44
23
19
17
Gevormd wit tin
in %
Kummer
van de
om-
zetting
Maximale snelheid
in mm per minuut i)
bij 26.6° C.
Ih |
2h |
3/i |
2.6 |
2.7 |
2.8 |
4.8 |
4.7 |
5.2 |
4.2 |
4.2 |
4.9 |
6.4 |
6.1 |
7.0 |
5.4 |
5.6 |
5.4 |
5.5 |
4.7 |
6.1 |
6.1 |
5.6 |
6.6 |
4.7 |
4.5 |
5.1 |
5.8 |
5.9 |
5.7 |
4.0 |
4.0 |
4.1 |
3.2 |
3.2 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
2.5 |
3.3 |
2.5 |
1) Gemeten in een capillair van 1 mm doorsnede.
-ocr page 60-zoodat wij een waarde van de M.S. in deze Tabel, die
voor 25.6° C. geldt, niet kunnen opgeven. Een maximum
van de omzettingssnelheid is in Tabel 13 (en in Fig. 8)
weer duidelijk te herkennen en komt overeen in waarde
met de vroeger gevondene, namelijk 6 a 7 mm per minuut,
maar het ligt nu bij de 10e omzetting (bij de vorige
onderzoekingen: bij de 28e en 32e omzetting). Er treedt
dus blijkbaar een verschuiving op van het maximum naar
aan geringer aantal omzettingen!
Een ander opmerkelijk feit was, dat gedurende de om-
zetting bij 25.6° C. een scheidingslijn grauw tin —wit
tin niet een enkele keer kon worden geconstateerd.
Tenslotte toonen de cijfers in de vierde kolom van
Tabel 13 aan, dat de hoeveelheden gevormd wit tin, bij
dit onderzoek nauwkeurig bepaald, zeer weinig van 100 %
verschillen.
d. Het verschil in omzettingssnelheid bij 25.6° G. tusschen
een tinpreparaat, dat herhaaldelijk aan de lucht en
een, dat onder dezelfde omstandigheden herhaaldelijh
onder xylol was omgezet.
De aanleiding tot dit onderzoek was het volgende feit:
grauw tin, ingesmolten in een glazen buis, 26 keer om-
gezet, zette zich, gebracht in een dilatometer met xylol
als vulvloeistof, met een zeer kleine snelheid om bij
25.6° C., terwijl zelfs in enkele gevallen een overgang
geheel niet intrad. Dit gedrag vertoonde een treffende
overeenkomst met dat van een tinpreparaat, bereid door
CoHEN en Douwes Dekker i), hetwelk eveneens herhaal-
delijk aan de lucht de overgang grauw tinnbsp;wit tin
had door loopen en ook buitengewoon traag bij 25.° C. in
de andere modificatie overging. Ten einde hieromtrent
eenig inzicht te verkrijgen, voerden wij het volgende
1) Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
-ocr page 61-onderzoek uit: Wij vulden vier dilatometers elk met
5 gram tinvijlsel en voegden bij twee onmiddellijk xylol
toe.
De inhoud van elk der dilatometers, genummerd Ic
tot en met 4c, was de volgende:
Dilatometer le: 5.0000 gram tin lucht
„ 2c: 4.9988 ,, ,, „
3c: 5.0246 ,, „ xylol
4c: 4.9943 ,, ,, ,,
,,nbsp;ovinbsp;,,
) ?
Het tin deden wij 13 keer overgaan van de eene in de
andere modificatie, gedurende welke bewerking het steeds
fijner verdeeld gerakende metaal in de dilatometers Ic
en 2c voortdurend met lucht in aanraking was. De over-
gang wit tin-grauw tin had steeds plaats bij —50° C.
(vloeibare ammoniak); de omzetting in de witte vorm
geschiedde bij -|-50° C.
Na de 13e omzetting — het tin bestond dan uit fijne
grauwe deeltjes — voegden wij aan Ic en 2c xylol toe en
bepaalden volgens de beschreven methode (blz. 18) de
omzettingssnelheid van het tin in de vier dilatometers
bij 25.6° C. Als belangwekkend resultaat kwam nu te
voorschijn, dat het tin in de dilatometers Ic en 2c zoo
goed als geen omzetting vertoonde (0.04 mm per minuut),
(zie Tabel 14, le kolom), terwijl het tin in de overige
dilatometers met een behoorlijke snelheid in de andere
modificatie overging (1.8 en 3.3 mm per minuut). In
21 uur waren in Ic en 2c resp. 13 % en 7 % en in 3c
en 4c resp. 90.4 % en 96.4 % tin omgezet!
Wij verwarmden de dilatometers niet op een hoogere
temperatuur, maar brachten ze wederom op —50° C.,
ten einde het tin de 15e overgang te doen ondergaan.
Tijdens de 16e omzetting bij 25.6° C. (Tabel 14, kolom 2)
vertoonde het tin in de dilatometers Ic en 2c een ietwat
grootere omzettingssnelheid (M.S. zijn nu 0.3 en 0.07 mm
Tabel 14. Omzetting grauw tin
Kolom 2
-V wit tin bij 25.6° C.
Kolom 3
Kolom 4
Kolom 1
14e Omzetting
16e Omzetting
18e Omzetting
20e Omzetting
A |
B |
A |
BI) |
A |
B^) |
A |
B^) |
A |
B^) |
A |
B^) |
A |
B^) |
A |
B^) | ||||||||
Ic |
2c |
3c |
4c |
Ic 1 |
2c |
3c |
4c |
Ic i |
2c |
3c 1 |
4c |
Ic 1 |
2c |
3c 1 |
4c | ||||||||
6 |
2 |
7 |
4 |
0.1 |
0.4 |
5 |
0.2 |
0.1 |
2 |
0.3 |
0.5 |
5 |
0.5 |
0.5 |
2 |
0.6 |
0.7 | ||||||
10 |
10 |
O.OB |
0.3 |
5 |
_ |
__ |
5 |
0.3 |
0.4 |
5 |
0.4 |
0.3 |
5 |
0.4 |
0.7 |
5 |
1.0 |
1.0 |
5 |
1.2 |
1.2 | ||
10 |
30 |
0.2 |
0.7 |
5 |
_ |
_ |
5 |
0.5 |
0.8 |
5 |
0.6 |
0.5 |
5 |
0.9 |
1.2 |
B |
1.9 |
1.9 |
5 |
2.2 |
2.3 | ||
10 |
10 |
0.4 |
1.3 |
5 |
_ |
__ |
5 |
0.7 |
1.2 |
5 |
0.9 |
0.7 |
5 |
1.7 |
2.3 |
5 |
3.1 |
3.1 |
5 |
4.0 |
4.2 | ||
5 |
5 |
0.6 |
2.0 |
5 |
_ |
__ |
5 |
0.9 |
i 1.6 |
5 |
1.2 |
1.0 |
5 |
2.4 |
3.2 |
5 |
3.8 |
3.7 |
5 |
5.8 |
6.0 | ||
5 |
B |
0.7 |
2.5 |
5 |
_ |
_ |
5 |
1.3 |
, 2.1 |
5 |
1.7 |
1.3 |
5 |
3.4 |
4.4 |
5 |
3.9 |
3.7 |
5 |
6.5 |
6.7 | ||
5 |
0.04 |
5 |
0.9 |
2.8 |
5 |
_ |
_ |
5 |
1.6 |
2.7 |
5 |
2.0 |
L7 |
5 |
3.8 |
4.9 |
5 |
3.1 |
3.0 |
5 |
5.9 |
6.0 | |
5 |
B |
1.1 |
3.1 |
5 |
0.02 |
0.02 |
5 |
1.9 |
3.1 |
5 |
2.3 |
2.1 |
5 |
4.1 |
5.1 |
5 |
2.1 |
2.0 |
5 |
4.5 |
4.3 | ||
5 |
0.02 |
0.02 |
B |
1.3 |
3.3 |
5 |
0.02 |
0.02 |
5 |
2.2 |
3.4 |
5 |
2.4 |
2.2 |
5 |
3.9 |
4.5 |
5 |
1.4 |
1.3 |
5 |
3.4 |
2.9 |
5 |
0.02 |
5 |
1.5 |
3.2 |
5 |
_ |
,—. |
5 |
2.5 |
3.7 |
5 |
2.5 |
2.4 |
5 |
3.4 |
3.7 |
5 |
0.8 |
0.8 |
5 |
2.3 |
1.8 | |
B |
0.02 |
0.02 |
5 |
l.B |
3.1 |
5 |
0.04 |
0.02 |
5 |
2.6 |
3.7 |
5 |
2.0 |
2.0 |
5 |
2.9 |
2.9 |
5 |
0.5 |
0.5 |
5 |
1.7 |
1.1 |
5 |
0.04 |
0.02 |
6 |
1.7 |
3.0 |
5 |
0.1 |
_ |
5 |
2.4 |
3.3 |
5 |
1.8 |
1.8 |
5 |
2.3 |
2.0 |
5 |
0.3 |
0.3 |
5 |
1.2 |
0.7 |
5 |
0.04 |
0.04 |
B |
1.8 |
2.6 |
5 |
0.1 |
— |
5 |
2.4 |
3.0 |
5 |
1.4 |
1.8 |
5 |
1.8 |
1.4 |
5 |
0.2 |
0.3 |
5 |
0.8= |
0.4 |
5 |
B |
1.7 |
2.3 |
5 |
0.1 |
0.02 |
5 |
2.1 |
2.6 |
5 |
1.2 |
1.3 |
5 |
1.5 |
1.0 | ||||||||
5 |
0.02 |
0.02 |
5 |
1.6 |
2.0 |
5 |
0.2 |
0.05 |
5 |
2.0 |
2.1 |
5 |
0.9 |
1.0 |
5 |
1.3 |
0.7 | ||||||
B |
0.04 |
0.04 |
B |
1.6 |
1.7 |
5 |
0.2 |
0.02 |
5 |
1.7 |
1.7 |
5 |
0.7 |
0.8 |
5 |
1.0 |
0.5 | ||||||
6 |
0.02 |
5 |
1.6 |
1.4 |
5 |
0.2 |
0.07 |
5 |
1.6 |
3.3 |
5 |
0.7 |
0.7 |
5 |
0.8 |
0.8 | |||||||
6 |
0.02 |
0.04 |
B |
1.3 |
1.1 |
5 |
0.3 |
0.05 |
5 |
1.3 |
1.1 | ||||||||||||
5 |
0.04 |
__ |
5 |
1.2 |
0.9 |
5 |
0.3 |
0.02 |
5 |
1.2 |
0.8 | ||||||||||||
5 |
0.02 |
0.02 |
B |
1.0 |
0.8 | ||||||||||||||||||
5 |
0.04 |
0.04 |
6 |
1.1 |
0.6 |
per minuut). In tegenstelling met de 14e overgang deden
wij het tin nu geheel overgaan door het gedurende 10
minuten op 45 tot 50° C. te verwarmen. Het was ook
opvallend, dat de hoeveelheden gevormd wit tin bij de
16e omzetting gemeten in Ic en 2c, eenige percenten
minder bedroegen dan die in 3c en 4c, hetgeen alleen te
verklaren is doordat óf nog niet al het tin in de eerstge-
noemden was omgezet öf niet al het tin zich in de grauwe
modificatie bevond bij de aanvang van de metingen.
Na de overgang in grauw tin (17e omzetting), bepaalden
wij de gang van de 18e omzetting (Tabel 14, kolom 3)
met het verrassende resultaat, dafc de omzettingssnelheid
van het tin in Ic en 2c belangrijk steeg; 3c en 4c vertoonden
een naar verhouding veel geringere stijging. De M.S. van
Ic en 2c namen toe resp. van 0.3 tot 2.5 en van 0.1 tot
2.4 mm per minuut! De dilatometers werden niet hooger
verwarmd dan 25.6° C.; wij mochten verwachten, dat
nu de omzettingssnelheid nog grooter zou worden dan bij
de 20e omzetting (blz. 34). Inderdaad vertoonden bij de
20e overgang de M.S. nog grootere waarden.
Het is opmerkelijk, dat de M.S. van Ic en 2c toch
beneden die van 3c en 4c bleven, hoewel de hoeveel-
heden gevormd wit tin, in tegenstelling met die, bij
de 16e omzetting gevormd, bij de 20e ongeveer even
groot waren.
Een overzicht van alle metingen en bewerkingen met
deze vier dilatometers verricht, geven Tabel 15 en Figuur 9
(de verticale lijn in de figuur beteekent, dat het tin bij
de voorafgaande overgang in wit tin op 50° C. verwarmd
was).
Het belangwekkende resultaat van de bepalingen met
de dilatometers Ic tot en met 4c is ten eerste,^ dat tm,
aan de lucht herhaaldelijk omgezet, bij 25.6° C. zeer
groote vertragingen van de snelheid van omzetting m
wit tin vertoont en ten tweede, dat een dergelijk tin door
Tabel 15. Omzetting grauw tin
Kolom 2nbsp;Kolom 3
wit tin bij 25.6° O.
Kolom 4
Kolom 1
Thermisclie behandeling van het
tin bij de 2 omzettingen,
voorafgaande aan de omzetting,
genoemd in Kolom 1
Tijden in uren op
Nummer
Tan de
om-
zetting
■nbsp;-50« o.
Ic
4- 25.6° o.
Maximale snelheid in mm
per minuut i) bij 25.6° C.
Gevormd wit tin in %
4c
3c
2c
Ic
4c
2c
3c
18
120
22
23
22
48
24
23i
19
17
2
4
6
8
10
12
14
16
18-
20
Vl2
Ve
V4
cc
96.4
97
90
97
90.4
96.3
92.4'
97.6
7
90
65
94.6
13
92.8
70
96.1
3.3
3.8
5.1
6.7
1.8
2.6
4.1'
6.5
0.04
0.1
2.4
3.7
0.04
0.3
2.5
3.9
21
4
6
AsnUl Omuttmgen
Figuur 10.
-ocr page 66-een aantal opvolgende bewerkingen geactiveerd kan wor-
den. Deze zijn:
1°. Toevoegen van xylol aan bet tinpoeder en doen
overgaan van wit tin in grauw tin;
2°. Doen overgaan grauw tin-wit tin bij 25.6° O.
Daarna volledige omzetting door het tin ongeveer 10
minuten op 50° C. te houden;
3°. Doen overgaan van dit witte tin in grauw tin bij
—50° C. (duur ongeveer 20 uur);
4°. Doen overgaan grauw tin-wit tin bij 25.6° C.
Dit geschiedb, ten einde het tin een omzetting bij niet
hooger dan 25.6° C. te doen ondergaan, daar deze be-
werking de snelheid van omzetting nog kan vergrooten ;
5°. Doen overgaan wit tin-gt;■ grauw tin (bij —50° C.).
Het aldus verkregen tin zal nu een groote omzettings-
snelheid (naar de witte modificatie) moeten vertoonen.
Als controle op het activeerings-proces kan men de
omzettingssnelheid tijdens de overgang bij 25.6° C. bepalen.
6. Het activeeren van tin, dat 26 maal aan de lucht
was omgezet.
Wij hebben bovenstaande methode getoetst met behulp
van vier dilatometers (genummerd ld tot en met M), elk
gevuld met 5 gram tin, dat 26 malen van de eene in de
andere vorm was overgevoerd, terwijl het zich in een
dichtgesmolten glazen buis bevond, welke met lucht ge-
vuld was. Daar wij dit tin voor verschillende, nog te be-
spreken, bepalingen gebruikten, is het noodig de thermische
behandeling van dit preparaat bij de herhaalde omzet-
tingen in het kort weer te geven.
De overgang naar de grauwe modificatie geschiedde
steeds bij —50° C., terwijl de vorming van het witte tin
plaats had, door de glazen buis eerst 1 a 2 uren op 32° C.
te houden en dan nog 15 tot 40 minuten op 45° C. te
verwarmen. Het aldus verkregen tin was een heel fijn
poeder; wij zullen het in het vervolg aanduiden met
Tin 26 X.
De dilatometers tot en met 4lt;2 bevatten de volgende
hoeveelheden Tin 26 x :
Dilatometer |
Hoeveelheid Tin 26 X |
ld |
4.8005 gram |
2d |
4.9801 ,, |
3d |
5.0940 ,, |
Ad |
4.9642 „ |
Xylol werd toegevoegd volgens de beschreven methode
(blz. 12).
In Tabel 16 zijn vereenigd de resultaten van de 28e
tot en met de 36e omzetting, terwijl in Figuur 10 (blz. 49)
het verband tusschen de omzettingssnelheid en het aantal
omzettingen wordt afgebeeld (de verticale lijnen beteeke-
nen, dat de meting geschiedde aan tin, dat bij de vooraf-
gaande overgang in de witte vorm op 50° C. was verwarmd).
In Tabel 17 zijn de oorspronkelijke uitkomsten van elke
omzetting samengevat.
Duidelijk blijkt uit deze gegevens, dat aanvankelijk,
bij de 28e overgang, de omzettingssnelheid klein was.
De 30e omzetting vertoonde een sterke stijging van de
M.S. — het tin was volledig omgezet bij de 28e door het
10 minuten op 50° C. te houden — welke stijging zich
handhaafde bij de 32e, toen het tin bij de voorafgaande
overgang in de witte modificatie alleen op 25.6° O. was
gehouden.
Tabel 16. Omzetting grauw tin-wit tin bij 25.6° C.
Kolom 2nbsp;Kolom 3nbsp;_Kolom 4
Kolom 1
Thermische behandeling van het
tin bij de 2 omzettingen,
voorafgaande aan de omzetting,
genoemd in Kolom 1
Tijden in uren op
25.6° O. I nbsp;-50° O.
Nummer
van de
om-
zetting
U
Maximale snelheid in mm
per minuut 1) bij 25.6° C.
Gevormd wit tin in %
id
M
2d
ld
U
2d
M
96.6
94.4
87.5
96.2
95.4
97.6
95.7
91
97.2
96.5
92
88.3
84.8
94
92.6
94.2
87
70
95.2
92.7
2.9
5.8
8.6
8.9
5.4
1.0
5.1
7.6
7.6
5.7
3.9
5.7
10.8
8.6
5.4
1.1
3.6
6.1
6.1
4.0
18i
43i
23i
46
22
28
30
32
34
36
H
23
2
li
li
ox
fcO
'U
1) Gemeten in een capillair van 1 mm doorsnede.
-ocr page 69-Tabel 17. Omzetting grauw tin-wit tin bij 25.6° C.
30e Omzetting
36e Omzetting
34e Omzetting
32e Omzetting
28e Omzetting
A
B») |
A |
BO | ||
u 1 |
2d |
U 1 |
id | |
0.2 |
0.5 |
4 |
0.2 |
0.3 |
0.7 |
1.5 |
5 |
0.5 |
0.6 |
].0 |
3.0 |
5 |
1.1 |
1.6 |
1.9 |
4.7 |
5 |
2.0 |
3.0 |
2.9 |
5.7 |
5 |
3.1 |
4.4 |
3.6 |
5.2 |
5 |
4.6 |
5.8 |
3.6 |
4.1 |
5 |
5.1 |
5.3 |
3.4 |
3.1 |
5 |
5.1 |
4.3 |
2.9 |
2.4 |
5 |
4.9 |
3.4 |
2.1 |
1.7 |
5 |
3.5 |
2.5 |
1.6 |
1.3 |
5 |
2.8 |
1.8 |
1.2 |
1.0 |
5 |
2.1 |
1.5 |
0.9 |
0.7 |
5 |
1.5 |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
5 |
1.2 |
0.8 |
A
BO |
A |
BO | ||
ld 1 |
2d |
M 1 |
id | |
0.1 |
0.3 |
4 |
0.1 |
0.1 |
0.7 |
1.0 |
5 |
0.6 |
0.4 |
1.3 |
2.1 |
5 |
1.2 |
1.1 |
2.5 |
3.7 |
5 |
2.3 |
2.0 |
3.8 |
5.4 |
5 |
3.9 |
3.5 |
4.0 |
5.4 |
5 |
5.0 |
4.7 |
3.6 |
4.7 |
5 |
5.8 |
5.4 |
3.3 |
3.9 |
5 |
4.8 |
4.4 |
2.4 |
2.9 |
5 |
4.3 |
4.1 |
1.9 |
2.1 |
5 |
3.3 |
3.1 |
l.B |
1.5 |
5 |
2.5 |
2.3 |
1.1 |
1.1 |
5 |
2.0 |
1.8 |
1.0 |
0.8 |
5 |
].4 |
1.4 |
0.8 |
0.6 |
5 |
1.1 |
0.9 |
0.7 |
0.5 |
5 |
0.8 |
0.8 |
BI)
M I id
BI)
ld I 2d
BI)
3d U
BI)
W I 2d
B^)
3d id
BI)
ld I 2d
0.8
2.1
5.2
8.9
8.2
6.0
3.4
1.9
1.1
0.6
0.4
0.6
1.2
2.8
5.3
7.3
7.6
6.2
4.1
2.6
1.7
1.0
1.3
4.4
8.4
8.6
6.4
3.3
1.8
0.9
0.5
0.4
0.2
0.9
2.9
5.7
6.1
4.8
2.3
1.3
0.6
0.4
0.3
0.2
0.8
1.6
4.3
7.8
8.6
6.5
4.1
2.4
1.4
0.8
0.5
0.6
1.0
2.2
4.4
6.8
7.6
6.4
4.7
3.2
2.2
1.3
1.2
3.1
4.3
10.8
7.2
4.6
3.0
1.7
1.1
0.6
0.5
0.6
1.7
3.9
5.9
6.1
4.3
2.9
1.8
1.1
0.7
0.5
0.1
0.3
0.6
1.1
2.1
2.9
1.8
1.2
0.8
0.7
0.5»
0.3
0.9
2.5
3.9
3.7
2.3
1.1
2.4
1.1
1.1
1.0
6
5
5
5
10
10
15
5
5
6
5
0.1
0.2
0.3
0.7
1.0
1.0
1.0
0.9
0.9
0.8
0.1
0.2
0.4
0.5
0.5
0.7
0.9
0.9
0.9
De M.S. zijn toegenomen van de 28e overgang af voor
de dilatometer ld-, van 1.1 tot 6.1, voor U: van 3.9 tot
10.8, voor 3d: van 1.0 tot 7.6 en voor Ad van 2.9 tot
8.6 mm per minuut.
Ten einde vast te stellen, of nog grootere waarden van
de M.S. konden worden verkregen, deden wij het tin
nogmaals alleen bij 25.6° C. overgaan (34e omzetting),
welke behandeling, volgens het vroeger gevondene, de
omzettingssnelheid gunstig kan beïnvloeden.
De 34e omzetting vertoonde echter een vermeerdering
van de M.S. niet; het tin had blijkbaar de grootste activi-
teit bereikt.
Na deze meting werd het metaal gedurende 50 minuten op
50° C. gehouden; door deze behandeling moest het
bij de volgende (36e) omzetting een kleinere M.S. ver-
toonen, zooals wij bij de vorige metingen steeds konden
vaststellen. Inderdaad was dat ook hier het geval: dilato-
meter ld vertoonde een daling van de M.S. van 6.1 op
4.0, dilatometer 2d van 8.6 op 5.7, dilatometer 3(Z van
7.6 op 5.7 en dilatometer Ad van 8.9 op 5.4 mm per
minuut.
De hoeveelheden gevormd tin werden bepaald bij
25.6° C. en de cijfers in kolom 4 van Tabel 16 (zie blz. 52)
blijven daardoor beneden de 100 % (zie blz. 26) in de
gevallen, dat het tin volledig werd omgezet bij 45 tot
50° C.; toch diene te worden opgemerkt, dat die getallen
meer van 100 verschillen, dan men verklaren kan uit
het feit, dat men een fout in het bepalen van de volume-
verandering maakt door deze bij 25.6° C. te meten.
Blijkbaar heeft niet al het tin aan de overgang, hetzij
naar wit, hetzij naar grauw, deelgenomen.
ƒ. Het activeeren van Tin 26 X, in dilatometers met
Jena-glaswand.
Ten einde een nog grootere zekerheid te verkrijgen
omtrent de gevonden activeeringsmethode, herhaalden
wij de proeven met 8 dilatometers, genummerd le tot
en met 8c; tegelijkertijd hebben wij getracht vast te
stellen een invloed van een Jena-glaswand van de dilato-
meter en van aan het tin toegevoegd Jena-glaspoeder op
de omzettingssnelheid. Dit naar aanleiding van het feit,
dat wij voor de metingen onder hooge druk gebruik
maakten van een instrument, dat van Jena-glas vervaar-
digd was (zie blz. 144).
De dilatometers bevatten de volgende vulling, m
Tabel 18 weergegeven.
Tabel 18.
Dilato- |
Hoeveelheid |
le |
5.0600 gram |
2e |
5.0105 ,, |
3e |
5.0903 ,, |
4e |
5.0311 ,, |
5e |
4.9385 ,, |
6e |
5.0712 ,, |
7e |
5.0792 ,, |
8e |
5.0011 ,, |
Aard van den
glaswand
gewoon glas
Jena
Toegevoegd
4-gew. glaspoeder
gew. glaspoeder
Jena glaspoeder
Jena glaspoeder
Nadat wij aan alle dilatometers xylol hadden toege-
voegd, deden wij het tin in de grauwe modificatie overgaan
(27e overgang: wit tin-grauw tin). De M.S., gemeten
tijdens de 28e omzetting bij 25.6° C., vertoonden lage
waarden (van dezelfde grootte als bij de dilatometers
ld tot en met 4d), weergegeven in Tabel 19.
Tabel 19. Omzetting grauw tin-y wit tin bij 25.6° C.
Kolom 3nbsp;_Kolom 4
Kol. 1
Kolom 2
Thermische behandeling van
het tin bij de 2 omzettingen,
voorafgaande aan de omzet-
ting, in Kolom 1 genoemd
Tijden in uren op
25.6«0 Yolo.*
Nummer
van de
om-
zetting
Maximale snelheid in mm per minuut
bij 25.6° C.
Gevormd wit tin in %
7e
6e
5e
4e
3e
le
2e
le
2e 3e 4e 5e 6e le
96
85.7
78
95
79
67.6
97
80.2
65.2
97
80.9
95
76.4
57
94
81.5
74
95
95
74.8
58.1
1.8
6.4
8.3
2.1
5.7
7.1
1.1
6.1
7.1
1.7
4.6
0.7
4.7
5.4
1.0
6.2
7.1
1.6
6.0
7.7
1.3
6.7
6.1
46
20
28
30
32
3
3V=
Ve
74
Ol
®
De dilatometers verwarmden wij nog 10 minuten op
45 tot 50° C.; de hoeveellieden gevormd wit tin (de om-
zettingssnelheid werd gemeten bij 25.6° C.) blijven,
evenals bij de vorige dilatometers, meerdere percenten
beneden de 100. Ook hier blijkbaar tin, dat aan de om-
zetting niet had deelgenomen. De 30e omzetting ver-
toonde een sterke stijging van de M.S.; deze was nog
grooter tijdens de 32e overgang, hetgeen, in verband met
het feit, dat het tin bij de 30e omzetting niet hooger dan
25.6° C. was verwarmd, onze vroegere ervaringen be-
vestigt.
De M.S. van de 32e overgang vertoonen waarden,
gelegen tusschen 6 en 8 mm per minuut, dus overeen-
komend met die, bepaald met de vorige dilatometers,
hetgeen nog beter tot uiting komt in Tabel 20.
Tabel 20.
Grootste M.S. bij 25.6° C. (uitgedrukt in mm per minuut,
gemeten in een capillair van 1 mm doorsnee).
Dilatometers le tot en met 8e: 6.1 — 7.7 — 7.1 — 5.4 —
7.1 — 7.1—8.3
ld „ „ „ 4^:6.1-10.8-7 6-8 6
ic „ „ „ 40:3.9-3.7-6.5-6.7
2b „ „ „ 60:5.3-4.1-5.9-3.7-
6.9
la „ „ „ 6^:6.8-6.8-7.4-8.1-
6.5 — 7.7
Wij konden dus noch van het Jenaglas (dilatometers
3c tot en met 8«), noch van het toegevoegde glaspoeder
(dilatometers 5e tot en met 8e) een invloed op de snelheid
vaststellen.nbsp;..
Wel trad weer, evenals het geval was bij de dilato-
meters ld tot en met 4d, de scherpe scheiding tusschen
Tabel 21. Omzetting grauw tin-gt; wit tin bij 25.6° O.
Kolom 2
Kolom 3
Kolom 1
32e Omzetting
80e Omzetting
28e Omzetting
BI)
le I 2e I 3e 1 4e
BI)
5e I 6e I le
BO
le ! 2e I 3e I 4e
5 |
0.3 |
0.3 |
0.1 |
0.1 |
2 |
0.05 |
0.01 |
0.4 |
0.3 |
6 |
0.6 |
0.8 |
0.7 |
0.3 |
3 |
5 |
1.0 |
1.0 |
0.6 |
0.3 |
5 |
0.3 |
0.7 |
0.7 |
0.6 |
5 |
2.7 |
3.1 |
2.7 |
1.3 |
5 |
5 |
2.2 |
2.1 |
1.5 |
1.0 |
5 |
0.6 |
1.6 |
2.1 |
2.4 |
5 |
4.0 |
5.2 |
4.7 |
2.3 |
5 |
5 |
5.5 |
5.6 |
4.1 |
2.5 |
5 |
1.2 |
5.1 |
5.1 |
5.1 |
5 |
6.1 |
7.7 |
7.1 |
4.2 |
5 |
5 |
5.7 |
6.0 |
5.1 |
3.6 |
5 |
2.0 |
6.0 |
5.7 |
6.4 |
5 |
5.5 |
6.8 |
7.0 |
5.4 |
5 |
5 |
5.2 |
5.8 |
5.2 |
4.5 |
5 |
3.1 |
6.1 |
5.7 |
6.2 |
5 |
3.9 |
4.7 |
5.4 |
5.1 |
5 |
5 |
4.0 |
4.6 |
4.7 |
4.7 |
5 |
4.1 |
5.0 |
4.6 |
4.8 |
5 |
2.2 |
2.7 |
3.5 |
3.8 |
5 |
5 |
3.0 |
3.7 |
3.8 |
4.3 |
5 |
4.6 |
3.8 |
3.5 |
3.8 |
5 |
1.3 |
1.5 |
2.2 |
2.5 |
5 |
5 |
1.9 |
1.9 |
2.5 |
8.1 |
5 |
4.0 |
2.5 |
2.4 |
2.2 |
5 |
0.8 |
0.9 |
1.3 |
1.5 |
5 |
5 |
1.5 |
1.8 |
2.1 |
2.6 |
5 |
3.5 |
1.7 |
1.6 |
1.6 | ||||||
5 |
0.8 |
1.4 |
1.2 |
1.6 |
5 |
2.6 |
1.0 |
1.0 |
1.1 | ||||||
5 |
0.6 |
0.4 |
1.0 |
1.3 |
5 |
2.2 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
BO
6e 1 7e
le
BI)
2e I 3e
4e
BI)
5e I 6e I 7e
0.03 |
0.01 |
4 |
1 0.05 |
0.02 |
0.03 |
0.03 | ||
0.2 |
0.3 |
_ |
— |
5 |
0.1 |
0.02 |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
0.6 |
0.1 |
0.1 |
5 |
0.1 |
0.2 |
0.5 |
0.3 |
0.7 |
1.0 |
0.4 |
0.1 |
5 |
0.3 |
0.4 |
1.2 |
0.9 |
1.0 |
1.5 |
0.7 |
0.4 |
5 |
0.6 |
0.8 |
1.8 |
1.4 |
1.3 |
1.6 |
0.9 |
0.5 |
5 |
0.7 |
0.9 |
2.0 |
1.6 |
1.2 |
1.4 |
0.8 |
0.6 |
5 |
1.2 |
1.1 |
2.1 |
1.8 |
1.2 |
1.3 |
0.8 |
0.6 |
5 |
1.4 |
1.0 |
1.6 |
1.5 |
1.1 |
1.2 |
0.7 |
0.7 |
5 |
1.7 |
1.0 |
1.8 |
1.5 |
1.1 |
1.0 |
0.5 |
0.6 |
5 |
1.6 |
0.9 |
1.2 |
1.1 |
1.0 |
0.9 |
0.5 |
0.5 |
5 |
1.5 |
0.8 |
1.1 |
1.1 |
1.0 |
0.8 |
0.3 |
0.5 |
5 |
1.3 |
0.7 |
1.0 |
0.9 |
0.8 |
0.7 |
0.3 |
0.4 |
5 |
1.2 |
0.7 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
0.6 |
0.3 |
0.3 |
5 |
1.1 |
0.6 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
0.6 |
0.3 |
0.2 |
5 |
0.9 |
0.5 |
0.65 |
0.6 |
5e
0.7
1.6
4.1
7.5
8.3
6.4
4.0
2.2
1.3
0.6
1.6
3.9
6.7
7.1
5.5
3.3
1.8
1.1
0.7
1.6
4.0
7.0
7.1
5.0
2.9
1.5
0.8
het gevormde witte tin en het nog niet omgezette grauwe
tin, tijdens de overgang bij 25.6° C., te voorschijn (blz. 33)
In Figuur 11 is voor elk van de 8 dilatometers het
verloop van de M.S., gemeten bij de 28e, 30e en 32e
omzetting, geteekend; in Tabel 21 zijn de gegevens ^an
de bepalingen van de omzettingssnelheid bij 25.b ü.
vermeld.
De invloed van schudden tijdens de overgang op de
omzettingssnelheid.
Tot nu toe bestudeerden wij steeds de enantiotrope
overgang aan tin, dat één starre massa was, waarin de
actieve deeltjes aan hun plaats gebonden waren en alleen
hun onmiddellijke omgeving
konden infecteeren. Is het
aantal kernen klein en daar-
mede ook het aantal actieve
deeltjes, die deze kernen
dragen, dan zullen deze
slechts weinig andere doen
omzetten en de overgang
verloopt langzaam. Door het
tin intensief te schudden
(tijdens de omzetting),
mengt men het zich vor-
mende witte tin met de
grauwe massa. Men mag
dus verwachten, dat onder
deze omstandigheden de
overgang sneller zal plaats
hebben, dan wanneer er niet
wordt geschud.
Teneinde de juistheid van
9'
deze onderstelling te toetsen hebben wij eenige proeven
met schuddende dilatometers uitgevoerd.
Het apparaat (G), waarin het tin werd geschud, is in
Figuur 13 weergegeven. De afmetingen van de horizontale
glazen cylinder zijn zoo gekozen, dat het tin ongeveer
een derde van het geheel vulde. In het midden van het
reservoir is een capillair aangesmolten, welke we door
in wegen met kwik ijkten en waaraan wij een meetlat
bevestigden. De schuddilatometer werd geplaatst in het
koperen bakje F, bevestigd aan de arm D van de schud-
inrichting. Het tin werd met kracht heen en weer ge-
slingerd, zoodat het opwervelt in de xylol, welke wij
wederom als vulvloeistof gebruikten.
Het verloop van de omzettingssnelheid bij 25.6° C.
bepaalden wij op de gewone wijze; ten einde te kunnen
aflezen, zetten wij telkens de schudinrichting even stil.
Wij vulden 4 schuddilatometers, genummerd 1« tot en
met 4s, elk met 5 gram tin, dat 8 malen aan de lucht
was omgezet. Nadat de capillair aangesmolten was,
voegden wij xylol volgens de vroeger (blz. 12) beschreven
methode toe. De inhoud van elk der 4 dilatometers was
de volgende:
Dilatometer |
Hoeveelheid Tin |
Is |
4.9914 gram |
2s |
4.9992 ,, |
3s |
4.9997 ,, |
4s |
4.9975 ,, |
Wij hielden het tin gedurende 114 uur op —50° C.
(9e omzetting: wit tin -grauw tin) en bepaalden
daarna de snelheid van omzetting bij 25.6° C. De dilato-
-ocr page 77-meters Is en 2s bleven in rust, terwijl 3s en 4s flink
geschud werden. Het schudden nam een aanvang, toen
de menisei in 3s en 4s zich in de richting van volume-
vermindering, tengevolge van omzetting van grauw in
wit tin, gingen bewegen.
In Tabel 22 zijn de resultaten van deze meting samen-
gevat. Het is opvallend, dat het tin in alle dilatometers
Tabel 22. Omzetting grauw tin-wit tin bij 25.6° C.
10e Omzetting
Perioden |
Verschuiving van de meniscus | |||
van waar- |
per minuut i) ^^j^^^dend | |||
in |
4s | |||
minuten |
Is ■ |
2s |
3s | |
5 |
1 0.03 |
0.03 |
0.1 |
0.06 |
5 |
0.06 |
0.5 |
— |
— |
5 |
0.2 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
5 |
— |
0.06 |
0.1 [ |
— |
10 |
— |
— |
— | |
10 |
_ |
— |
0.1 |
0.1 |
10 |
_ |
— |
0.1 |
0.1 |
10 |
0.03 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
10 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.3 |
10 |
0.1 |
0.2 |
0.7 |
0.6 |
10 |
— |
; — |
1.3 |
1.0 |
10 |
0.1 |
0.1 |
2.7 |
2.2 |
10 |
0.03 |
0.03 |
3.3 |
3.0 |
10 |
0.1 |
0.05 |
3.4 |
3.5 |
10 |
0.05 |
0.03 |
2.7 |
3.2 |
10 |
0.1 |
— |
2.2 |
2.6 |
10 |
— |
i — |
1.4 |
1.7 1 |
zich aanvankehjk heel traag omzet, maar na ongeveer
40 minuten treedt bij 3s en és een ommekeer in dit gedrag
in. De omzettingssnelheid begint sterk te stijgen en be-
reikt een maximale waarde van 3.4 en 3.5 mm per minuut,
terwijl deze waarden voor Is en 2s ten hoogste 0.25 en
0.2 mm zijn. Dus een enorm verschil in snelheid!
De omgezette hoeveelheden wit tin (gemeten in de
thermostaat van 13.20° C.), blijven eenige percenten be-
neden de 100. Blijkbaar heeft een gedeelte van het tin
niet aan de overgang deelgenomen. Het feit, dat het tin
aanvankelijk zeer langzaam omzette, kan worden ver-
klaard uit het feit, dat de herhaalde overgang (in totaal
8 keer) plaats had aan de lucht, welke bewerking, zooals we
reeds opmerkten bij de dilatometers Ic en 2c (zie blz. 47),
een zeer ongunstige invloed had op de omzettingssnelheid.
Soortgelijke metingen voerden wij ook met een grootere
schuddilatometer uit, lang 78.8 en breed 30 mm, welke
wij vulden met 29.7878 gram van het Tin 26 x. (Deze
dilatometer zullen wij voortaan aanduiden met Dm M).
Na aansmelten van de capillair (wijd 1.8 mm) en toe-
voegen van xylol, werd het tin 17 uur op —50° C. ge-
houden, waardoor het in de grauwe modificatie overging
(27e omzetting). ïsTadat dit had plaats gehad, bepaalden
wij de snelheid van omzetting bij 25.6° C. op de gewone
wijze, terwijl Dm M niet geschud werd; de M.S. had een
waarde van 9.6 mm per minuut. Het tin deden wij geheel
omzetten door het gedurende 15 minuten op 45 tot 50° C.
te verwarmen (28e omzetting). Het materiaal werd weer
in de grauwe vorm overgevoerd (29e omzetting) en ver-
volgens had de meting van de 30e omzetting bij 25.6° C.
plaats. ïfaar verwachting was nu de M.S. sterk gestegen
(tot 22.9 mm); toen ongeveer 50% tin was omgezet en
de snelheid een waarde had van 0.04 mm per minuut,
deden wij de overgang verder schuddend verloopen,
teneinde te kunnen vaststellen, of door deze bewerking
het reeds gevormde witte tin het nog niet omgezette
grauwe tin beter kon infecteeren, dan toen de massa in
rust was.
Inderdaad nam de snelheid steeds toe tot een waarde
van 2.6 mm; dus wederom een sterke verhooging van de
omzettingssnelheid door schudden! De 30e omzetting
geschiedde alleen bij 25.6° C. Wij mochten verwachten,
dat dit van gunstige invloed zou zijn op de 32e overgang.
Deze verliep zonder schudden, terwijl de M.S. nu een
waarde had van 31.0 mm per minuut!
De volgende overgang naar wit tin (de 34e), geschiedde
schuddend en vertoonde een kleine stijging van de M.S.
tot 33.2 mm per minuut. Dat inderdaad de temperatuur,
waarop het tin bij de voorafgaande overgang naar wit
tin geweest is, een zeer groote invloed heeft op de om-
zettingssnelheid bij 25.6° C., bleek wel uit de 36e en 38e
omzetting, welke beide schuddend verliepen. Terwijl de
eerstgenoemde een M.S. van 10.8 vertoont — het tin
was tevoren op 50° C. verwarmd — bezit de tweede een
M.S. van 27.4 mm per minuut. Het tin was toen tevoren
alleen op 25.6° 0. gehouden.
Inderdaad schijnt bij de 34e omzetting het materiaal
de grootste activiteit bereikt te hebben, want de 40e
vertoont een daling van de M.S. ondanks het feit, dat
het tin weer tevoren op 25.6° O. was gehouden.
In tegenstelling met de andere omzettingen in wit tin
geschiedde de 42e overgang geheel bij 50° C. (gedurende
4 uur op 50° C.), ten einde de invloed van deze thermische
bewerking op de 43e omzetting (wit tin-grauw tin)
en op de 44e (grauw tin -wit tin) nog beter te
kunnen vaststellen. Heb bleek, dat het tin in Dm M, na
48 uur op —50° C. gehouden te zijn, onder in de schud-
dilatometer een witte laag vertoonde.
Mede als gevolg van deze verwarming op 50° C. ver-
toonde ook de 44e omzetting een kleine M.S., namelijk
Tabel 23. Dilatometer M. Omzetting grauw tin -wit tin bij 25.6° 0.
34e
Omzetting
A I B
44e
Omzetting
A I B
40e
Omzetting
A I B
38e
Omzetting
A I B
36e
Omzetting
A I B
32e
Omzetting
80e
Omzetting
28e
Omzetting
0.06
1.4
3.6
7.7
7.8
10.4
10.6
10.1
7.4
7.3
6.8
5
5
10
5
5
5
5
5
5
5
5
0.8
4.2
15.4
23.1
22.0
16.4
11.8
7.3
3
5
10
5
5
5
5
10
2.6
6.4
13.3
22.2
27.4
20.5
15.6
11.8
9.2
1.3
3.7
7.7
10.2
10.9
9.9
8.9
6.5
6.1
4.5
4.2
3.8
3.7
3.6
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
10
31
41
1.6
3.9
10.3
20.5
33.2
30.1
25.4
17.2
12.8
8.5
6.8
5.4
3.4
4.2
3.1
2.5
O
A i B
A I B
5 |
1.2 |
5 |
2.0 |
2 |
0.5 |
3 |
5 |
1.5 |
6 |
7.1 |
2 |
3.9 |
5 |
5 |
7.9 |
4 |
15.5 |
5 |
8.2 |
5 |
5 |
9.6 |
5 |
22.9 |
5 |
20.5 |
5 |
5 |
9.4 |
5 |
22.6 |
10 |
30.1 |
5 |
5 |
10.8 |
5 |
15.8 |
5 |
31.0 |
5 |
5 |
7.2 |
5 |
11.0 |
5 |
26.0 |
5 |
5 |
6.2 |
5 |
7.3 |
5 |
20.3 |
5 |
10 |
4.7 |
5 |
4.2 |
5 |
12.7 |
5 |
16 |
2.5 |
100 |
1.2 |
10 |
8.0 |
5 |
14 |
1.6 |
65 |
0.1 |
10 |
5.0 |
5 |
0.2 |
10 |
3.9 |
5 | |||
0.4 |
10 |
4.1 |
5 | |||
0.9 |
10 |
3.8 |
5 | |||
3.3 |
10 |
4.0 |
10 | |||
6.1 |
10 |
4.0 |
35 | |||
7.8 |
20 |
3.0 | ||||
8.0 |
30 |
1.5 |
A beteekent: perioden van waarneming in minuten.
^^ ; verschuiving van de meniscus per minuut in een capillair van
1 mm doorsnee.
10.5 mm per minuut. In Figuur 12 (blz. 49) is weer-
gegeven het verband tusschen de M.S. en het aantal
omzettingen.
Het verhitten van het fijn verdeelde tin op 50° C.
vertraagt dus de omzetting in beide richtingen!
De gegevens van de metingen zijn in Tabel 23 samen-
gevat.
HOOFDSTUK HI.
De omzettingssnelheid grauw tin —^ wit tin bij
verschillende temperaturen.
A. Doel van dit onderzoek en vroegere metingen.
Terwijl wij ons in het vorig hoofdstuk alleen bezig
hebben gehouden met de snelheid, waarmee grauw tin
zich in wit tin bij 25.6° C. omzet, zullen wij in de volgende
bladzijden omzettingen beschrijven, welke bij tempera-
turen, gelegen aan weerskanten van de overgangstempe-
ratuur (13.2° C., zie blz. 135) plaats hadden. Het was
onze bedoeling vast te stellen, of een tinpreparaat,
geactiveerd volgens gegevens, bij 25.6° C. gevonden
(blz. 50), eveneens bij andere temperaturen, in het bij-
zonder in de nabijheid van het overgangspunt, zonder
vertragingsverschijnselen, een niet te geringe omzettings-
snelheid zou vertoonen. Met andere woorden: of de
voorwaarden, waaraan een tinpreparaat moet voldoen,
ten einde zich bij 25.6° C. zeer snel om te zetten, ook
gelden voor andere temperaturen, onder inachtneming
van de directe invloed, welke de temperatuur zelf op de
omzettingssnelheid heeft. Deze heeft eenige graden be-
neden 25.6° C. een geringe waarde, zoodat het te tijd-
roovend was, bij temperaturen beneden 25.6° C. de gang
van de volledige omzetting te volgen.
Wij bepaalden ons er dus toe bij verschillende tempe-
raturen gedurende een korte tijd de omzettingssnelheid te
meten van een tinpreparaat, waarvan wij wisten, dat het
bij 25.6° C. zeer actief was. Deze waarnemingen geschied-
den weer volgens de beschreven dllatometrlsche methode.
Ten einde de waarden der omzettingssnelheid bij ver-
schillende temperaturen onderling te mogen vergelijken,
hadden wij rekening te houden met een opmerking, welke
Ernst Cohen en van Eijk i) in hun onderzoek maakten:
,,Vollkommen vergleichbare Eesultate sind indes nur
dann zu erzielen, wenn man dafür Sorge trägt, dass die
Menge, welche sich bei einer jeden Temperatur umwan-
delt, im Vergleich zur Gesamtmenge eine sehr geringe
ist, mit anderen Worten, dass man die sich umwandelnde
Masse als konstant betrachten darfquot;.
Volgens deze methode bepaalden zij dilatometrisch de
omzettingssnelheid van wit tin, dat eenige malen ,,heen
en weerquot; was geweest, in grauw tin bij —83°, —48°, —13°,
—5° en 0° C., uit welke metingen bleek, dat de overgang
in grauw tin een maximale snelheid vertoont bij —48° O.
(verplaatsing van de meniscus van 4.5 mm per minuut,
in een capillair van 0.2 mm doorsnee; de hoeveelheid tin
bedroeg 8 gram, een 10 % alcoholische pinkzoutoplossing
diende als vulvloeistof). In een tweede onderzoek be-
studeerde Cohen op soortgelijke wijze de omzettingssnel-
heid in tegenovergestelde richting, namelijk van grauw
in wit tin bij 30°, 31°, 32°, 33°, 34° en 35° C. De hoeveel-
heid grauw tin bedroeg 30 gram, terwijl water als vul-
vloeistof dienst deed. Bij 30° C. werd een volumevermin-
dering van 7.2 mm en bij 35° C. een van 300 mm per uur
geconstateerd.
Het verloop van de kromme deed een overgangstempe-
ratuur van ongeveer 20° C. veronderstellen. Cohen be-
paalde in zijn derde onderzoek met een ander tinprepa-
raat (20 gram grauw tin en 19 gram wit tin) de omzet-
tingssnelheid in beide richtingen. De resultaten van deze
1) z. physik. Chem. 30, 601 (1899).
O z. physik. Chem. 33, 57 (1900).
ä z. physik. Chem. 35, 588 (1900).
metingen vindt men vereenigd in kolom 2 van Tabel 1
(blz. 6). In deze Tabel treft men (Kolom 1, 3 en 4)
nog meerdere omzettingssnelheden bij verschillende tem-
peraturen aan, maar deze dienden alleen ter bepaling
van het overgangspunt van tin.
B. Eigen metingen.
Wij vulden een dilatometer (Dm H) met 28.5509 gram
Tin 26 X (zie blz. 51), voegden xylol volgens de be-
schreven methode toe en smolten daarna een capillair
van 1 M lengte en ongeveer 1 mm doorsnee (geijkt door
inweging van kwik) aan. Een lange capillair werd ge-
kozen, opdat men de volume-verandering bij overgang
van de eene modificatie in de andere (ter waarde van
860 mm) zou kunnen meten.
De invloed van schommelingen van de kamertempe-
ratuur en van die van de thermostaat, waarin de dilato-
meter zich bevond, op de stand van de meniscus, zullen
wij bij de metingen bespreken.
Allereerst werd het tin geactiveerd volgens de methode
op blz. 50 aangegeven. Tabel 24 geeft een overzicht van
het verloop van dit proces.
Tabel 24.
Omzetting grauw tin -y wit tin bij 25.6° C.
Thermische behandeling van het tin bij
de 2 omzettingen, voorafgaande aan de
omzetting, genoemd in kolom 1.
Tijden in uren op :
25.6° C. 50° C. —50° C.
Maximale
snelheid in
mm. per
minuut ^
Nummer
van de
omzetting
17
47
19
19
12.4
33.0
33.2
31.6
28
30
32
34
Ve
IV.
4
4
Ter toelichting van deze Tabel diene nog het volgende:
Het Tin 26 x hielden wij 17 uur op —50° C., teneinde
het in de grauwe modificatie te doen overgaan (27e
omzetting). Daarna bepaalden wij gedurende IY2 uur op
de gewone wijze (zie blz. 18) de gang van de 28e omzetting
bij 25.6° C. (omzetting grauw tin-wit tin); de M.S.
bedroeg 12.4 mm per minuut. Vervolgens verwarmden
wij het tin Ve ii^r op 50° C. De dilatometer werd daarna
47 uur in de vloeibare ammoniak gehouden (29e omzetting).
Het aldus gevormde grauwe tin deden wij gedurende
4 uur bij 25.6° C. omzetten in wit tin; de M.S. had nu
een waarde van 33.0 mm per minuut! (30e omzetting).
Een scherpe scheiding tusschen de twee modificaties viel
W-eer op te merken (blz. 33). Het tin werd niet op 50° C.
verwarmd, maar weer in de grauwe modificatie overge-
voerd. De 32e omzetting vertoonde nu een M.S. ter
waarde van 33.2 mm per minuut, dus dezelfde als die bij
de 30e overgang. Het preparaat had dus blijkbaar zijn
grootste activiteit bereikt. Wel opmerkelijk is, dat deze
M.S. 5 maal zoo groot was als die, gevonden met 5 gram
tin (zie blz. 57), terwijl de hoeveelheden tin zich eveneens
verhielden als 5 : 1; dus een evenredigheid tusschen
massa en omzettingssnelheid!
De 34e omzetting (de 33e overgang was wit tin -gt;■
grauw tin) diende ter bereiding van een mengsel van
25 % wit tin en 75 % grauw tin.
Daartoe deden wij het tin bij 25.6° C. omzetten, tege-
lijkertijd de omzettingssnelheid metend, tot zich een
kwart van het grauwe tin in de witte modificatie had
omgezet. Op dit oogenblik — de omzettingssnelheid be-
droeg toen 31.6 mm per minuut —, plaatsten wij de dilato-
meter in een thermostaat van 13.2° C. en brachten zoo de
omzetting tot stilstand. De stand van de meniscus, voor en
na de omzetting, lazen wij af, toen de dilatometer zich op
13.2° C. bevond. Er bleek 25% van het tinte zijn omgezet.
Met dit tinpreparaat voerden wij metingen uit omtrent
de omzettingssnelheid bij 18.05°, 16.95°, 15.97° en 14.98°C.
Wij gingen daartoe als volgt te werk: De stand van de
meniscus werd ongeveer in het midden van de capillair
geregeld en afgelezen, terwijl de dilatometer zich in de
thermostaat van 13.2° C. bevond (welke op duizendsten
graden constant kon worden gehouden). Daarna brachten
wij Dm H op 17.95° C. en volgden de gang van de menis-
cus; nadat het temperatuur-evenwicht bereikt was en
de omzetting daarna nog eenige minuten had plaats
gevonden, lazen wij op een bepaald oogenblik de stand
van de meniscus af, hetgeen wij telkens herhaalden na
een zeker aantal minuten. (Deze perioden werden langer
gekozen, naarmate de overgang langzamer verliep).
ïTa een korte tijd plaatsten wij Dm H weer in de ther-
mostaat van 13.2° C. en lazen de stand van de meniscus
af. Daarna hadden dezelfde bewerkingen en metingen
plaats bij 16.95°, 15.97° en 14.98° C., welke elkander
onmiddellijk opvolgden.
De aflezing van de verschillende temperaturen ge-
schiedde op een thermometer volgens Beckmann, in
honderdsten graden verdeeld en geijkt met een normaal-
thermometer van de Physikalisch-Technische Reichsan-
stalt te Charlottenburg-Berlin.
Wij bepaalden de invloed van veranderingen van de
kamertemperatuur en van die van de thermostaat op de
stand van de meniscus. Voor de eerste invloed vonden
wij, dat één graad temperatuursverandering overeen
kwam met 0.5 mm verplaatsing van de meniscus, voor
de tweede, dat 0.01° met 0.2 mm correspondeerde. Daar
de kamertemperatuur 0.2 a 0.3 graad schommelde en
de thermostaat binnen duizendsten graden constant kon
worden gehouden, kon bij éénzijdige cumulatie van de
ongunstige invloeden de aflezing ten hoogste 0.5 mm
foutief zijn.
Tabel 25. Dilatometer H.
Omzettingssnelheid grauw tin -y wit tin bij verschillende temperaturen.
Ie Reeksnbsp;^e Reeks _
16.95° C.
36.0° C.
16.5° C.
17.0° C.
17.5° C.
18.0° C.
14.98° C.
15.97° C.
18.05° C.
A
0.3
0.6
0.6
20
22
20
0.2
0.6
0.4
0.6
0.6
0.4
10
10
10
15
15
10
0.7
0.7
0.9
0.7
0.5
0.8
0.7
10
10
10
10
10
10
10
0.7
0.6
0.5
0.8
0.5
0.6
0.5
0.6
1.2
1.1
1.1
1.4
1.1
1.2
0.5
0.4
0.5
0.4
0.1
0.2
0.2
0.3
0.2
0.1
0.1
0.4
20
20
30
20
20
20
20
20
20
20
20
20
0.7
0.7
0.8
0.6
0.6
0.5
0.8
20
20
20
20
20
20
20
0.9
1.2
1.0
1.0
0.8
0.8
0.9
10
10
10
10
10
10
10
1.4
1.6
1.3
1.5
1.3
1.3
1.0
1.3
1.0
1.2
1.4
1.0
A = iDerioden van waarneming in minuten.nbsp;_
C = verplaatsing van de meniscus gedurende de periode in mm, gemeten m een capillair van 1.2 mm doorsnede.
-ocr page 88-De omzettingssnelheid, berekend per minuut over een
periode van waarneming, vertoonde dan ook varieerende
waarden. Echter was toch een duidelijk verschil op te
merken tusschen metingen, verricht bij temperaturen,
welke slechts een halve graad Celsius uiteen lagen.
In Tabel 25, le Eeeks, vereenigden wij de resultaten
van onze metingen.
A beteekent de periode van waarneming in minuten,
terwijl C de verplaatsing in mm van de meniscus ge-
durende deze periode voorstelt. De waarden in Kolom C
(gemeten bij één temperatuur) verschillen onderling vrij
veel; men zou ze kunnen omrekenen op een zelfde tem-
peratuur, daar men de temperatuurinvloed kent. Het is
echter eenvoudiger het totaal der omzettingen, bij elk
der 4 genoemde temperaturen waargenomen, te beschou-
wen; men heeft dan telkens met slechts twee aflezingen
te maken en maakt aldus een fout, welke meu op een veel
grootere verplaatsing van de meniscus betrekt, dan er
gedurende een korte periode plaats heeft.
In Tabel 26, le Reeks, vindt men een overzicht van
de omzettingssnelheden in mm per uur.
Dilatometer H.
le Reeks
Tabel 26.
Omzetting grauw tin
-y wit tin.
2e Reeks
Omzettings-
snelheid in
mm per uur
Ji
O tic m
i C S
aj bo m
«.a
H g g
p,a
3 quot;ÖJ
■SO
O a
P 3
i's
o.a
Omzettings-
snelheid in
mm per uur
18.05
16.95
15.97
14.98
59
70
140
250
15.3
6.6
4.7
3.4
22.5
8.2
3.0
1.0
18.0
17.5
17.0
16.5
16.0
30
40
70
70
62
15.6
5.7
2.0
0.7
7.1
4.8
5.0
2.8
1.5
14.2
7.2
4.3
2.4
1.5
20.4
10.3
6.2
3.4
2.2
O Op een capillair van 1 mm doorsnee.
-ocr page 89-De verandering van de hoeveelheid tin bedroeg onge-
veer 0.03 %, zoodat slechts weinig tin werd omgezet.
De overgang in wit tin vertoonde bij niet één van de
4 temperaturen vertragingsverschijnselen. De groote acti-
viteit van dit tin, vergeleken met die van tin in onder-
zoekingen van anderen gebruikt, blijkt ten duidelijkste.
Zoo vonden Cohen en Douwes Dekker i) met een
mengsel van 230 gram grauw en 40 gram wit tin een
omzettingssnelheid van 0.03 mm per uur bij 15.3° C.,
gemeten in een capillair van ten hoogste 0.5 mm doorsnee,
terwijl wij bij 15° C. met 20 gram grauw en 5 gram wit
tin een omzettingssnelheid van 12.0 mm per uur, in
eenzelfde capillair, konden vaststellen. Neemt men aan,
dat bij tin, volgens onze methode geactiveerd, massa en
omzettingssnelheid evenredig zijn (zie blz. 69), dan ver-
houden zich de twee vergeleken overgangssnelheden als
1 : 4000. Het tin in Dm H zette zich dus (bij 15° C.) 4000
malen zoo snel om als het tin, gebruikt door Cohen en
Douwtes Dekker !
Na deze le Eeeks metingen bewaarden wij Dm H
gedurende de nacht bij een temperatuur, even onder de
overgangstemperatuur gelegen; het bleek de volgende
dag, dat er zich toen 0.01 % grauw tin had gevormd.
Daarna herhaalden wij onze metingen, maar nu bij
temperaturen, welke onderling slechts een halve graad
verschilden, n.1. bij 18°, 17.5°, 17°, 16.5° en 16° C. (2e
Eeeks).
De methode van werken was dezelfde als bij de le
Eeeks. Ook nu bedroeg de totale hoeveelheid tin, welke
van de grauwe in de witte modificatie tijdens de vijf
metingen werd omgezet, 0.03 %.
In Tabel 25 (2e Eeeks) zijn de resultaten van deze
metingen samengevat, terwijl in Tabel 26 (2e Eeeks) de
omzettingssnelheden per uur vermeld worden. De invloed
van de temperatuur komt, ook bij deze reeks metingen,
wederom tot uiting; de omzettingssnelheid daalt per
graad temperatuursverlaging ongeveer 33 % (bij 18° is
de omzettingssnelheid 20.4; bij 17°: 6.2 en bij 16° C.:
2.2 mm per uur). Ook het verschil in omzettingssnelheid
tusschen temperaturen, welke slechts een halve graad
verschillen, is dus zeer aanzienlijk.
Tenslotte is het opvallend, dat de omzettingssnelheden
in de 2e Eeeks kleiner zijn dan die in de le; hoewel de
actieve massa bij de voorgaande omzetting met slechts
0.03 % verminderde, scheen deze afneming toch een
nadeelige invloed te hebben op de omzettingssnelheden
van de tweede reeks.
Ten einde te kunnen vaststellen, of deze omzettings-
snelheden reproduceerbare waarden vertoonden, deden wij
het tin in Dm H geheel in de grauwe vorm overgaan (35e
omzetting). Daarna werd, volgens de methode op blz. 69
beschreven, wederom een mengsel gemaakt van 25 %
wit en 75 % grauw tin (de volume-verandering, welke
met de overgang in wit tin gepaard ging, bedroeg 216 mm;
in het vorige geval 221 mm). Op het oogenblik, dat zich
25 % wit tin had gevormd, bedroeg de omzettingssnelheid
29.7 mm per minuut, hetgeen iets minder was dan bij
de 34e overgang (31.6 mm per minuut).
Ten einde het verloop van de omzetting nog beter te
kunnen volgen, was tusschen de dilatometer en de capillair
van ± 1 mm doorsnede een nauwere capillair, lang 50 cm
en wijd 0.6 mm, aangebracht. De stand van de meniscus
regelden wij, na de bereiding van het actieve mengsel,
op een geschikt punt van de nauwe capillair (van 0.6 mm
doorsnede), waarna wij volgens de beschreven methode
de snelheid van omzetting volgden. De verandering van
de stand van de meniscus door schommeling van de
temperatuur van kamer en thermostaat bleek een waarde
te hebben van 0.2 mm voor 0.1° verandering van de
kamertemperatuur en van 0.8 mm voor 0.01° variatie in
de temperatuur van de thermostaat.
Uit deze gegevens konden wij afleiden, dat bij culmi-
natie van fouten tijdens de metingen, de afgelezen stand
van de meniscus een afwijking van 0.6 mm van het juiste
bedrag kon vertoonen. Dit kan o.a. verklaren de schom-
melingen van de omzettingssnelheden, waargenomen bij
18°, 17.50°, 17.0°, 16.5° en 16.0° C.
De resultaten van de metingen zijn weergegeven in
Eeeks 3 van Tabel 27.
De letters A en C hebben de beteekenis, welke op
blz. 72 vermeld werden.
De variaties in de omzettingssnelheid bij de verschil-
lende temperaturen treden nu, bij gebruik van een zeer
nauwe capillair nog duidelijker aan de dag, dan in de
vorige meting, toen de capillair een doorsnede van
1 mm had.
De hoeveelheid gevormd wit tin tijdens de 5 metingen
bedroeg 0.03 % van de totale massa; dus wederom een
zeer klein gedeelte.
Nadat de 3e reeks metingen was afgeloopen, bewaarde
men de dilatometer gedurende de nacht op 13.2° 0.,
zoodat geen verdere omzetting kon plaats hebben.
De volgende morgen werd een 4e reeks op dezelfde
wijze uitgevoerd; echter koos men nu als eerste tempera-
tuur van omzetting 16° C. Daarna volgden 16.5°, 17.0°,
17.5°, 18°, 18.5° en 19.0° C. Heel eigenaardig zette zich
nu het tin bij 16.0° C. sneller om, dan bij dezelfde tem-
peratuur in de 3e reeks (11.5 mm en 7.4 mm per uur);
evenzoo was dit het geval bij 16.5° en 17.0° C., maar bij
17.5° C. waren de snelheden even groot, terwijl b« 18° C.
het tin zelfs langzamer overging in de witte modificatie
Tabel 27. Dilatometer H.
Omzettingssnelheid grauw tin -wit tin bij verschillende temperaturen.
3e Reeks
18.0° c. |
17.50° c. |
17.0° c. |
16.50° c. |
16.0° c. |
16.0° c. |
16.5° c. |
17.0° c. |
17.5° c. |
18.0° c. |
18.5° c. |
19.0° c. | ||||||||||||
a |
cl) |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
a |
co |
5 |
5 |
5 |
2.8 |
5 |
1.6 |
10 |
1.8 |
10 |
1.2 |
10 |
2.0 |
10 |
2.3 |
5 |
1.8 |
5 |
2.8 |
5 |
4.2 |
5 |
6 |
10 |
17.5 |
5 |
4.7 |
5 |
2.1 |
5 |
1.6 |
10 |
2.3 |
10 |
1.2 |
10 |
2.2 |
10 |
2.4 |
5 |
2.1 |
5 |
2.7 |
5 |
3.1 |
5 |
5.9 |
5 |
8.8 |
5 |
4.6 |
5 |
2.4 |
5 |
1.6 |
10 |
2.2 |
10 |
1.4 |
10 |
1.9 |
10 |
2.2 |
6 |
1.8 |
5 |
2.7 |
5 |
3.9 |
5 |
5.7 | ||
5 |
4.6 |
5 |
2.4 |
5 |
1.6 |
10 |
2.1 |
10 |
1.1 |
10 |
1.6 |
10 |
2.2 |
5 |
1.5 |
5 |
2.4 |
5 |
3.8 | ||||
5 |
2.7 |
5 |
2.1 |
5 |
1.8 |
5 |
3.5 | ||||||||||||||||
5 |
2.4 |
5 |
1.6 | ||||||||||||||||||||
5 |
1.5 |
• |
■ ■ |
■ |
1) Gemeten in een capillair met een doorsnede van 0.6 mm.
-ocr page 93-dan het geval was in de 3e reeks bij dezelfde temperatuur.
Een verklaring zou hier kunnen zijn, dat er zich gedurende
de 3e reeks omzettingen meer witte kernen gevormd
hebben, waardoor de eerste omzetting van de 4e reeks,
in casu die bij 16° C., bevoorrecht werd t.o.v. die bij
16° C. van de 3e reeks. Deze invloed deed zich ook gelden
bij de volgende omzettingen; echter verminderde onder-
wijl de actieve massa, waardoor bij 18° C. de omzettings-
snelheid een geringere waarde verkreeg dan bij dezelfde
temperatuur van de 3e serie.
Terloops worde hier de aandacht gevestigd op het feit,
dat de omzettingssnelheid bij een bepaalde temperatuur
voor een mengsel van 25 % wit en 75 % grauw tin binnen
zekere grenzen reproduceerbare waarden vertoont, hetgeen
uit Tabel 28 kan blijken. Een uitvoeriger onderzoek in
deze richting .ware niet zonder belang.
Tabel 28.
Overzicht van de omzettingssnelheden, gemeten met
dilatometer H.
Temperatuur |
Keeks 1 |
Reeks 2 |
Reeks 3 |
Reeks 4 |
19.0 |
37.8 | |||
18.5 |
25.3 | |||
18.0 |
22.5 |
20.4 |
20.4 |
16.0 |
17.5 |
10.3 |
11.6 |
11.4 | |
17.0 |
8.2 |
6.2 |
7.2 |
7.8 |
16.5 |
3.4 |
4.3 |
4.8 | |
16.0 |
3.0 |
2.2 |
2.7 |
4.1 |
Tenslotte hebben wij ook nog een enkele meting met
dilatometer H verricht omtrent de omzettingssnelheid
van wit tin -y grauw tin, ten einde te kunnen vast-
stellen, of ook deze overgang zonder vertragingsverschijn-
selen verloopt.
Daartoe deden wij het tin wederom in de grauwe
modificatie overgaan (20 uur op —50° C.). Volgens de
beschreven methode (blz. 69) bereidden wij opnieuw een
mengsel van 25 % wit tin en 75 % grauw tin; de om-
zettingssnelheid bedroeg op het oogenblik, dat deze ver-
houding aanwezig was, 26.8 mm per minuut (vorige maal
29.7 mm per minuut). Daarna bepaalden wij gedurende
korte tijd (1 a 2 uur) de omzettingssnelheid bij 15°, 11.4°,
10.4° en 9.7° C. De eerste temperatuur werd ook gekozen,
ten einde de snelheid van omzetting bij 2 temperaturen,
even ver van het overgangspunt verwijderd, n.1. 15° en
11.4° C. (de overgangstemperatuur is 13.2° C., zie blz. 135)
te kunnen vergelijken.
Tabel 29 vereenigt de resultaten van deze metingen:
Tabel 29. Dilatometer H.
Temperatuur |
Omzettingssnelheid |
in mm per uur | |
15.0° C. |
—1.7 |
11.4° C. |
3.1 |
10.4° C. |
1.6 |
9.4° 0. |
3.9 |
1) Gemeten in een capillair van 0.6 mm doorsnee.
Hoewel uit deze bepaling reeds bleek, dat ook de
overgang naar grauw tin in korte tijd meetbaar was^
herhaalden wij de metingen met een andere dilatometer
(genummerd Dm K), daar het ons voorkwam, dat met
een pas geactiveerd tin wellicht nog beter waarden te
verkrijgen waren.
Dm K werd gevuld met 26.50 gram Tin 26 X (met
een zelfde hoeveelheid was Dm H gevuld). Wij activeerden
dit preparaat op de volgende manier:
1°. Omzetting in grauw tin: 27e omzetting (bij
—50° C.);
2°. Omzetting in wit tin door het grauwe tin 30 mmu-
ten op 50° C. te verwarmen: 28e overgang;
3°. Omzetting in grauw tin bij —50° C.: 29e omzetting;
4°. Omzetting in wit tin; het grauwe tin werd ge-
durende eenige uren op 25.6° C. gelaten: 30e omzetting;
5°. Omzetting in grauw tin bij —50° C.: 31e omzetting;
6°. Bereiding van een mengsel van 25 % wit tin en
75 % grauw tin. De omzettingssnelheid op het oogenblik,
dat deze verhouding aanwezig was, bedroeg 31.0 mm per
minuut, hetgeen dezelfde waarde is, welke Dm H ver-
toonde (31.6 mm, blz. 69)!
Met dit tinpreparaat werd de omzettingssnelheid naar
grauw tin gemeten bij 11.40°, 10.40° en 9.40° C. (Ie
serie). Een overzicht van de resultaten van deze metin-
gen geeft Tabel 30, le Eeeks.
Tabel 30. Dilatometer K.
Omzetting wit tin —gt; grauw tin.
-RooVsnbsp;2e Reeks
I.S- H |
O „ g |
'l^iö |
Is flï S S a = |
§ O S |
1 ia |
li al O 0) O | |
11.40 |
40 |
4.0 |
6 |
11.40 |
40 |
2.6 |
3.9 |
10.40 |
30 |
6.0 |
12 |
10.40 |
30 |
3.4 |
6.8 |
9.40 |
25 |
7.3 |
17.5 |
9.40 |
30 |
4.6 |
9.2 |
Vergeleken met de waarden der omzettingssnelheden,
gevonden met Dm H, zijn deze voor Dm K, in boven-
staande tabel vermeld, inderdaad aanmerkelijk grooter.
Dat ook de omzetting in grauw tin veel en veel sneller
verloopt dan in de oudere onderzoekingen het geval was,
blijkt wel uit het feit, dat een tinpreparaat van Cohen
en Douwes Dekkee, een mengsel van 230 gram grauw
en 40 gram wit tin, bij 10.8° C. een stijging van 4 mm
in veertien dagen vertoonde, terwijl het door ons bereide
actieve tin, bestaande uit 21 gram grauw en 5 gram wit
tin, zich omzette met een snelheid van 6 mm per uur
bij 11.4° C.
Betrokken op even groote hoeveelheden wit tin en
vergeleken bij dezelfde temperatuur (10.8° C.), terwijl
de doorsnee van de capillairen dezelfde is, verhouden
zich de omzettingssnelheden der twee tinpreparaten als
1 : 6700 !
Vatten wij de resultaten samen van de metingen be-
treffende de omzettingssnelheid grauw tin -gt; wit tin
bij temperaturen in de nabijheid van de overgangstempe-
ratuur, dan komen wij tot de volgende conclusie: het
actieve tin vertoont ook bij lagere temperaturen dan
25.6° C. een belangrijke omzettingssnelheid. Vertragings-
verschijnselen konden niet worden geconstateerd.
HOOFDSTUK IV.
Samenvatting en Discussie dee Eesultaten.
A. Samenvatting van de verkregen resultaten.
Alvorens te trachten een verklaring te geven van de
verschillende feiten, in de twee voorgaande hoofdstukken
beschreven, zullen wij in het kort de resultaten samen-
vatten, welke uit ons onderzoek, betreffende de omzet-
tingssnelheid van grauw tin ^ ^ wit tin, bij verschillende
temperaturen en onder varieerende omstandigheden uit-
gevoerd, te voorschijn zijn gekomen.
Ten eerste bleek uit deze metingen, dat herhaaldelijk
omzetten van tin van de eene in de andere vorm, terwijl
het door xylol van de lucht afgesloten is, de omzettings-
snelheid bij 25.6° C. van grauw in wit tin doet toenemen,
tot deze, na een aantal omzettingen, welk aantal afhan-
kelijk is van de thermische behandeling van het tin-
preparaat bij die omzettingen, een maximale waarde
bereikt. Deze laatste is, voor gelijke hoeveelheden tin,
op gelijke wijze behandeld, dezelfde. (Voor 5 gram tin
bedroeg de grootste waarde van de omzettingssnelheid
6 a 8 mm per minuut, gemeten bij 25.6° C., in een capillair
van 1 Trim doorsnee; dit komt ongeveer overeen met de
omzetting van 120 a 160 mgr tin).
Terwijl de omzetting in grauw tin steeds bij —50° C.
plaats had, deden wij de overgang in de witte modificatie
op één der drie volgende manieren verloopen: in het
eerste geval geschiedde deze bij 25.6° C. en dan was de
overgang altijd onvolledig, daar wij de metingen afbraken
eenige tijd, nadat de maximale snelheid van de omzetting
was bereikt; in het tweede geval deden wij het grauwe
tin eveneens gedurende eenige tijd (eenige uren) bij
25.6° C. overgaan, maar verhitten het daarna gemiddeld
tien minuten op ongeveer 50° C. (de omzetting in wit
tin was dan volledig), terwijl in het derde geval de ge-
heele omzetting bij 45° C. verliep (ook dan had totale
omzetting plaats).
Wij merkten nu op, dat het aantal omzettingen, waarna
het maximum optrad, geringer bleek, naarmate het aantal
keeren, dat de overgang in de witte modificatie voor
100 % geschiedde (eer het maximum bereikt was) groo-
ter was.
Zoo lag in het geval, dat het tin iedere keer voor 100 %
in de witte vorm was overgegaan, door verwarmen op
45° C. (zie blz. 44), het maximum bij de 10e overgang,
terwijl dit eerst bij de 28e optrad, toen bedoelde omzetting
eenige malen zeer onvolledig was geweest (zie blz. 22).
Eindelijk kon worden vastgesteld, dat na vele omzet-
tingen de M.S. (zie voor het begrip M.S. blz. 14) tot zijn
beginwaarde terugkeerde, na eerst een top waarde (6 a
8 mm per minuut, zie boven) bereikt te hebben, welke die
van de eerste omzetting vele malen (tot 10 malen) overtrof.
Ten tweede noemen wij de invloed van de temperatmir,
bij welke de voorafgaande omzetting in wit tin plaats
had, op de omzettingssnelheid van herhaaldelijk omgezet
grauw tin in wit (gemeten bij 25.6° C.). Terwijl een
voorafgaande verwarming op 25.6° C. (tusschen deze om-
zetting en de meting had dus de overgang in grauw tin
plaats) de omzettingssnelheid bevordert of althans niet
tegenwerkt, heeft een zelfs zeer korte verhitting op 50° C.
(ongeveer tien minuten) een zeer ongunstige invloed op
die grootheid en wel des te grooter, naarmate het tin
meermalen omgezet en dus fijner verdeeld was. Hoewel
wij een uitvoerig onderzoek niet instelden, konden wij
toch. constateeren, dat ook de overgang naar grauw tin
door de voorafgaande verwarming beïnvloed wordt; wit
tin, bereid door fijn verdeeld grauw tin geheel bij 50° C.
om te zetten, was, nadat men het dagenlang op —50° C.
had gehouden, nog niet voor 100 % in de grauwe vorm
overgegaan (zie blz. 63), terwijl een wit tinpreparaat,
bereid door hetzelfde grauwe tin bij 25.6° C. te doen
overgaan, zich in enkele uren bij —50° C. geheel in de
grauwe modificatie omzette.
Ten derde bleek uit het verloop van de omzetting van
grauw in wit tin bij 25.6° C., dat de snelheid de grootste
waarde bereikt, wanneer zich ongeveer 30 % wit tin
heeft gevormd, een percentage, dat geringer is, naarmate
de omzetting langzamer plaats vindt (de grenzen van de
gevonden percentages zijn 10 en 40 %).
Bij een speciaal daartoe ingesteld onderzoek, dat hier-
boven niet werd vermeld, bleek, dat ook, wanneer de
overgang grauw tin-gt;- wit tin bij 20° of 30° C. plaats
vindt, de snelheid een maximiim bereikt, indien er 30 %
wit tin is gevormd.
Als vierde zeer belangrijk feit, dat direct in verband
staat met de vertragingsverschijnselen bij de overgang
grauw tin —^ wit tin, stelden wij vast, dat een herhaal-
delijk aan de lucht omgezet grauw tinpreparaat bij
25.6° C., dus 12 graden boven het overgangspunt, een
zeer geringe omzettingssnelheid vertoont (zie blz. 45).
Ten vijfde gelukte het ons de omzettingssnelheid van
grauw in wit tin aanzienlijk te vergrooten door het tin
tijdens de overgang flink te schudden. De snelheid van
omzetting kon door deze bewerking met honderden per-
centen worden opgevoerd (zie blz. 62).
Ten zesde mochten wij erin slagen een methode te
vinden, welke in staat stelt, een inactief tinpreparaat
zeer actief te maken. Deze methode, beschreven op blz. 50,
werd in vele gevallen toegepast en leverde steeds een
zeer actief tin.
Ten zevende konden wij vaststellen, en liierop willen
wij bijzonder de aandacht vestigen, dat een aldus ge-
activeerd tinpreparaat zich eveneens bij andere tempe-
raturen, ook in de nabijheid van het overgangspunt,
zonder eenige vertraging van de eene in de andere modifi-
catie omzette.
(Deze temperaturen waren: 9.40° — 10.40° — 11.40° —
15° _ 16° — 16.50° — 17.0° — 17.50° — 18.0° — 18.50°
en 19.0° C.).
Ten achtste en ten laatste valt nog te vermelden het
eigenaardig verschijnsel van het optreden van een scherpe
scheiding tusschen grauw en wit tin, opgemerkt tijdens
de omzetting van de grauwe in de witte modificatie bij
25.6° C. (blz. 33).
Volledigheidshalve zij nog medegedeeld, dat noch de
aard van de glaswand, noch het toevoegen van COg of
NH4OH aan de vulvloeistof van de gebruikte dilato-
meters (xylol) eenige meetbare invloed hadden op de
omzettingssnelheid (gemeten bij 25.6° C.).
B. Discussie van de verJcregen resultaten.
Zooals bekend, neemt men aan, dat bij enantiotrope
stoffen de omzetting van de eene in de andere modificatie
uit bepaalde punten begint, welke men de naam kiemen
of kernen heeft gegeven. Omtrent de aard van deze
overgangskernen weet men evenwel zeer weinig. Wel
heeft men kunnen vaststellen, dat deeltjes van de stabiele
vorm de omzetting van de metastabiele kunnen versnellen.
Zoo is het een bekend feit, dat, indien men een staaf
wit tin met grauw tinpoeder in aanraking laat bij lage
temperatuur (b.v. bij —50° C.), na eenige tijd het opper-
vlak van de staaf op plaatsen, die met grauw tin in
aanraking zijn geweest door omzetting in grauw tin ruw
wordt; de grauwe deeltjes fungeeren dus als kiem (of
kern) voor de overgang van het witte naar het grauwe tin.
Hoe moet men zich echter de kernen voorstellen, welke
in het door ons gebruikte (witte) tinvijlsel voorkomen?
Dit was afkomstig van een gegoten (dus te voren ge-
smolten) blok Banka-tin. De aanwezigheid van grauw
tin in dit blok is wel uitgesloten, zooals Cohen en Douwes
Dekker i) door een dichtheidsbepaling konden aantoonen
en toch zette zich het van dit blok gevijlde tin in 24 uur
]t)ij —50° C. grootendeels in de grauwe vorm om. Daaren-
tegen diene opgemerkt te worden, dat men een staaf tin,
van hetzelfde blok wekenlang op —50° C. kan laten,
zonder dat men eenige verschijnselen van omzetting in
grauw tin te zien krijgt. Groote vertraging bij de overgang
in de grauwe modificatie vertoonen evenzoo draden, van
tin of andere metalen getrokken, op welk feit Ernst
Cohen en A. L. Th. Moesveld reeds in 1920 hebben
gewezen, terwijl zij bovendien de nadruk legden op de
omstandigheid, dat diezelfde metalen zich in gekorrelde
toestand veel sneller omzetten, een opmerking, waarmede
meerdere onderzoekers, bij het bepalen van het enantio-
trope karakter van metalen, tot op heden niet voldoende
rekening hebben gehouden.
Uit het bovenstaande krijgt men de indruk, dat de
vorm van het metaal en dus ook de bewerking daarvan
in eenig verband moet staan met de snelheid van
omzetting van de eene in de andere vorm.
Een (enantiotroop) metaal kan men in poedervorm
brengen door het mechanisch te bewerken of door het
herhaaldelijk de overgang van de eene in de andere modi-
ficatie te doen door loopen; in het laatste geval is het
1)nbsp;Z. physik. Chem. 127, 183 a927).
2)nbsp;Z. physik. Chem. 30, 601 (1899).
®) Z. physik. Chem. 94, 450 (1920).
vanzelfsprekend noodig, dat de stof bij de eene of de
andere omzetting door een optredende volumeverandering
uiteenvalt (b.v. de overgang wit tin-y grauw tin).
In beide gevallen ondergaat het kristallijne uitgangs-
. materiaal vervormingen, terwijl de arbeid, noodig voor
de bewerking, zich gedeeltelijk in warmte omzet, maar
ook gedeeltelijk de energie-inhoud van de stof verhoogt
Deze overweging voert ons naar een ander gebied van
omzettingen in de vaste phase, namelijk naar dat van de
rekristallisatie, een terrein, dat in verband met belang-
rijke technische problemen zeer uitvoerig onderzocht
wordt. Onder rekristallisatie verstaat Tammann het vol-
gende: 2)
,,Durch Kaltbearbeitung eines Metallstückes bilden
/ sich in ihm Lamellentrümmer, und bei hinreichender
Temperaturerhöhung entstehen an ihren Grenzen sehr
kleine neue Kristallite, die sich vergrössern, bis zum
Schluss des Vorgangs das ganze Metallstück aus Körnern
besteht. Dieser Vorgang wird in der Metallkunde als
Eekristallisation bezeichnetquot;.
Ondanks het feit, dat wij enantiotrope omzettingen
bestudeerden aan metaalpoeders, terwijl men het proces
der rekristallisatie onderzoekt aan gedeformeerde metaal-
plaatjes en -draden, meenden wij deze beide veranderingen
van een vaste phase toch met elkaar in verband te mogen
brengen naar aanleiding van een verhandeling van
A. E. van Aekel en P. Koets getiteld: ,,Das Wesen
/ der Eekristallisationskerne bei Metallenquot;. In dit onder-
zoek komen zij namelijk tot de zeer belangrijke conclusie,
dat rekristallisatiekernen en overgangskernen ,,im Wesen
gleich sindquot;. Dit beteekent dus, dat men door het be-
studeeren van de rekristallisatieverschijnselen inzicht
1)nbsp;G. Tammann, Aggregatzustände, Leipzig 1923, blz. 202.
2)nbsp;G. Tammann, Aggregatzustände, Leipzig 1923, blz. 201.
=•) Z. Physik. 41, 701 (1927).
kan verkrijgen in het enantiotroop gedrag van een
metaal.
Wij doen, tot beter begrip, de uiteenzetting van A. E.
van Aekel en P. Koets hier volledig volgen:
, ,Wenn man plastisch deformierte Metalle einer Wärme-
behandlung unterwirft, so kann Eekristallisation ein-
treten. Die neugebildeten Kristalle gehen von bestimmten
Punkten aus, die man im allgemeinen mit den Namen
,,Keimequot; oder ,,Kernequot; bezeichnet. Ueber das Wesen
dieser Kerne sind die Ansichten geteilt.
Erstens kann man sich denken, dass die Eekristalli-
sation von einem Kristall oder Kristallsplitter ausgeht,
der bei der Deformation unverletzt geblieben ist i). Dieser
Kristall kann dann weiter w-achsen auf Kosten der zer-
störten Nachbarkristalle, die einen grösseren Energie-
inhalt haben, es sei dann, dass diese Energie eine Ober-
flächenenergie ist, falls die Nachbarkristalle sehr klem
sind, oder eine innere Energie, wenn man sich die Nach-
barkristalle nicht klein, sondern verzerrt, also mechanisch
gespannt denkt.
Eine andere Vorstellung ist die, dass man sich die
Kerne nicht fertig im deformierten Material vorhanden
denkt, sondern annimmt, dass an bestimmten Punkten
die Energieanhäufung so weit gestiegen ist, dass sich
spontan wieder spannungslose Kriställchen bilden können.
Für beide Auffassungen können Argumente beigebracht
werden Wir wollen diese hier übergehen und nur einige
Experimente beschreiben, welche eine Entscheidung zwi-
schen den beiden Auffassungen bringen können.
Die Ueberlegung ist folgende. Wir denken uns em
Metall, das bei einer bestimmten Temperatur von einer
Modifikation a in eine zweite Modifikation ß übergehen
kann. Dieser Uebergang wird dann in einem bestimmten
quot;Yod^nimal deformiert, wie G. Masing annimmt (Naturw. 11,
421 (1923).
Volumen an mehreren Stellen anfangen. Nach Analogie
mit den Eekristallisationserscheinungen können wir diese
Punkte Kerne für die Umwandlung nennen.
Betrachten wir jetzt den Uebergang in die neue Modi-
fikation bei einem Metall, das in der a-Modifikation
deformiert war.
Wenn wir das Metallstück auf eine Temperatur erhitzen,
die nur sehr wenig niedriger ist als die Umwandlung«-
temperatur, so würden sich dabei eine Anzahl Kristalle
n bilden. Diese Zahl n wird von der Deformation ab-
hängen, im allgemeinen mit der Deformation steigen.
Nun erhitzen wir das Metall etwas höher, also sehr
wenig über den Umwandlungspunkt.
Der Effekt der Deformation wird verschieden sein,
je nachdem die erste oder die zweite Auffassung der
Eekristallisationskerne die richtige ist. Sind nämlich die
Kerne nichts anders als Kristallfragmente der a-Modifi-
kation, so kann man sich nicht vorstellen, dass diese
Kristalle auch als Kerne für die ^-Kristalle auftreten
können. Sind aber die Kerne Metallteilchen, die eine so
grosse Energie haben, dass sie spontan in neue span-
nungsfreie Kriställchen übergehen können, so muss man
erwarten, dass von diesen Punkten aus auch ein spontaner
Uebergang in die noch energieärmeren Kristalle der
j8-Modifikation möglich ist; das heisst also, dass in
diesem Falle die Eekristallisationskerne auch als Um-
wandlungskerne auftreten können.
Wenn wir also die Umwandlungsstrukturen betrachten,
so wie sie aus deformiertem und aus nicht deformiertem
Material entstanden sind, so müssen wir erwarten, dass
die Zahl der ^-Kristalle in dem vorher deformierten
Material um die Zahl der Eekristallisationskerne grösser
ist als im nicht deformierten Material.quot;
Deze redeneering werd getoetst aan de overgang van
a- in jS-ijzer (het overgangspunt is 910° C.) door een
plaatje ijzer, dat zich in de a-vorm bevond, te defor-
meeren (walsen) en daarna boven 910° C. te verhitten.
Het bleek, dat dit ijzerplaatje, na overgang in de
modificatie, veel meer j8-kristallen bevatte dan een ander,
op dezelfde temperatuur verwarmd, dat niet in de a-
modificatie gedeformeerd was. Daaruit volgde, dat de
door de deformatie gevormde rekristallisatiekernen ook
kunnen fungeeren als overgangskernen.
In zijn volgend onderzoek i), in samenwerking met
M. G. v. Beuggen, omschreef van Aekel nader de be-
grippen kiem en kern. Hij definieerde als kiem die plaats
in de massa, waar zich spontaan een nieuw kristal kan
vormen, terwijl hij het eerste begin van een dergelijk
kristal een kern noemt. Hoewel hij hier klaarblijkelijk
met dit kristal een rekristallisatie-kristal bedoelt, dus
van dezelfde modificatie als het uitgangsmateriaal, kun-
nen wij, gezien het voorgaande, aan het begrip kern
toevoegen, dat deze, in het geval van een enantiotrope
omzetting, dan het eerste begin is van een kristal van
de andere modificatie. Wanneer zich op een dergelijke
plaats, door temperatuursverhooging, zoo gemakkelijk
door rekristallisatie een kristal van dezelfde stabiele
modificatie kan vormen, behoeft het in het geheel niet
te verwonderen, dat zich op een overeenkomstige plaats
bij een nog grootere temperatuursverhooging, en wel tot
boven het overgangspunt, een kristal van de dan stabiele
vorm kan vormen.
Het behoeft geen betoog, dat, door de conclusie van
van Aekel omtrent het verband tusschen rekristallisatie-
en overgangskernen, de rekristallisatieverschijnselen van
allotrope metalen van groot belang zijn voor hen, die
zich bezighouden met de studie van de enantiotrope
overgang dier metalen. Omgekeerd wekt het geen ver-
bazin^t meerdere onderzoekers door het bestudeeren
van de rekristallisatie gekomen zijn tot theorieën omtrent
het mechanisme van enantiotrope omzettingen. In verband
hiermede noemen wij de publicatie van G. Kurdjumow
en G. Sachs over de omzetting Austeniet in Ferriet,
die van G. Wassermann omtrent de overgang van de
twee kobaltmodificaties en die van W. G. Burgers
over de omzetting van a- in j8-Zirkonium.
Daar zoowel de rekristallisatie als de enantiotrope
overgang bestaan in het opbouwen van het eene kristal-
rooster uit het andere (in het eerste geval vormt zich een
zelfde, in het laatste een ander rooster), kan men zich bij
beide voorstellen, dat er een zeker mechanisme moet
bestaan, volgens hetwelk de atomen zich van het eene
kristalrooster in het andere verplaatsen. Dit proces neemt
een aanvang in de kiemen, waaruit zich vervolgens de
kernen vormen. Voor ons is het nu van belang na te gaan,
hoe men zich op het oogenblik de vorming van kiemen
door deformeeren van een metaal voorstelt.
Zooals wij reeds op blz. 89 mededeelden, kwamen
van Arkel en Koets door hun onderzoek tot de con-
clusie, dat kiemen plaatsen in het kristalrooster met een
groote energie-inhoud zijn, waar zich, door verwarming
op een bepaalde temperatuur, spontaan nieuwe kristallen
kunnen vormen. Het ontstaan van deze plaatsen met
groote energie door de deformatie van het metaal, de
zgn. ,,Kaltverformungquot;, kan men zich als volgt voor-
stellen (voor een uitvoerig overzicht over de ,,Ka]t-
verformungquot;, verwijzen wij naar een artikel van H.
Eeischatjer en F. Sauerwald 4):
Door trek- of schuif krachten uit te oefenen op een
metaal, dat zich in de vorm van een plaatje of een draad
bevindt, zal dit eerst een elastische en bij toeneming van
1) Z. Phvsik. 64, 325 (1930).
O MetaUwirtschaft 11, 61 (1932).
O Physica 1, 561 (1934).
Ó MetaUwirtschaft 11, 579, 591 (1932).
-ocr page 107-de kracht, een blijvende vervorming ondergaan. Tijdens
dit laatste proces treden glijdingen van kristalvlakken
langs elkaar op, welke evenwel door in het kristal voor-
komende discontinuïteiten, de z.g. „Lockerstellenquot; van
SmekalI), plotseling geremd worden. Daardoor treden in
het kristalrooster op die plaatsen roostervervormingen op,
welke men zich kan voorstellen als een verandering van
de slingertoestand van de atomen. In een uitvoerig onder-
zoek omtrent de deformatie van Aluminium-éénkristallen
komt Burgers tot de conclusie, dat men zich zulk
een vervorming van het rooster als een ,,Gitterkrümmung''
moet voorstellen. Door het opvoeren van de temperatuur
en dus van de warmtebeweging der atomen in het ge-
kromde gedeelte, zullen deze op een bepaald oogenblik
overspringen in het stabiele rooster en zoo een kern
vormen, welke evenwel niet dezelfde oriëntatie heeft als
het niet gedeformeerde rooster. Het is duidelijk, dat
volgens de definitie van van Arkel (zie blz. 89) een
dergelijke „Gitterkrümmungquot; als kiem optreedt, terwijl
het zich op die plaats vormende stabiele rooster de kern
is Het zal nu van de grootte van de „spanningquot; in een
dergelijke kiem afhangen, of deze bij een bepaalde tem-
peratuursverhooging in een kern kan overgaan.
Zooals van Liempt =») dit in zijn rekristallisatietheorie
uitdrukt: „Das erste Stadium der Eekristallisation be-
steht also in der Bildung von undeformierten Kristall-
kernen an den meist deformierten Stellen, das heisst
auf allen Stellen, welche einen derartigen Deformations-
grad haben, dass die Zeit für gegenseitigen Platzwechsel
kleiner ist als die Erhitzungszeitquot;. Indien de deformatie
gering was, is het mogelijk, dat bij temperatuursver-
hooging de atomen van het dan weinig vervormde rooster-
quot;^TzTphysik. 36, 288 (1925).
2)nbsp;Z. Physik. 67, 605 (1931).
Z. Physik. 81, 43 (1933).
3)nbsp;Z. anorg. allgem. Chem. 195, 366 (IJöl).
-ocr page 108-gedeelte op hun oude plaats terugkeeren. Bij deze zgn.
„Kristallerholungquot; heeft dus geen kernvorming plaats.
Wat betreft de deformatie van polykristallijn materiaal,
komt Burgers i) tot de volgende conclusie:
,,Dass alle Kristallite im feinkörnigen Ausgangsma-
terial bei der Deformation im grossen und ganzen gleich
stark ,,beansprucht'' worden und bei der Eekristallisation
also alle zur Keimbildung ungefähr gleich geeignet sind.''
Deze conclusie, getrokken uit een onderzoek van ge-
deformeerde polykristallijne Aluminium-plaatjes, geldt
ongetwijfeld ook voor mechanisch bewerkt tin. Uit zijn
metingen kon namelijk van Aekel vaststellen, dat
men de rekristallisatie van tin en aluminium met het-
zelfde rekristallisatie-schema kan beschrijven, alleen met
dit verschil, dat de ,,Bearbeitungsrekristallisationquot; van
sterk gedeformeerd tin reeds bij kamertemperatuur kan
plaats vinden, terwijl dit bij aluminium eerst bij veel
hoogere temperatuur het geval is.
Tenslotte willen wij nagaan, of het mogelijk is, dat
zich bij de overgang van grauw tin ^ ^ wit tin, kiemen
kunnen vormen.
Vooreerst de overgang grauw tin-gt;- wit tin. Op blz.
90 hebben wij enkele publicaties genoemd, welke het
mechanisme van de omzetting van Austeniet in Ferriet,
van a-Co in ß-Co en van a-Zr in ß-Zv behandelden.
Dit mechanisme blijkt te bestaan in ingewikkelde glij-
dingen en draaiingen van kristalvlakken. Neemt men
aan, dat de overgang grauw tin -gt;- wit tin eveneens
volgeus een dergelijk glijdingssysteem verloopt, dan zullen
deze glijdingen, evenals die, veroorzaakt door deformatie,
tengevolge van de aanwezige ,,Lockerstellenquot; in de
kristallen kiemen doen ontstaan. Er heeft dus tijdens de
overgang grauw tin -y wit tin vorming plaats van
kiemen, welke bij een volgende overgang in de grauwe
modificatie als zoodanig dienst kunnen doen en dan in
grauwe overgangskernen kunnen overgaan.
Evenzoo worden er ook kiemen gevormd bij de omzet-
ting wit tin -grauw tin. De proef leert, dat deze
overgang met een dergelijke volume-vermeerdering ge-
paard gaat, dat het materiaal uiteengerukt wordt. Er
treedt dus blijkbaar een sterk deformeerende kracht op,
welke op bepaalde plaatsen in het materiaal spanningen
veroorzaakt. Dit beteekent dan het vormen van kiemen,
welke bij de volgende overgang naar wit tin als over-
gangskernen kunnen optreden.
Wij komen dus tot de onderstelling, dat zich bij de
omzetting grauw tin —^ wit tin kiemen vormen, welke
bij de volgende omzetting in overgangskernen van de
stabiele modificatie kunnen overgaan.
Past men bovenstaande beschouwingen toe op het door
ons onderzochte tin, dan ontstaat het volgende beeld:
Door het bewerken met een vijl van het meergenoemde
blok Banka-tin, treden ter plaatse verschuivingen of
glijdingen in het materiaal op, welke zoodanig zijn, dat
aldus gedeformeerde tindeeltjes (ongeveer ter grootte van
3 a 4 mm) van het blok loslaten.
Deze bezitten door bovengenoemde bewerking een aan-
tal plaatsen met grootere spanning en dus grootere energie
dan het overige tin, welke dus als kiemen voor de overgang
van wit tin-grauw tin kunnen fungeeren.
Brengt men nu dit tinvijlsel op —50° C., dan bezitten
die kiemen meer energie t.o.v. de dan stabiele modificatie
{grauw tin) dan het overige tin. Een aantal kiemen zullen
een zoodanige energie bezitten, dat zich daar spontaan het
stabiele rooster, dus dat van grauw tin, zal vormen. De al-
dus gevormde grauwe kernen zullen het overige nog witte
tin eveneens in grauw doen overgaan (infectiewerking).
Daar de omzetting in grauw tin eveneens een deformatie
van het materiaal beteekent (zie boven), ontstaan weder-
om spanningen in de deeltjes, welke als kiemen optreden
bij de volgende overgang in wit tin.
Deze had bij onze proeven op één der drie volgende
manieren plaats:
a. het grauwe tin werd alleen bij 25.6° C. omgezet. Deze
omzetting was nimmer volledig;
h. het grauwe tin werd grootendeels bij 25.6° 0. omgezet.
Daarna verwarmde men het ongeveer 10 minuten op
50° C. De omzetting in wit tin was volledig;
c. het grauwe tin werd geheel bij 45° C. omgezet in
wit tin.
Een aantal van de in het grauwe tin gevormde kiemen
gaan bij het verwarmen van de stof op 25.6° C. (of hooger)
in witte kernen over, van waaruit zich verder de overgang
van het overige grauwe tin in de witte modificatie vol-
trekt. Tijdens deze omzetting vormen zich weer kiemen,
welke dienst kunnen doen bij de volgende overgang naar
grauw tin. Na deze volgde weer omzetting in de witte
modificatie, welke volgens één der sub a, amp; of c genoemde
methoden plaats had; daarna weer overgang in de grauwe
modificatie, etc.
Daar de deeltjes bij elke omzetting in de grauwe vorm
kleiner woorden, neemt hun aantal toe en daarmee ook
het aantal kiemen en dus ook de omzettingssnelheid.
De omzettingssnelheid stijgt, naarmate het aantal om-
zettingen toeneemt.
Nu leert echter de proef (zie blz. 81), dat de omzettings-
snelheid na een zeker aantal omzettingen een maximum
bereikt.
De verklaring hiervan is te zoeken in het feit, dat de
temperatuur, op welke het tin verwarmd werd aleer men
de overgang wit tin -y grauw tin uitvoerde, die door
de meting van de omzettingssnelheid (grauw tin-y wit
-ocr page 111-tin) bij 25.6° C. werd gevolgd, een sterke invloed op die
gemeten omzettingssnelheid oefende.
De overgang naar grauw tin geschiedde steeds bij
—50° C., een zoo lage temperatuur, dat wij mogen aan-
nemen, dat de gevormde kiemen niet door ,,Kristall-
erholungquot; of rekristallisatie zullen verdwijnen.
Geheel anders was het echter gesteld, toen wij de
omzetting van grauw tin in wit tin, bij zooveel hoo-
gere temperatuur (25.6°, 45° of 50° C.), deden plaats-
vinden.
Tijdens de overgang naar wit tin vormen zich, zooals
reeds gezegd, kiemen. Evenwel zullen, indien de deeltjes
zeer klein worden en het aantal kiemen per deeltje zeer
gering is, de kiemen door ,,Erholungquot; verdwijnen. Im-
mers, men kan aannemen, dat met het kleiner worden
der deeltjes de bij het omzetten optredende vervormings-
energie ook kleiner wordt en daarmee dus ook de energie
van de kiemen. Na een geringe deformatie zullen de
atomen eerder op hun plaats terugspringen dan na een
sterkere. De omzetting in grauw tin zal dan langzamer
verloopen, daar er een aantal witte tindeeltjes zonder
kiemen zijn. Deze deeltjes moeten dus van buiten, door
infectie, worden omgezet in grauw tin en niet meer van
binnen uit door eigen kernen. Deze deeltjes brokkelen af
en zullen geen kiemen meer bezitten.
Dit beteekent, dat de volgende overgang naar wit tin
van die deeltjes, vergeleken met de voorgaande, ook
langzamer zal verloopen.
Naarmate nu het aantal deeltjes met een dergelijke
,,kritischequot; grootte toeneemt, zal de omzettingssnelheid
van de massa er meer door beïnvloed worden. Er treedt
een maximum van de omzettingssnelheid op, als de twee
elkaar tegenwerkende factoren, namelijk het toenemen
van he^, aantal kiemen door het herhaaldelijk omzetten
en het ,fnemen van het aantal kiemen, indien de deeltjes
klein worden, tengevolge van de temperatuursinvloed,
even groot zijn.
Na een aantal omzettingen — het proces verloopt
natuurlijk zeer geleidelijk — ziet men dan ook de omzet-
tingssnelheid (gemeten bij 25.6° C.) sterk afnemen.
Die temperatuursinvloed schijnt zich bij 25.6° C. nog
niet zoo sterk te doen gelden, wel echter is dit het geval
bij 45° en 50° C. Een korte verwarming van het tin (10
minuten) op 50° C. is voldoende om de volgende over-
gangen naar grauw tin en die naar wit tin veel langzamer
te doen verloopen. Deze invloed van de temperatuur op
de omzettingssnelheid wordt dan ook steeds aanzienlijker,
naarmate het tin een grooter aantal malen omgezet en
dus fijner verdeeld is.
Ook het feit, dat het maximum van de omzettings-
snelheid na een zoo verschillend aantal omzettingen, in
afhankelijkheid van de thermische behandeling van het
tinpreparaat tijdens de omzettingen, kan optreden, wordt
nu verklaarbaar.
Zooals wij op blz. 82 hebben uiteengezet, trad in het
geval, dat het grauwe tin iedere keer voor 100 % in de
witte vorm bij 45° C. overging, het maximum reeds bij
de 10e omzetting op. Door het volledig omzetten van
het tin doen alle deeltjes hieraan mede, zoodat een fijne
verdeeling van de stof spoedig wordt bereikt. Bovendien
geschiedt de omzetting in wit tin bij 45° O., een tempe-
ratuur, waarbij de kleine deeltjes gemakkelijk hun kiemen
door ,,Kristallerholungquot; kunnen verliezen.
Beide factoren, het spoedig fijn worden van de deeltjes
en de invloed van de temperatuur van omzetting in wit
tin (45° C.) op de kiemvorming, zullen veroorzaken, dat
het maximum van de omzettingssnelheid reeds na een
gering aantal omzettingen bereikt wordt.
Daarentegen treedt het maximum eerst na een veel
grooter aantal omzettingen op, indien de omzetting in
wit tin eenige keeren onvolledig en bij een lagere tempe-
ratuur dan 45° C. geschiedt.
Dit was b.v. het geval met het tin in de dilatometers
van la tot en met 6a en 2b tot en met 6amp; (blz. 82). De
overgang naar de witte modificatie geschiedde toen eenige
malen alleen bij 25.6° C., terwijl het grauwe tin zich
onvolledig in wit omzette. Daardoor werd een fijne ver-
deeling van het tin niet spoedig bereikt; bovendien wor-
den bij 25.6° C. veel minder kiemen vernietigd dan bij
45° C. Het maximum treedt na een veel grooter aantal
omzettingen op, namelijk na 28 omzettingen, zooals dit
bij de dilatometers la tot en met 6a het geval was.
Dat het aantal rekristallisatie-kiemen (en dus ook
overgangs-kiemen) door verhooging van de temperatuur
moet afnemen, is reeds aangetoond door Althertum O
en door van Liempt
De laatste zegt hieromtrent het volgende:
,,Die Erniedrigung der Keimzahl bei höherer Tempe-
ratur hängt, abgesehen von der Möglichkeit einer Ober-
flächenkristallisation, vermutlich auch zusammen mit
der Tatsache, dass der Unterschied in der Platzwechsel-
geschwindigkeit bei höherer Temperatur zwischen zwei
Plätzen mit bestimmtem Deformationsunterschied pro-
zentual kleiner wird, dass also sich bei niedriger Tem-
peratur individuell ausbildende Keime zu einem Keim
werden.quot;
Een ander, door ons gevonden, belangrijk feit is, dat
een herhaaldelijk aan de lucht omgezet grauw tinpreparaat
bij 25.6° C. een zeer geringe omzettingssnelheid vertoont
of dat deze zelfs niet optreedt.
Een nadere beschouwing van de voorbehandeling van
een dergelijk tinpreparaat geeft ons een waarschijnlijke
1)nbsp;Z. Metallk. 14, 417 (1922).
2)nbsp;Z. anorg. allgem. Chem. 195, 366 (1931).
-ocr page 114-verklaring van dit gedrag. Het werd verkregen door tin-
vijlsel herhaaldelijk om te zetten van de eene in de andere
modificatie. Dit had bij zoodanige temperaturen plaats,
dat vertraging een rol niet kon spelen; de omzetting in
grauw tin had namelijk bij —50° C., die in wit bij 50° C.
plaats. Deze bewerking geschiedde aan de lucht, welke
zich met het tin in een dichtgesmolten glazen cylinder
bevond. Bovendien kwam het fijne tin nog eenige tijd
met de buitenlucht in aanraking tijdens het overbrengen
en afwegen in de dilatometers.
Zooals CoHEN en Beedée^) met een gasdifferentiaal-
manometer op fraaie wijze konden aantoonen, wordt een
dergelijk fijn verdeeld tin aan de lucht bij kamertempe-
ratuur spoedig met een oxydehuidje bedekt. Dit is onge-
twijfeld ook het geval geweest met ons tinpreparaat.
Men moet zich dus de tindeeltjes met een oxydehuidje
bedekt voorstellen.
Door het telkens doen overgaan van het grauwe tin
in wit bij 50° C., zullen, bij voldoend fijne verdeeling,
de deeltjes weinig of geen kiemen bezitten; bovendien
kunnen diè deeltjes, welke wel spontaan in de andere
modificatie kunnen overgaan, de hen omgevende deeltjes
niet infecteeren, daar het oxydehuidje zulks belet.
De omzettingssnelheid van een dergelijk grauw tinpre-
paraat in wit tin, bij b.v. 20° 0., zal dus zeer gering zijn.
Wat gebeurt er nu door het activeeren van een dergelijk
inactief tinpreparaat!
Wij nemen aan, dat het inactieve fijn verdeelde tin
zich in de witte modificatie bevindt.
Men brengt dit preparaat onder xylol, teneinde verdere
oxydatie door de lucht uit te sluiten en houdt het tin
gedurende 24 uur op —50° C. Dan zetten zich de deeltjes,
omgeven met een oxydehuidje, om in de grauwe modifi-
catie, hetgeen met volumevermeerdering gepaard gaat.
Door deze bewerking vallen de deeltjes uiteen en het
oxydehuidje wordt verbroken.
Doet men het tin daarna weer in de witte vorm overgaan
(bij 50° C.), dan rollen de deeltjes door de intredende
volumevermindering door elkaar, zoodat bij de volgende
overgang naar grauw tin de nu wederom verbroken
oxydehuidjes de deeltjes niet meer van elkaar scheiden
en een onderlinge infectiewerking nu mogelijk wordt.
Vervolgens doet men het grauwe tin in wit overgaan
bij 25.6° C., teneinde het aantal kiemen te vergrooten,
dat door de voorgaande omzetting in wit tin bij 50° C.
verminderd was. Daarna zet men het tin weer om in de
grauwe vorm en doet het vervolgens voor 30 %, bij 25.6° C.
in de witte modificatie overgaan. Het aldus verkregen
preparaat van grauw en wit tin vertoont, ook in de
nabijheid van het overgangspunt, een behoorlijke omzet-
tingssnelheid.
Dat er inderdaad een isoleerend huidje aanwezig moet
zijn bij tindeeltjes, welke herhaaldelijk aan de lucht zijn
omgezet, blijkt ook uit de schudproeven, welke met een
dergelijk tinpreparaat uitgevoerd werden (blz. 59). Daar-
toe gebruikten wij grauw tin, dat 8 keer aan de lucht
was omgezet. Dit tin deden wij, schuddend bij 25.6° C.,
in de witte modificatie overgaan.
Gedurende de eerste 40 minuten had de omzettingsnel-
heid een zeer kleine waarde, hetgeen te verklaren is door
het feit, dat de oxydehuidjes een snelle omzetting ver-
hinderden. Tijdens het schudden schuren de deeltjes
voortdurend langs elkaar, zoodat het oxydehuidje weg-
gewreven wordt. Na ongeveer 40 minuten begon inderdaad
de omzettingssnelheid snel op te loopen en nam met
honderden procenten toe!
Dezelfde proef voerden wij ook met een herhaaldelijk
aan de lucht omgezet tinpreparaat uit, dat tevoren ge-
activeerd was. De oxydehuid van deze deeltjes was dus
reeds verbroken vóór de aanvang van de scbudproeven.
De omzettingssnelheid nam direct, met het begin van
het schudden, toe en niet, zooals in het vorige geval,
tientallen minuten nadat het schudden een aanvang
had genomen.
De invloed van het schudden op de omzettingssnelheid
is waarschijnlijk te verklaren door het feit, dat een kern,
per tijdseenheid, veel meer andere nog niet omgezette
deeltjes raakt en doet omzetten, dan in het geval, dat
die kern in een in rust zijnde massa alleen de omgevende
deeltjes kan infecteeren.
Tenslotte moge hier een mogelijke verklaring volgen
van het optreden van de scherpe scheiding tusschen grauw
en wit tin, opgemerkt tijdens de omzetting van de grauwe
in de witte modificatie bij 25.6° C. (blz. 84).
Het dilatometerbolletje werd gevuld met tinvijlsel, dat
uit grootere en kleinere deeltjes bestond. Die fijne stukjes
vallen door de grovere heen en komen terecht op de
bodem van het bolletje.
Dit fijnere tin zet zich, daar het meer gedeformeerd
is dan het grovere, sneller om en de omzetting in grauw
tin zal van onder uit beginnen. De omstandigheid, dat
zich op de bodem van het bolletje eerder kernen vormen
dan in het overige gedeelte van de tinmassa, doet zich
ook weer bij de volgende omzetting in wit tin voor.
Tientallen keeren konden wij vaststellen, dat zich de
omzetting van grauw in wit tin van onder uit naar boven
volgens een scherpe scheiding verplaatste. Die scheiding
trad evenwel niet op, indien na de eerste omzettingen
het tin telkens goed door elkaar werd geschud, waardoor
de grootere en kleinere deeltjes en dus ook het aantal
kiemen gelijkmatig verdeeld werden (zie blz. 44).
Geheel in overeenstemming met onze verklaring van de
verschijnselen, welke zich bij de omzetting grauw tin
wit tin voordoen, zijn enkele feiten, door Tammann en
K. L. Dreyer 1) in een onderzoek over de lineaire om-
zettingssnelheid van wit tin -gt; grauw tin gevonden.
Hun metingen zijn daarom voor ons van belang, omdat
zij ten eerste de overgang wit tin -gt; grauw tin be-
treffen, welke wij niet uitvoerig bestudeerd hebben en
ten tweede, omdat zij met gewalste tinplaatjes uitgevoerd
werden. Deze laatste omstandigheid stelt ons in staat het
verband te leeren kennen, dat tusschen de enantiotrope
omzetting en de deformatie van het metaal moet bestaan,
zooals dit door van Arkel en Koets verondersteld wordt.
Aleer wij hunne methode van werken beschrijven, worde
opgemerkt, dat de auteurs zich op het standpunt stellen,
dat de overgangstemperatuur grauw tin ^ Zt wit tin bij
18° C. ligt, terwijl er reeds in 1927 door Ernst Cohen
en Douwes Dekker op werd gewezen, dat die temperatuur
tusschen 12 en 14.3° C. ligt.
Tasdiann en K. L. Dreyer gingen op de volgende
wijze te werk:
Tin van Kahlbaujvi (ook wel Banka-tin) werd tot plaat-
jes van bepaalde dikte (ongeveer 1 mm) gewalst en daarna
gedurende een bepaalde tijd op een zoodanige temperatuur
verhit, dat door rekristallisatie een zeker aantal kristal-
lieten ontstonden, welke men door etsen met sterk zout-
zuur zichtbaar maakte. Het aantal kristallieten per mm^
was des te geringer, naarmate de temperatuur, waarop
men het plaatje tevoren had gehouden, hooger was.
Daarna wreef men het plaatje in met grauw tinpoeder en
bedekte het met een alcoholische pinkzoutoplossing. Dit
laatste moest onmiddellijk na het inwrijven met grauw
tin gebeuren, daar anders de omzetting wit tin-grauw
tin veel langzamer plaats vond. Tammann vermoedde,
dat in het laatste geval door oxydehuidjes het contact
tusschen de twee modificaties wordt belemmerd, een
onderstelling, welke door onze metingen bevestigd wordt.
De aldus geprepareerde tinplaatjes hield men vervol-
gens eenige dagen op een temperatuur van —20 tot 0° C.,
waarna zich grauwe plekjes op het plaatje vormden, ter
grootte van 0.5 tot 1 mm. Daarna bepaalde men bij
verschillende temperaturen (beneden het overgangspunt)
de groei van die plekjes, dus hun lineaire omzettings-
snelheid.
Volgens deze methode bestudeerde Tammann onder meer
de volgende twee factoren: ten eerste de invloed van de
korrelgrootte en van de , ,Kaltbearbeitungquot; van het
metaal en ten tweede die van een voorafgaande verwar-
ming van het tinplaatje op 100° C. op de lineaire omzet-
tingssnelheid van wit in grauw tin.
De invloed van de eerste factor stelde hij op de volgende
manier vast:
Een aantal tinplaatjes werden op een dikte van 1.2 mm
gewalst en elk op een verschillende temperatuur ver-
warmd, zoodat elk plaatje door rekristallisatie een ver-
schillend aantal kristallieten per mm^ verkreeg. Dit
aantal bedroeg voor het op de laagste temperatuur (10° C.)
verwarmde plaatje 50 en voor het op de hoogste tempe-
ratuur verhitte (200° C.) 3 kristallieten per mm^. Na deze
bewerking werden de plaatjes aan de eene zijde gepolijst,
dus ,,kalt bearbeitetquot; en aan de andere kant met sterk
zoutzuur geëtst.
Daarna entte men beide zijden met grauw tin, behan-
delde ze met een alcoholische pinkzoutoplossing en hield
ze gedurende vijf dagen op O tot —20° C., zoodat zich
plekjes grauw tin konden vormen. Vervolgens bepaalde
men de lineaire omzettingssnelheid van wit tin-grauw
tin bij —12° C. van een aantal ,,tinwrattenquot;.
Het bleek, dat de groei van het grauwe tin op de ge-
polijste kant van alle plaatjes ongeveer een zelfde waarde
had (uiterste waarden: 0,025 en 0,020 mm in 10 uur),
terwijl de groei van het grauwe tin op de niet bewerkte
zijde sterk afneemt, naarmate de korrels grooter worden
(uiterste waarden: 0,0225 tot 0,011 mm in 10 uur). Dus,
hoe kleiner de korrel, des te sneller de groei. Het eerste
feit laat zich gemakkelijk met de veronderstelling van
van Arkel en Koets (zie blz. 89) verklaren: door de
„Kaltbearbeitungquot; (het polijsten), welke van alle plaat-
jes dezelfde was, ontstaan ook op alle een zelfde aantal
rekristallisatiekiemen, welke in dit geval als kiemen voor
de omzetting wit tin -^ grauw tin fungeeren en in
grauwe kernen overgaan. Om dezelfde reden heeft de
groei van de „tinwrattenquot;, op de gepolijste kant voor
alle plaatjes dezelfde waarde.
Het tweede feit (de invloed van de korrelgrootte op
de groei van de grauwe plekjes) kan men verklaren door
de veronderstelling, dat de plaatjes, welke op een hoogere
temperatuur verhit waren, meer kiemen door rekristalli-
satie of „Kristallerholungquot; verloren hebben, dan die
plaatjes, welke men op een lagere temperatuur had ge-
houden.nbsp;^ -
De ,tinwrattenquot; op deze laatste vertoonen dan ook een
sterkere groei dan die op de eerstgenoemde plaatjes.
De tweede factor, welke Tammann en K. L. Deeyeb
bestudeerden, was de invloed van een voorafgaande ver-
warming van het tinplaatje (op 100° C.) op de lineaire
omzettingssnelheid wit tin —gt; grauw tin, gemeten bij
_^^qo ^
Daartoe werden tinplaatjes, welke met grauwe plekjes
bezet waren, korter of langer tijd kokend water
gehouden, zoodat het grauwe tin in de witte modificatie
overging.nbsp;ia° r pti be-
Vervolgens hield men de plaatjes op —10 C. en oe
paalde het oogenblik, waarop zich het eerste grauwe tm
vLtoonde en tevens dat, waarop de „tinwrat' de vroegere
afmetingen wederom verkregen had. Het bleek, dat naar-
-ocr page 120-mate het plaatje gedurende langer tijd op 18° C. was
gehouden, het ook langer duurde, alvorens weer grauw
tin ontstond; ook de groei van dit grauwe tin was in
evenredigheid trager. Zoo duurde het b.v., indien men
het plaatje 9 uur op 100° C. had gehouden, niet minder
dan 40 uur, voordat het eerste grauwe tin zichtbaar werd;
de groei tot de oorspronkelijke grootte duurde 80 uur!
Deze tijden zullen ongetwijfeld nog veel grooter worden,
indien men in plaats van de katalytisch versnellende
alcoholische pinkzoutoplossing een indifferente vloeistof
als dekmiddel van het plaatje gebruikt.
Het verschijnsel is eenvoudig te verklaren door aan
te nemen, dat, naarmate men het tin langer verhit, meer
kiemen verdwijnen door rekristallisatie of door ,,Kristall-
erholungquot;. Tengevolge daarvan treedt ook een geringere
omzettingssnelheid van wit in grauw tin op.
Ook uit de metingen van Tammann en K. L. Dreyer
blijkt weer de groote invloed van de voorgeschiedenis
van een enantiotrope stof op de snelheid, waarmee zich
de eene modificatie in de andere (bij bepaalde tempe-
ratuur) omzet. Vooral de thermische en de mechanische
behandeling van het materiaal blijken hierbij een zeer
groote rol te spelen.
HOOFDSTUK V.
Experqienteele toetsing van de juistheid der
beschouwingen in hoofdstuk IV.
Zooals wij in Hoofdstuk IV (blz. 91) hebben uiteen-
gezet, moet men zich een kiem in een enantiotroop metaal
voorstellen als een plaatselijke „spanningquot; in het kristal-
rooster, teweeggebracht door mechanische deformatie of
door omzetting van de eene in de andere modificatie van
die stof. Nemen wij aan, dat b.v. een draad (wit) tm
door deformatie (de draad zij getrokken) een aantal
kiemen bevat, dan kunnen deze kiemen óf rekristalli-
satiekernen óf overgangskernen vormen, afhankelijk van
de temperatuur (boven of beneden het overgangspunt),
waarop men de draad na het trekken houdt. Verhit men
het tin, dan treedt rekristallisatie (en „Kristallerholungquot;)
op • d. w. z., dat de kiemen in rekristallisatie-kernen
overgaan, welke ten koste van hun omgeving groeien.
Dit groeiproces zal des te sneller verloopen, naarmate
men het tin op hooger temperatuur verwarmt. Brengt
men daarna een op dergelijke wijze verhitte tmdraad,
waaruit dus de vroeger aanwezige kiemen verdwenen
2ijn op —50° C., dan mag worden verwacht, dat het
tin 'zich uiterst langzaam in de grauwe modificatie zal
omzetten.
Geheel andere verschijnselen zouden moeten optreden,
indien men de tindraad, na het trekken, onmiddellijk op
—50° C brengt, de temperatuur, bij welke de overgang
^it tin-gt; grauw tin met maximale snelheid verloopt
In dit geval zijn de kiemen, ontstaan door de mechanische
deformatie (het trekken van de draad) nog aanwezig.
Zij kunnen bij deze temperatuur, welke ver beneden het
overgangspunt ligt, overgaan in grauwe kernen, van
waaruit de omzetting van het overige witte tin in het
grauwe zich dan voortplant.
Wij komen dus tot de onderstelling, dat een vooraf
„getemperdequot; tindraad, op —50° C. gehouden, lang-
zamer dan een niet-getemperde in grauw tin zal over-
gaan.
Bewijsmateriaal voor de juistheid dezer beschouwing
leveren proeven met tindraden, van welke Ernst Cohen
en W. A. T. Cohen—de Meester mij de resultaten
ter beschikking hebben gesteld.
Zij hadden twee draden van het reeds vaak genoemde
Banka-tin afkomstig, van bepaalde dikte (1 mm en
1/2 mm), welke niet getemperd waren, gedurende 22 uur
op _50° C. gehouden, terwijl zij de andere helften van
die draden eerst gedurende 46V2 uur op 140° C. en daarna
gedurende 221/2 uur op —50° C. hadden gehouden. In-
derdaad had zich in het eerste geval grauw tin gevormd ;
in het tweede kon ,,tinpestquot; niet geconstateerd worden.
Wij hebben deze proeven herhaald en uitgebreid.
Daartoe smolten wij in elk van 3 glazen buizen (25 cm
lang) een tindraad in (resp. 4, 2 en 1 mm dik), terwijl
wij een vierde glazen buis met tinvijlsel vulden. Ook
thans gebruikten wij het bovengenoemde Banka-tin.
Daarna hielden wij deze glazen buizen gedurende ge-
ruime tijd in een Dewar-vat, gevuld met vloeibare am-
moniak (—50° C.).
Na één dag was het tinvijlsel reeds grootendeels grauw,
terwijl de draden uiterlijk onveranderd waren gebleven.
Evenwel bleek na twee dagen de dikste draad (a) (4 mm)
middendoor gebroken; deze was op één pnnt sterk door
tinpest aangetast. Ook de andere draden vertoonden
onder de loupe, „tinwrattenquot;. De omzetting ^^^ ^r^
a verliep met een dergelijke snelheid, dat m 24 uur de
draad bijna geheel in grauw tin uiteen was gevallen!
De twee andere draden zetten zich minder snel om
dan draad a : eerst na 8 dagen waren ze m stukken
uiteengevallen. Evenwel trad ook in deze gevallen de
^'^rlze resultaten hebben wij de proeven met tindraden
op grooter schaal uitgevoerd.
Tabel 31.
Omzetting van tindraden van wit in grauw tin bij —50° C.
Mechanische
behandeling
vóór de
thermische
O
3
O
3
0
3
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
O
4
4
2
2
1
1
4
4
2
2
1
1
2
2
1
1
2
2
ï
1
3
4
2
5
1
6
7
10
8
11
9
12
13
15
14
16
17
19
18
20
gewalst en
daarna
getrokken
gewalst,
getrokken
, en
getordeerd
I gehamerd
gt; en daarna
\ getrokken
Dikte
van de
draad
in mm.
Nummer
van de
draad
Aantal
etmalen
op
150° C.
gehouden
Aantal -50° C. gehouden |
Resultaat |
9 |
omzetting |
14 |
omzetting |
7 |
omzetting |
26 |
geen omzetting |
15 |
omzetting |
26 |
geen omzetting |
16 |
omzetting |
2 |
omzetting |
4 |
omzetting |
2 |
omzetting |
24 |
geen omzetting |
1 |
omzetting |
1 |
omzetting |
1 |
omzetting |
24 |
geen omzetting |
5 |
omzetting |
24 |
geen omzetting |
25 |
geen omzetting |
24 |
geen omzetting |
12 |
omzetting |
Daartoe trokken wij een aantal draden van verschillende
dikte, knipten deze telkens in twee stukken en smolten
daarna elke aldus verkregen draad in een geëvacueerde
glazen buis in. De eene helft van elke draad temperden
wij gedurende zekeren tijd bij 150° C. en hielden die
daarna op —50° C. ; de andere helft brachten wij zonder
voorafgaande verwarming op —50° C. De resultaten van
deze proeven hebben wij vereenigd in Tabel 31.
TJit deze Tabel blijkt, dat van de 10 niet-getemperde
draden er 9 na kortere of langere tijd in de grauwe modi-
ficatie zijn overgegaan. Van de 10 getemperde draden
hadden zich bij het afbreken van de proeven 6 nog niet
omgezet, terwijl de andere bij de correspondeerende niet-
getemperde achtergebleven waren.
Van de 10 getemperde draden viel er één uit, n.l.
No. 13. Deze sterk gewrongen draad zette zich na een
zelfde tijd om als draad 15.
Eesumeerend kan men zeggen, dat de meeste niet-
getemperde draden zich na eenige tijd omzetten, terwijl
de getemperde na een zelfde tijd (behoudens draad 13)
nog geen overgang in de grauwe vorm vertoonen.
Dergelijke proeven worden thans aan een uitgebreid
materiaal herhaald.
Tenslotte hebben wij nog soortgelijke proeven uitge-
voerd met tinvijlsel, teneinde vast te stellen of door
temperen daarvan de omzettingssnelheid in grauw tin
zou verminderen.
Daartoe vijlden wij van het blok Banka-tin met een
zgn. frais-vijl krullen tin af (3 a 4 mm) en met een zgn.
zoet-vijl veel fijnere stukjes.
Van elke soort smolten wij een hoeveelheid in twee
geëvacueerde glazen buizen in, zoodat wij in totaal 4
buizen met tinvijlsel hadden.
Twee buizen, één gevuld met grof en één met fijn
tinvijlsel, hielden wij gedurende 5 dagen op 150° C.,
terwijl de twee andere gedurende die tijd op kamertem-
peratuur bleven.
Daarna brachten wij alle 4 buizen op —50° C. Het
bleek, dat na 3 uur het niet-verhitte tin zich reeds in
grauw omzette ; het grove vijlsel was egaal grauw, terwijl
het fijne grauwe plekken vertoonde. De volgende morgen
was het niet-getemperde tinvijlsel op het oog volkomen
grauw, terwijl het getemperde nog geheel in de witte
modificatie verkeerde.
Hieruit blijkt, dat ook hier tempering de kiemen doet
verdwijnen.
HOOFDSTUK VI.
De Snelheid van de enantiotrope omzetting van
andere stoffen (S, HgJa en TIJ).
Slaat men de literatuur over de snelheid, waarmede
enantiotrope omzettingen plaatsvinden, op, dan blijkt,
dat tot dusverre slechts in twee gevallen nauwkeurige en
meer uitvoerige metingen daaromtrent zijn uitgevoerd.
Terwijl W. Fraenkel en W. Goez i) de rhombische en
monokliene zwavel in deze richting hebben bestudeerd,
publiceerden A. T. Benton en E. D. Cool 2) een studie
over HgJa en TIJ op dit gebied.
Wij zullen thans in het kort datgene van hun metingen
weergeven en bespreken, dat verband houdt met ons
boven beschreven onderzoek omtrent de omzetting grauw
tin —^ wit tin.
W. Fraenkel en W. Goez stelden als eisch bij het
bestudeeren van de snelheid, waarmee een modificatie
van een enantiotrope stof in een andere overgaat, dat
deze omzetting inderdaad in de vaste phase verloopt en
niet door bemiddeling van de vloeistof, waarin de zich
omzettende stof zich bevindt, zooals dit bij vroegere
dilatometrische bepalingen het geval kon zijn (zie blz. 14).
Daarom kozen zij als meetinstrument een gasdilatometer,
bestaande uit een glazen vat (meestal een bol), waaraan
een glazen buis gesmolten was, die men met een gummi-
kurk kon afsluiten. Door deze gummikurk was een recht-
hoekig gebogen glascapillair gestoken, welke men hori-
zontaal plaatste. In die capillair bracht men, nadat de
bol met zwavel gevuld was en het temperatuurevenwicht
was bereikt, een druppel toluol.
De omzettingssnelheid van rhombische S -gt;- mono-
kliene S bij een bepaalde temperatuur kon men dan bepalen
uit de snelheid van verplaatsing van die toluoldruppel
in de (geijkte) capillair, waaraan een meetlat bevestigd
was. Tot vulling van de dilatometer diende lucht.
Met deze gasdilatometer bepaalden Fraenkel en Goez
het karakter van de kromme, welke het verloop weergeeft
van de bij de omzetting intredende volumeverandering,
uitgedrukt in percenten van de volumeverandering na
totale omzetting, met de tijd, terwijl de temperatuur
constant wordt gehouden. Op grond van een theoretische
beschouwing omtrent de groeisnelheid van de kernen,
komen zij tot de konklusie, dat de te verwachten kromme
\-vormig moet zijn, hetgeen de metingen dan ook be-
vestigen, zoowel voor de omzettingen van rhombische
zwavel -y monokline zwavel (bepaald bij 32° C.) als
voor die van monokline S-V rhombische S (bij 100° C.
gemeten).
De omzettingssnelheid van de eene zwavel-modificatie
in de andere neemt aanvankelijk toe, bereikt een maximum
en daalt daarna weer tot nul, in overeenstemming dus
met de door ons bepaalde krommen voor de overgang
grauw tin -y wit tin (zie blz. 32).
De volumeverandering van een bepaalde hoeveelheid S,
berekend met behulp van de dichtheden van de twee
S-modificaties, stemde vrijwel overeen met die, welke
werd waargenomen (het verschil bedroeg ongeveer 1.7 %).
Ook bleek, dat de vorm van de dilatometer op het
verloop van de overgang rhombische S monokliene S
een merkbare invloed niet had. Dezelfde konklusie konden
wij trekken omtrent de omzetting grauw tin wit tin.
Tenslotte zijn nog twee door Fraenkel en Goez ge-
vonden feiten een overweging waard, n.1. ten eerste, dat
indien men een dilatometer vnlt met een mengsel van
monoklien en rhombisch zwavelpoeder en daaraan als
vulvloeistof water toevoegt, de omzetting traag en on-
regelmatig, zelfs onvolledig, verloopt.
Hun vermoeden is, dat de deeltjes, door water omhuld,
niet voldoende contact met elkaar maken en dus elkaar
niet kunnen infecteeren, iets dergelijks dus als de iso-
leerende werking van oxydehuidjes bij de enantiotrope
tinovergang.
In hoeverre de bevochtiging door de vulvloeistof (in
dit geval water) nog invloed heeft op de omzettings-
snelheid van de eene modificatie in de andere van een
enantiotrope stof, zou een nader onderzoek moeten
uitwijzen.
Het tweede belangrijke punt is de kiem- en de kern-
vorming, welke noodig is voor de omzetting rhombische
S ^ monokliene 8.
Monokliene S werd bereid door zwavel even boven het
smeltpunt (120° C.) te houden en de gesmolten massa bij
100° C. langzaam te laten stollen. Het bleek, dat de al-
dus bereide monokliene S van 100° C. tot 20° C. afgekoeld,
geruime tijd bij 20° 0. bewaard kon worden, zonder dat
een merkbare overgang in de rhombische modificatie
plaats vond. (Het overgangspunt ligt bij 95.6° C.). Kern-
vorming heeft dus gedurende die tijd in dit temperatuur-
traject niet plaats.
Dit beteekent eigenlijk, indien wij deze conclusie van
Fraenkel en Goez in verband brengen met hetgeen wij
in de discussie (blz. 91) omtrent kiemen en kernen schre-
ven, dat in de gestolde zwavel kiemen, dus spanningen
in het monokliene rooster, niet aanwezig waren of althans,
dat deze spanningen een te geringe energie bezaten om
kernen te kunnen vormen. De aanwezigheid van rhom-
bische kernen is door het feit, dat de zwavel tevoren was
gesmolten, vanzelfsprekend uitgesloten.
Op grond van een aantal metingen stelden Fraenkel
en Goez vast, dat eerst bij —20° C. een sterke kernvorming
in de monokliene massa optreedt.
De bereiding van de zwavel, waarmee de overgang
monokliene S -rhombische S werd gemeten, was
deze: de monokliene S hield men gedurende 20 minuten
op —20° C. en daarna kon men bij 32° C. de genoemde
omzetting op de beschreven wijze bepalen.
Geheel anders was het gesteld met de overgang rhom-
bische S -gt;- monokliene S.
Men bereidde groote rhombische kristallen door een
oplossing van zwavel in zwavelkoolstof heel langzaam te
doen verdampen en bepaalde de snelheid, waarmee de
aldus verkregen kristallen zich bij 100° C. in de monokliene
vorm omzetten. Deze overgang zette steeds spontaan in;
het was niet noodig op de eene of andere wijze, b.v. door
verwarmen op een temperatuur hooger dan 100° C., de
kernvorming te bevorderen. Fbaenkel en Goez merkten
op, dat zich gedurende de omzetting voortdurend nieuwe
kernen vormden: in de doorzichtige kristallen ontstonden
troebele plekken, welke langzaam grooter werden, tot
tenslotte het kristal door de volume vermeerdering, welke
bij de omzetting rhombische S-monokliene S optreedt,
uiteensprong.
Door die volumevermeerdering treden ongetwijfeld
groote spanningen in het kristal op, welke als kiemen
voor de vorming van kernen van het stabiele rooster, d. i.
het monokliene, kunnen fungeeren. Deze kernen groeien
en brengen nieuwe plaatselijke spanningen teweeg in hun
omgeving. Daardoor zal weer kiem- en kernvorming op-
treden etc.
A. F. Benton en E. D. Cool bepaalden evenals W.
Fraenkel en W. Goez het volledige verloop van een
enantiotrope overgang bij constante temperatuur en bij
de druk van 1 atmosfeer. Ook zij vestigden de aandacht
op het feit, dat men tot op het tijdstip, waarop zij hun
proeven uitvoerden (1931), nimmer de omzettingssnelheid
van een allotrope stof langs dilatometrische weg had ge-
meten, terwijl die stof zich in een indifferente vloeistof
bevond. Om deze reden gebruikten zij een gasdilatometer,
welke met een inert gas gevuld was. De snelheid van
omzetting werd waargenomen als een verandering in de
stand van de kwikmeniscus van een gesloten vacuum-
manometer, welke met de dilatometer in verbinding stond.
De aflezingen hadden om de 5 minuten plaats.
Zij kozen als onderzoekingsobjecten HgJa en TIJ, daar
bij deze een kleursverandering bij omzetting van de eene
in de andere modificatie optreedt.
Zoo zet HgJa zich bij 127° C. van de gele vorm
in de roode om, terwijl TIJ, bij verwarmen tot een tem-
peratuur van 160 tot 170° C. van rood, geel wordt.
Beide stoffen droogde men door ze 100 uren op 110° C.
te houden.
Uit hun metingen omtrent het verloop van de omzet-
tingssnelheid met de tijd bij constante temperatuur
konden Benton en Cool een zelfde type van krommen
construeeren als wij uit de onze bij het tin hebben ver-
kregen. Ook merkten zij op, dat de maximale omzettings-
snelheid (M.S.) optrad, wanneer 20 a 30 % van de eene
modificatie in de andere was overgegaan. (Een dergelijk
percentage hebben wij gevonden bij de omzetting grauw
tin-wit tin, zie blz. 83).
Evenzoo stelden zij vast, dat het herhaaldelijk door-
loopen van de omzetting de snelheid van overgang doet
toenemen. Zoo was na 6 omzettingen de M.S. 5 maal en
na 7 omzettingen 9 maal zoo groot als die bij de eerste
omzetting.
Merkwaardig is het feit, dat Benton en Cool consta-
-ocr page 131-teerden, dat namelijk na een zeker aantal omzettingen
de M.S. een constante waarde bereikt. Belangrijk, in
verband met onze ervaringen met tin, is de omstandigheid,
dat ook bij deze enantiotrope omzettingen de duur en
de temperatuur van een voorafgaande omzetting invloed
hebben op de overgangssnelheid. Terwijl b.v. HgJo, dat
slechts 1 uur op 137° C. was gehouden, een M.S. van
1.0 cm/5 min. had, vertoonde een zelfde preparaat, dat
men 14 uur op die temperatuur had gehouden, een M.S.
van 0.4 cm/5 min.!
Zij geven als verklaring, dat de op 137° C. verwarmde
kristallen groeien en hun onvolmaaktheden verliezen.
Het komt ons voor, dat een meer uitvoerig onderzoek
van de enantiotrope verandering van Hg Ja ongetwijfeld
een nog beter inzicht kan geven in de factoren, welke
de omzettingssnelheid van allotrope verbindingen be-
heerschen.
HOOFDSTUK VII.
Verklaring van de vertragingsverschijnselen, bij
de omzetting grauw tin ^ wit tin, in de oudere
onderzoekingen geconstateerd.
Het is niet moeilijk, gewapend met hetgeen wij thans
weten omtrent de factoren, welke de snelheid van om-
zetting van grauw tini^nt wit tin beheerschen, de oorzaak
aan te geven der vertragingsverschijnselen, welke de
vroegere onderzoekingen van Ernst Cohen en zijn mede-
werkers over bedoelde overgang zoo zeer hebben be-
moeilijkt.
Alvorens tot de bespreking hiervan over te gaan, lijkt
het ons gewenscht, de voorwaarden te noemen, waaraan
op grond onzer boven beschreven onderzoekingen, een
tinpreparaat behoort te voldoen, teneinde, ook in de
nabijheid van het overgangspunt, een binnen korte tijd
meetbare omzettingssnelheid te vertoonen.
Het zijn de volgende:
1°. Het preparaat moet herhaaldelijk de overgang
grauw tin —^ wit tin hebben door loopen (ten hoogste
ongeveer 20 maal);
2°. Deze herhaalde omzetting moet (teneinde oxydatie
door de lucht uit te sluiten) onder een indifferente vloei-
stof (b.v. xylol) of in vacuo hebben plaats gevonden;
3°. Het tinpreparaat mag tevoren niet op een tempe-
ratuur van 40 a 50° C. of hooger zijn gehouden;
1) Z. phv^k. Chem. 30, 601 (1899); 35, 588 (1900); 63, 625 (1908);
127, 178 (i927).
4°. De twee modificaties moeten naast elkaar aan-
wezig zijn in de verhouding van ongeveer 30 % wit en
70 % grauw tin;
5°. Dit mengsel moet bereid zijn door het grauwe tin
voor 30 % bij 25° C. (of ten hoogste 30° C.) in de witte
vorm te doen omzetten.
Wij gaan thans over tot een nadere beschouwing van
de door Cohen en zijn medewerkers gebruikte tinprepa-
raten. Daar wij op blz. 5 en 7 hun wijze van bereiding
uitvoerig hebben weergegeven, kunnen wij volstaan met
mede te deelen, in hoeverre de door hen bestudeerde
objecten aan bovenvermelde voorwaarden hebben voldaan
Zoo noodig, geven wij een korte toelichting.
Het tin, dat in het eerste onderzoek van Cohen en
van Eijk 1) de dilatometer vulde, voldeed niet aan de
voorwaarden 1, 2, 4 en 5. Omtrent punt 3 konden wij
geen zekerheid verkrijgen. Stellig was het tin oppervlakkig
geoxydeerd, hetgeen alleen reeds de zeer geringe omzet-
tingssnelheid kan verklaren.
Het in het tweede onderzoek gebruikte tin voldeed
niet aan de voorwaarden 1, 2 en 3. Een gunstige factor
was evenwel de omstandigheid, dat men het mengsel der
twee modificaties had bereid door het grauwe tin ge-
deeltelijk in het witte om te zetten.
Evenwel was de gekozen verhouding minder gelukkig:
namelijk 50 % wit en 50 % grauw tin (zie de punten
4 en 5).
Omtrent het tinpreparaat, dat in het derde onderzoek )
werd bestudeerd, kan men opmerken, dat het aan met
één der vijf genoemde voorwaarden heeft voldaan.
Een meer uitvoerige beschouwing willen wij wijden aan
1) z. physik. Chem. 30, 601 (1899).
4 Z. physik. Chem. 35, 588 (1900).
3) Z. physik. Chem. 63, 625 (1908).
de twee door Cohen en Douwes Dekker i) bereide tin-
preparaten (vierde onderzoek), daar men hier met een
fraai voorbeeld van een bereiding te maken heeft, waarbij
een inactief tin ontstaat, terwijl juist het tegenover-
gestelde doel werd beoogd. Het was namelijk de bedoeling
de overgangstemperatuur van grauw tin ^ wit tin zoo
nauwkeurig mogelijk te bepalen.
Het eerst bereide der twee tinpreparaten bestond uit
230 gram grauw en 40 gram wit tin (85 % en 15 %),
een niet zoo ongunstige verhouding der twee tinmodifi-
caties, waar het de bepaling der omzettingssnelheid grauw
tin-gt;- wit tin betrof. Het mengen geschiedde evenwel
mechanisch en aan de lucht, door welke bewerking zonder
twijfel oxydatie van de tinkorrels heeft plaats gevonden
(zie blz. 83). Bovendien had het tin een herhaalde om-
zetting niet doorloopen. Men kan zeggen, dat dit tin-
preparaat niet voldeed aan de voorwaarden 1, 2 en 5
(omtrent 3 is niets bekend).
Daar met behulp van dit tin de overgangstemperatuur
niet nauwkeurig genoeg kon bepaald worden (de grenzen
waren 12 en 14.3° C.) trachtten Cohen en Douwes Dekker
een nog actiever preparaat te verkrijgen door een hoeveel-
heid tinvijlsel eenige malen van de eene in de andere
modificatie om te zetten (het juiste aantal malen en de
temperatuur, waarbij het grauwe tin in wit werd omgezet,
vinden wij niet vermeld).
Uit hun beschrijving, welke wij op blz. 8 volledig
hebben weergegeven, blijkt, dat deze herhaalde omzetting
voortdurend aan de lucht geschiedde. Na elke overgang
werd het tin fijngewreven en gezeefd, teneinde alleen de
fijnste deeltjes voor een volgende omzetting te gebruiken.
Dat ook hierbij oxydatie is opgetreden, behoeft niet te
worden betoogd !
O Z. physik. Chem. 127, 178 (1927).
-ocr page 135-Het aldus verkregen tinpreparaat voldeed wel aan
voorwaarde 1, maar niet aan 2 en evenmin, toen een
mengsel van 50 % wit en 50 % grauw tin was bereid
(de totale hoeveelheid bedroeg ± 300 gram tin), aan de
overige voorwaarden.
Het is thans dan ook niet verwonderlijk, dat een aldus
bereid tinpreparaat zelfs bij 18° C. binnen twee maal
24 uur een omzetting van grauw in wit tin niet vertoonde.
HOOFDSTUK VIII.
De onderzoekingen van Bridgman.
Zooals wij op blz. 1 van de Inleiding hebben mee-
gedeeld, bestaat er volgens Bridgman een gebied, dat zich
aan weerszijden van het overgangspunt van een enantio-
trope stof uitstrekt, waarin omzetting van de niet-stabiele
in de stabiele phase niet plaats heeft. Een dergelijk
traject noemt hij een ,,lagquot; of wel een ,,region of in-
differencequot;. Tot de ontdekking van dit verschijnsel is
hij gekomen door zijn onderzoekingen omtrent het al of
niet bestaan van enantiotrope vormen van verschillende
stoffen onder hooge druk (deze metingen omvatten een
drukinterval van 1—13000 atmosferen, terwijl het tem-
peratuurtraject van 20 tot 200° C. gaat).
In zijn bekend werk ,,The Physics of High Pressurequot; i),
licht Bridgman het optreden van een ,,lagquot; met het
volgende denkbeeldige voorbeeld toe:
,,Suppose equal amounts of the two phases A and B
in contact with each other at the pressure and temperature
of thermodynamic equilibrium. Keeping temperature
constant, pressure is raised 500 KG/cm^ into the region
in which A is the stable form. The transition to A now
runs with decrease of volume, and pressure drops back
at a rate which can be measured, and which becomes so
rapidly less that the transition ceases to run when pressure
is still 100 KG/cm^ above the initial pressure, and while
1) The Physics of High Pressure by P. W. Bridgman. London G. Bell
and Sons, Ltd. 1931, blz. 252.
there is still a considerable amount of B left. The same
sort of thing happens if pressure is lowered 500 kg/cm^
below the initial pressure; B, with the larger volume,
is now the stable phase, and the transition runs, carrymg
the pressure back toward the initial value, but at a rate
which rapidly becomes less until the transition ceases to
run entirely at a pressure 100 kg/cm^ below the initial
pressure. This means that there is a region 200 kg/cm^
wide within which the transition will not run with per-
ceptible velocity although the two phases are in contact.
This may be checked by setting the pressure artificially
at any point within the region, when it
will be found that no transition will
occur.quot; Ook zijn verder betoog is zeer
opmerkelijk: „It might be thought that
this cannot be a legitimate effect, and
is to be explained by supposing that the
transition velocity merely becomes too
low to measure. The answer to this is
given by the actual curves plotting tran-
sition velocity as a function of the pres-
sure displacement. A typical example
for the transition between the two modi-
fications of yellow phosphorus is given
in fig. 14. There can be little uncer-
tainty, I think, in extrapolating the
curves to cut the axis, which means
that the transition velocity is zero in the region between
the two intersections. Of course to prove this by direct
experiment would demand experiments lasting for an
inLfinite time; as it was, a range of 5000-fold m the
transition velocity was sometimes reached, with no trace
of any bending of the curves at the lower end, which
must occur if the objection is valid. The region withm
which the transition will not run, even when the two
4gt;
CL
c
ca
5 .04
.1. 1 | |
I |
1 |
'5800 6600
Pressure
Figuur 14.
.20
a .16
.12
,00
phases are in contact, I have called the ,,region of in-
differencequot; quot;.
Dit traject omvatte gemiddeld eenige honderden at-
mosferen, terwijl de hoeveelheid omgezette stof bij het
bereiken van de ,,region of indifferencequot; 50 a 90 % van
de omzetbare hoeveelheid bedroeg.
Het betoog van Bridgman komt dus eigenlijk hierop
neer, dat door de een of andere oorzaak de omzettings-
snelheid in de nabijheid van de overgangsdruk zoo gering
wordt, dat men, zooals hij dat uitdrukt, gedurende een
onbepaald lange tijd zou moeten waarnemen, wilde men
eenige omzetting kunnen constateeren.
Een belangrijk feit is de in zijn oorspronkelijke ver-
handeling geuite opvatting i), dat de ,,region of indiffe-
rencequot; ook optreedt bij de druk van 1 atmosfeer; in dit
geval is vanzelfsprekend de ,,lagquot; een temperatuur-
traject, aan weerszijden van de overgangstemperatuur
gelegen. Deze onderstelling maakt het ons gemakkelijk
de factoren aan te duiden, welke, naar onze meening,
het bestaan van een „lagquot; mogelijk maken. Immers, is
de buitengewone traagheid, waarmee zich enantiotrope
stoffen in de nabijheid van hun overgangstemperatuur
(bij gewone druk) in de stabiele modificatie omzetten,
een algemeen bekend verschijnsel, waarvan o.a. de over-
gang grauw tin —^ wit tin tot nu toe een sprekend
voorbeeld was.
Zooals wij reeds eerder (blz. 118) hebben medegedeeld,
konden Ernst Cohen en Douwes Dekker een omzetting
van grauw tin —^ wit tin tusschen 12 en 14.3° C. (bij
een druk van 1 atmosfeer) zelfs na een waarnemingsduur
van maanden niet vaststellen. Dit zou dus volgens
Bridgman beteekenen, dat de overgang grauw tin wit
tin een „lagquot; van 2.3° C. heeft, binnen welke het niet
mogelijk is een omzetting in afzienbare tijd te bespeuren.
1) Proc. Am. Acad. Art. Sci. 52, 67 (1916).
-ocr page 139-Teneinde de onjuistheid hiervan aan te toonen, hebben
wii met behulp van een actief tinpreparaat, getracht bij
temperaturen, gelegen tusschen 12 en 14.3° C., een om-
zetting van grauw tin wit tin vast te stellen. Mocht
zulks gelukken, dan zou een nauwkeuriger bepalmg van
de overgangstemperatuur van tin tevens bereikt kunnen
worden.nbsp;.
In Hoofdstuk IX worden deze metingen en hun resul-
taten uitvoerig beschreven.
In verband met het voorgaande kunnen wij mededeelen,
dat het ons inderdaad is gelukt de overgangstemperatuur
van tin met een nauwkeurigheid van 0.2° C. te bepalen,
terwijl de waarnemingstijden ten hoogste 27 uuj bedroegen.
Ook hebben wij eenige metingen verricht omtrent de
omzettingssnelheid van grauw tin -^ wit tm onder
druk, welke vermeld worden in Hoofdstuk X.
Eenige vertraging van de omzetting kon ook m dit
geval niet worden geconstateerd.
De resultaten van deze metingen met tin zijn voor ons
een aanleiding geweest een nader onderzoek in te stellen
omtrent de bereiding en behandeling der door Bridgman
onderzochte stoffen, daar het ons voorkwam, dat ook bij
deze het optreden van een „lagquot; (hetzij als een druk-,
hetzij als een temperatuur-traject) aan de door hem ge-
volgde methode van werken moet worden toegeschreven.
kunnen hieraan toevoegen, dat Bridgman zelf op-
merkt, dat vele stoffen een „lagquot; in het geheel met
vertoonen i).nbsp;i ou /lo
De door hem toegepaste methode van werken was de
^quot;^BT^of werd in de vorm van een droog poeder of als
kleine kristallen in een aan weerszijden open stalen
cylinder gehamerd, welke men vervolgens in een drukbom
plaatste. Indien de stof zich niet ontleedde, deed men
^I^^P^^^^TAm. Acad. Ait. Sei. 52, 57 (1916).
deze in die cylinder smelten en daarna afkoelen. Deze
laatste bewerking paste hij toe omdat, naar zijn meening,
de omzetting in een tevoren gesmolten massa sneller
verloopt dan in een poeder, waarin de overgang van
korrel tot korrel moet plaats vinden.
Als vulvloeistof van de drukbom diende meestal olie;
in het geval, dat de te onderzoeken stof hierin oplosbaar
was, gebruikte men kwik. Ka het vullen van de drukbom
namen de metingen (die bij stijgende druk en constante
temperatuur werden uitgevoerd) een aanvang.
In een verhandeling ,,Velocity of Polymorphic Changes
between Solids'' bespreekt Bridgman i) uitvoerig de
,,region of indifferencequot; en behandelt daarin verschil-
lende factoren, welke de omzettingssnelheid van de eene
modificatie in de andere onder druk beheerschen. Zooals
reeds gezegd, spreekt hij als zijn meening uit, dat een
tevoren gesmolten massa zich sneller omzet dan een fijn
poeder.
Het tegendeel is waar: een tevoren gesmolten massa
bezit veel minder kiemen dan een gepoederde stof (men
zie blz. 112 omtrent de kiemvorming in S, welke tevoren
gesmolten is). Het feit, dat hij toch in beide gevallen
een zeer geringe omzettingssnelheid waarneemt, kan heel
goed wel het gevolg zijn van de omstandigheid, dat het
poeder door een voorafgaande verwarming, b.v. om de
stof goed te drogen, zijn kiemen verloren heeft (zie tin,
blz. 105).
Een tweede factor, welke Bridgman bespreekt, is de
invloed van bepaalde verontreinigingen op de omzettings-
snelheid. Hieromtrent meent hij : ,,It is also likely that
in some cases slight impurity may affect the transition
velocity.....quot;. Wanneer men bedenkt, welk een enorm
vertragende invloed een oppervlakte-oxydatie van tin-
poeder op de omzettingssnelheid van grauw tin ^ ^ wit
1) Proc. Am. Acad. Art. Sei. 52, 57 (1916).
-ocr page 141-tin heeft, komt het ons voor, dat men een dergehjke
invloed ook bij andere enantiotrope stoffen kan ver-
wachten. Wij wijzen slechts op een onderzoek van het
element Cerium door Bridgman i), dat ten doel had vast
te stellen of dit metaal onder druk enantiotropie vertoont.
Het bleek, dat een ietwat onzuiver preparaat omzetting
in het geheel niet vertoonde, terwijl een Cerium-preparaat
van betere kwaliteit wel in een andere modificatie over-
ging !
Tenslotte wijdt Bridgman eenige bladzijden aan het
feit, dat de omzettingssnelheid in een ,,lagquot; ongeveer
nul is. Hij komt tot de conclusie, dat in dit traject
kernvorming niet plaats heeft. De omstandigheid, dat
zich een kern vormt, zal zich eerst op een bepaalde afstand
van het overgangspunt voordoen. De omzetting, welke
men dan waarneemt, is naar de meening van Bridgman
de groei van die eene kern ten koste van de metastabiele
phase.
In het midden latend of zich één of meer kernen van
de stabiele modificatie vormen, lijkt het ons zeer waar-
schijnlijk, dat de enantiotropi stof bij het begin van de
drukmeting inderdaad geen enkele kern van de bij hooge
druk bestendige kristalvorm bezit.
Immers, Bridgman heeft nagelaten er voor te zorgen,
dat aan de eischen was voldaan, welke de kiem- en
kern-vorming kunnen bevorderen, zooals het herhaald
omzetten van de eene modificatie in de andere en het
naast elkaar aanwezig doen zijn van beide modificaties
in een gunstige verhouding.
Integendeel, de onderzochte stoffen hebben een be-
handeling ondergaan, welke kiem- en kern-vorming
tegengaat, zooals heb tevoren verhitten (tijdens het
drogen van de stof); soms zelfs deed hij de stof tevoren
smelten.
Acad. Art. Sci. 62, 207-226 (1927).
-ocr page 142-Wij laten nog buiten beschouwing de ongunstige invloed
van aanwezige verontreinigingen op de omzettingssnelheid
(zie blz. 125).
Daar Bridgman, toen hij zijn onderzoek uitvoerde
(1916), met een aantal van de thans door ons onderzoek
gevonden voorwaarden niet bekend kon zijn, kan het
bovenstaande geenszins verwondering baren.
Wij komen dus tot de slotsom, dat het bestaan van de
door Bridgman bedoelde ,,lagquot; niet essentieel is, maar
door de wijze, waarop hij de stoffen vóór het onderzoek
heeft behandeld, werd veroorzaakt.
HOOFDSTUK IX.
Bepaling van de overgangstemperatuur van tin bij
de druk van 1 atmosfeer.
A. Vroegere bepalingen.
In Tabel 1 op blz. 6 zijn vereenigd de verschillende
metingen van de overgangstemperatuur grauw tin^-wit
tin door Ernst Cohen en zijn medewerkers uitgevoerd.
Dalr wij reeds in Hoofdstuk II en in Hoofdstuk VII
uitvoerig de voorgeschiedenis van het tin, m die onder-
zoekingen gebruikt, besproken hebben, kunnen wij er ons
toe bepalen er nogmaals op te wijzen, dat door de zeer
groote vertraging, die bij de overgang van de eene modifi-
catie in de andere optreedt, het overgangspunt van tm
tot nu toe niet nauwkeurig bekend was. Terwijl uit
de eerste twee bepalingen afgeleid kon worden, dat de
overgangstemperatuur tusschen 10 en 20° C. moest liggen,
welk interval Cohen in 1908 kon terugbrengen tot 10 en
18° C waaruit hij bovendien concludeerde, dat de ge-
zochte'temperatuur ongeveer 18.0° C. moest zijn, wezen
Cohen en Douwes Dekker er in 1927 op, dat vertra-
gingen een misleidende rol hadden gespeeld, welke de
opgegeven waarde van de overgangstemperatuur zeer
twijfelachtig maakten. Een nieuw onderzoek wees uit,
dat de overgangstemperatuur van het tin veel lager ligt,
namelijk tusschen 12 en 14.3° C., welke grenzen echter
eerst konden worden vastgesteld na een waarnemingstij d
van honderden uren! De factoren, welke de omzettmgs-
snelheid zoo gering maakten, hebben wij in Hoofdstuk VII
besproken,
B. Eigen bepalingen.
Daar het ons gelukt was, een methode te vinden, volgens
welke men een zeer actief tin kan bereiden, pasten wij
deze toe voor een nauwkeurige bepaling van het over-
gangspunt van dit metaal.
Wij gingen daartoe als volgt te werk: Een groote
hoeveelheid wit tinvijlsel (± 450 gram), afkomstig van
hetzelfde blok Banka-tin, waarmede Eknst Cohen en zijn
medewerkers sinds 1900 reeds hun onderzoekingen hebben
uitgevoerd, brachten wij in een van onder afgesloten
cylinder van rood kopergaas, welke geplaatst was in een
glazen buis. Deze werd dichtgesmolten en daarna eenige
dagen in een met vloeibare ammoniak gevuld dewar-vat
op —50° C. gelaten; na die tijd was het tin op het oog
geheel grauw geworden. Ten einde betrouwbare resultaten
te verkrijgen, voerden wij onze metingen met eenige
dilatometers uit. Deze werden met de volgende hoeveel-
heden tin gevuld:
Dilatometer I:nbsp;55.58 gram tin
II:nbsp;57.13 „ „
III:nbsp;49.61 „ „
IV: 61.64 „ „
De dilatometers I, II en IV waren bolvormig, dilato-
meter III was cylindervormig.
Een groote gevoeligheid voor optredende volumever-
anderingen werd verkregen door keuze van een zeer nauwe
capillair (doorsnede 0.5 mm).
Na het vullen met tin en het aansmelten van de capil-
lairen voegden wij de xylol op de gewone wijze toe.
Vervolgens deden wij het tin de overgang grauw tin
± wit tin herhaaldelijk doorloopen, teneinde een fijn
verdeeld preparaat te verkrijgen.
De overgang naar grauw tin vond steeds bij —50° C.
plaats (ongeveer 20 uur), die naar wit bij 45 tot 50° C.
(20 a 40 minuten). In totaal had de omzetting van de
eene in de andere modificatie 21 malen plaats.
Het poederachtige, grauwe tin werd nu bij 30° C. in
de witte vorm omgezet (22e omzetting: grauw tin-wit
tin), teneinde bij de 24e omzetting (de 23e omzetting was
die van wit in grauw tin) een preparaat te verkrijgen,
dat een voorafgaande verwarming bij 30° C. heeft onder-
gaan. (De omzetting in deze richting geschiedde de vorige
keeren namelijk steeds bij 50° C.). Deze 24e overgang
had eveneens bij 30° C. plaats, maar om een andere reden.
De bedoeling was namelijk een mengsel te bereiden van
40 % wit en 60 % grauw tin, welke verhouding ongeveer
in de top ligt van de omzettingskromme, welke het ver-
band tusschen de omzettingssnelheid en de tijd aangeeft.
De methode, volgens welke wij dit mengsel bereidden,
was de volgende:
De dilatometers werden uit de vloeibare ammoniak
overgebracht in een thermostaat, welke op 13.0° C. ge-
houden werd. Na het bereiken van het temperatuureven-
wicht streepten wij de stand van de menisci op de capillair
aan (stand 1). Vervolgens brachten wij de dilatometers
over in een thermostaat, welke op 30° C. gehouden werd.
De stand, die de menisci thans aannamen, werd eveneens
aangestreept (stand 2).
Zoodra dit punt bereikt was, voegden wij (uiteen buret)
een hoeveelheid xylol toe (ongeveer 0.75 cc.), overeen-
komend met 40 % van de volume-verandering van het
tin, in elke dilatometer aanwezig.
Daarna deden wij het tin in de witte modificatie om-
zetten, tot de menisci gedaald waren tot stand 2 en
9
-ocr page 146-plaatsten de dilatometers vervolgens onmiddellijk in de
thermostaat van 13.0° C. Na eenige tijd stonden de
menisci weer op stand 1.
Ongeveer 40 % van het grauwe tin had zich dus om-
gezet in wit tin.
Het voordeel van deze menging der twee tinmodifi-
caties hoven een mechanische is ongetwijfeld, dat het
contact tusschen de deeltjes veel inniger is.
Met een aldus bereid mengsel van grauw en wit tin
hebben wij de gang van de omzetting bij een aantal
temperaturen tusschen 12 en 14.3° bestudeerd, dat is dus
in het temperatuurinterval, waarin volgens Bridgman
een ,,lagquot; bestond (zie blz. 122).
Deze temperaturen werden verkregen door het thermo-
staatwater af te koelen met behulp van een koperen
spiraal, waardoor ijswater vloeide. De thermostaat was
met een wollen deken omwikkeld ter betere isolatie. Het
bleek mogelijk de temperatuur gedurende de nacht
constant te houden, zoodat metingen over langdurige
tijden konden worden uitgevoerd.
De grootste waargenomen temperatuurschommeling was
0.03° C.; meestal bleef de temperatuur binnen 0.01°
constant.
De verschillende temperaturen werden afgelezen op een
thermometer volgens Beckmann, in honderdsten graden
verdeeld en welke geijkt was met behulp van een normaal-
thermometer, gecontroleerd door de Physikalisch-Tech-
nische Eeichsanstalb te Charlottenburg-Berlin.
De afgelezen standen van de menisci moest men voor
twee factoren corrigeeren; ten eerste voor de invloed van
de temperatuursschommeling van de thermostaat en ten
tweede voor die van de kamertemperatuur, daar een niet
onbelangrijk deel van de capillair zich buiten de thermo-
staat bevond.
De eerste correctie, dus betrekking hebbend op het
gedeelte van de dilatometer, dat zich in de thermostaat
bevond, werd bepaald door elke meniscus eenige malen
gedurende enkele minuten (10 a 15) af te lezen, benevens
telkenmale de stand van het kwik in de thermometer.
Uit deze gegevens konden wij de invloed berekenen van
0.01° C. temperatuursverandering van de thermostaat op
de stand van de meniscus van elk der dilatometers.
Deze correcties bedroegen voor:
Dilatometer I: 1.3, voor II: 1.4, voor III: 1.2 en voor
dilatometer IV: 1.0 mm.
Met behulp van deze factoren herleidden wij de af-
gelezen meniscus-standen op één temperatuur. Daarna
werd van die gecorrigeerde aflezingen het gemiddelde
genomen.
De tweede correctie voor de invloed van wisselmgen
van de kamertemperatuur op het volume van de xylol,
dat zich buiten de thermostaat bevond, bleek een waarde
te hebben van 1 pro mille per 1 graad temperatuurverschil.
Alle gemiddelden, volgens de eerste correctie verkregen,
werden op één zelfde kamertemperatuur herleid.
Eén van de metingen, volgens de boven beschreven
methode bij 13.45° C. verricht, geven wij volledig in
Tabel 32 weer; de andere bepalingen voerden wij op
overeenkomstige wijze uit.
De afgelezen standen van de menisci werden omge-
rekend op een temperatuur 2.140 van de thermometer
volgens Becmann. (2.140 komt overeen met 13.45 0.).
De gemiddelde waarden van de omgerekende aflezingen
''quot;^Voor dilatometer I: 202.4 mm; voor II: 208.2 mm;
voor III: 722.8 mm en voor IV 220.8 mm.
Deze getallen corrigeerden wij nog op een kamertempe-
ratuur van 21° C., waarbij in dit geval de waarden met
veranderden.
Tabel 32, Omzetting grauw tin-y wit tin bij 13.45° O.
M
05
fcO
Duur |
stand |
Stand |
van de |
Stand |
van de |
Stand |
van de |
Stand |
van de |
Buiten- |
van de |
meniscus van |
meniscus van |
meniscus van |
meniscus van |
tempe- | |||||
waar- |
dilatometer I |
dilatometer 11 |
dilatometer lll |
dilatometer IV | ||||||
neming |
volgens |
ratuur | ||||||||
Beckmann |
afgelezen |
gecorr. |
afgelezen | |
gecorr. |
afgelezen | |
gecorr. |
afgelezen | |
gecorr. | ||
2.135 |
202.2 |
202.8 |
208.0 |
208.7 |
723.0 |
722.4 |
220.8 |
221.3 | ||
2.140 |
202.7 |
202.7 |
208.4 |
208.4 |
722.8 |
722.8 |
221.0 |
221.0 | ||
2.143 |
202.9 |
202.5 |
208.8 |
208.4 |
722.4 |
722.8 |
221.3 |
221.0 | ||
2.147 |
203.0 |
202.1 |
209.1 |
208.1 |
722.0 |
722.8 |
221.8 |
221.1 | ||
2.149 |
203.6 |
202.4 |
209.8 |
208.5 |
721.5 |
722.6 |
222.0 |
221.1 | ||
17 |
2.150 |
203.8 |
202.5 |
209.8 |
208.5 |
721.5 |
722.7 |
222.1 |
221.1 |
20.8quot; C. |
2.150 |
203.6 |
202.3 |
209.8 |
208.5 |
721.5 |
722.7 |
222.0 |
221.0 | ||
2.137 |
201.9 |
202.4 |
207.5 |
207.9 |
723.5 |
723.1 |
220.2 |
220.5 | ||
2.134 |
201.5 |
202.2 |
207.0 |
207.8 |
724.0 |
723.3 |
220.0 |
220.6 | ||
2.132 |
201.1 |
202.1 |
206.5 |
207.7 |
724.1 |
723.1 |
219.7 |
220.5 | ||
2.130 |
201.0 |
202.3 |
206.2 |
207.6 |
724.5 |
723.3 |
219.2 |
220.2 |
Tabel 33. Omzetting grauw tin -gt;► wit tin bij 13.45° C.
stand van de
meniscus van
dilatometer 1
afgelezen | gecorr.
stand
van de
thermometer
volgens
beckmann
Duur
van de
waar-
neming
Stand van de
meniscus van
dilatometer II
afgelezen | gecorr.
Stand van de
meniscus van
dilatometer III
afgelezen gecorr.
Stand van de
meniscus van
dilatometer IV
afgelezen gecorr.
Buiten-
tempe-
ratuur
214.7
214.6
214.3
214.3
214.4
214.9
215.0
212.6
212.9
213.3
213.8
214.3
215.2
215.8
724.8
725.0
725.1
725.4
725.2
725.1
724.9
727.3
727.0
726.3
726.0
725.3
724.7
723.9
200.1
200.4
199.8
199.9
200.4
200.4
200.2
197.2
198.0
198.4
199.2
199.9
200.8
201.3
197.5
197.5
197.1
197.0
197.1
197.4
197.0
194.8
195.3
195.8
196.4
197.0
197.8
198.0
2.120
2.123
2.130
2.135
2.139
2.143
2.148
19.8° C.
10
minuten
00
w
De volgende morgen geschiedde een tweede aflezing,
waarvan de gegevens in Tabel 33 zijn samengevat.
De afgelezen standen van de menisci rekenden wij
eveneens om o]^quot;2.140.
De gemiddelde waarden van de omgerekende aflezingen
zijn:
Voor dilatometer I: 197.2 mm; voor II: 200.2 mm;
voor III: 725.0 mm en IV: 214.8 mm en gecorrigeerd
op een kamertemperatuur van 21° C.:
dilatometer1:197.4 mm; II: 200.4 mm; III: 724.8 mm
en IV: 214.8 mm.
In 21 uren had er bij 13.45° C. een volumevermindering
plaats en -wel;-.....-
Voor dilatometer I: 5 mm, voor II: 7.8 mm, voor III:
2 mm en voor IV: 6 mm.
In Tabel 34 zijn vereenigd de resultaten van de metingen
bij verschillende temperaturen.
Tabel 34.
Bepaling van de overgangstemperatuur van Tin bij de
druk van 1 Atmosfeer.
Tempe- |
Duur |
Verplaatsing van de menisci in mm i) I 1 II 1 III 1 IV | |||
12.30 |
I6V2 |
5.3 |
4.6 |
1.5 |
3.4 |
12.98 |
20 |
4.8 |
28.1 |
19.6 | |
13.10 |
19 |
0.9 |
2.9 |
0.8 |
2.1 |
13.18 |
21 |
0.5 |
1.3 |
— 0.7 | |
13.23 |
171/2 |
0.5 |
0.4 |
— |
0.1 |
13.32 |
23 |
—1.6 |
— 2.4 |
0.9 |
— 2.9 |
13.45 |
27 |
6.2 |
— 9.6 |
—2.4 |
— 7.1 |
Met zekerheid kan men nit bovenstaande Tabel af leiden
dat de overgangstemperatuur van tinnbsp;^e^^^
1 atmosfeer ligt tusschen 13.1° O. en 13.3 C. d. w. z.
%otndien blykt uii het voorgaandenbsp;'
waarvan wij in de Inleiding en in Hoof dstuk Vil blz. 122
gewag maakten, hier geen sprake is.nbsp;? U
optredende vertragingsverschijnselen heeft -^et^^^^^^^^^
gLgspunt van tin slechts tusschen.12 en 14.3 C kunnen
faÏÏeven. Dit traject van 2.3° brachten -J ^^
O 2° C Ongetwijfeld zal het mogehjk zijn door .de tijd
.an waarneming te verlengen de overgangstemperatuur
van tin binnen nog enger grenzen te bepalen.
HOOFDSTUK X.
De invloed van druk op de omzetting
grauw tin -^ wit tin.
A. Inleiding.
,,It would be of interest to start with pure gray tin
and subject this to pressure at a low temperature . . . .quot;,
Met deze opmerking besloot Bridgman i) een korte be-
schouwing over tin, waarin hij deed uitkomen, dat, gezien
de enorme traagheid, waarmede reeds bij de druk van één
atmosfeer de overgang grauw tin ^ wit tin verloopt,
het bestudeeren van deze omzetting onder hooge drukken
eenig resultaat niet kan opleveren. Latere onderzoekingen
van anderen betreffende dit onderwerp deden de boven-
genoemde wensch van Bridgman nog meer naar voren
treden, daar bleek, dat zij zijn conclusie slechts konden
bevestigen.
Een nadere bespreking van het bij die metingen ge-
bruikte tin zal leeren, dat de oorzaak van die vertragings-
verschijnselen in de voorgeschiedenis moet worden gezocht.
Daar wij konden beschikken over een tinpreparaat, dat
onder de druk van 1 Atmosfeer zeer actief was, lag het
voor de hand na te gaan of een dergelijk materiaal die
eigenschap ook onder hooge druk zou vertoonen.
Het bleek een afzonderlijk onderzoek te zullen vorderen,
indien wij d. i. de verandering van de overgangstem-
1) Proc. Am. Acad. Art. Sci. 52, 164 (1916).
-ocr page 153-peratuur met een druk-verandering van 1 atmosfeer,
zouden willen bepalen, zoodat wij ons ertoe beperkten
te onderzoeken, of inderdaad een volgens onze methode
(zie blz. 50) geactiveerd tinpreparaat zich onder verschil-
lende drukken (de laagste was 25, de hoogste 200 atmo-
sferen) bij 13.2° C. omzette. Wij kozen 13.2° C. als meet-
temperatuur, daar deze bij de druk van 1 atmosfeer het
overgangspunt is, waarbij dus een omzetting van de eene
in de andere modificatie niet plaats vindt.
Volgens het bekende beginsel van van 't Hoff en
Le Chatelier daalt de overgangstemperatuur met stij-
gende druk, daar de boven 13.2° C. (en 1 atmosfeer)
bestendige modificatie (het witte tin) met volume-
vermeerdering in de beneden 13.2° C. (en 1 atmosfeer)
bestendige vorm (het grauwe tin) overgaat. Het verband
tusschen de overgangstemperatuur en de druk blijkt uit
Tabel 35.
Tabel 35.
Kolom 1
Kolom 2
Druk in atmosferen |
Overgangstemperatuur |
1 |
13.2 |
25 |
11.8 |
50 |
10.4 |
100 |
7.6 |
120 |
6.5 |
150 |
4.9 |
250 |
2.1 |
In de 2e Kolom vindt men vermeld de overgangstem-
peraturen, welke bij de drukken in de le Kolom behooren;
wij berekenden die temperaturen door middel van de
waarde voor = —0.0556 g'^^^'^/atmosfeer, welke door
Cohen en Douwes Dekker i) met behulp van gegevens
uit de literatuur werd afgeleid. Wij moeten er evenwel
op wijzen, dat men volgens hen een niet te groote waarde
aan dit getal mag hechten, zoolang de overgangswarmte
niet nauwkeurig bekend is.
Uit het feit, dat de overgangstemperatuur daalt met
stijgende druk, volgt, dat de omzetting van tin bij 13.2° C.
onder drukken grooter dan 1 atmosfeer van de grauwe
naar de witte modificatie verloopt.
Wat betreft de invloed op de omzettingssnelheid van
grauw tin —^ wit tin van de druk moet men rekening
houden met het feit, dat de overgangstemperatuur door
druk verlaagd wordt. Dat wil zeggen, dat indien men de
omzetting grauw tin ^ wit tin bestudeert, terwijl de
proeftemperatuur in beide gevallen het zelfde aantal
graden aan de zelfde kant van de resp. overgangspunten
ligt, de absolute temperatuur in het eerste geval lager is
dan in het tweede; in het eerste geval is dus ook de
omzettingssnelheid, onder overigens dezelfde omstandig-
heden, kleiner dan in het tweede.
In de volgende bladzijden zullen wij eerst de oudere
onderzoekingen (slechts een tweetal) behandelen en daarna
het overige gedeelte van dit hoofdstuk aan eigen metingen
wijden.
B. Oudere onderzoeJcingen.
Ernst Cohen en Douwes Dekker hebben in 1927
getracht de invloed van de druk op de overgangstempe-
ratuur van tin te bepalen, teneinde experimenteel de
1) Douwes Dekker, Diss. Utrecht 1927, blz. 76.
-ocr page 155-bovenvermelde berekende waarde van — te controleeren
welke, zooals wij reeds opmerkten, om bepaalde redenen
niet te vertrouwen was i) .
Hoewel zij konden beschikken over een gevoelig mstru-
ment, dat zeer kleine volümeveranderingen onder druk
vermocht aan te toonen, slaagden zij er niet in eenige
omzetting onder druk van de grauwe in de witte modifi-
catie vast te stellen.
Ongetwijfeld lag de oorzaak van deze mislukking in de
bereiding van het onderzochte tinpreparaat. Dit bestond
uit een mengsel van 75 % grauw en 25 % wit tin, dat
elk afzonderlijk herhaaldelijk aan de lucht was omgezet.
Hoewel het herhaaldelijk omzetten, mits niet te ver door-
gevoerd, de omzettingssnelheid bevordert, heeft de om-
standigheid, dat deze bewerking aan de lucht plaats vond,
waardoor dus oxydatie van het fijn verdeelde tin optrad,
juist een tegengesteld effect op de omzettingssnelheid
(zie blz. 47). Bovendien bereidden zij het mengsel der
twee modificaties door mechanische menging en niet door
een gedeelte (25 %) van het grauwe tin in het witte te
doen omzetten, in welk laatste geval een veel mmger
contact tusschen beide componenten verkregen wordt.
Tenslotte.zij nog medegedeeld, dat zij ondanks de groote
hoeveelheid gebruikt tin, (namelijk 100 gram)
gedurende 5 dagen bij 6.7° en 147 atmosferen,
gedurende 7 dagen bij 6.8° en 127 atmosferen en
gedurende 4 dagen bij 6.8° en 192 atmosferen een om-
zetting niet konden opmerken.
In 1931 volgde een onderzoek van G. Tammann en
B Kohlhaas die, door bij veel hoogere drukken te
meten dan bij welke Cohen en Douwes Dekker werkten.
Dekker, Diss. Utrecht 1927 blz 76
J) Z. anorg. allgem. Chem. 199, 209, 222 (1931).
althans een omzetting van grauw in wit tin konden be-
werkstelligen.
Tammann bepaalde voor vier verschillende tempera-
turen de druk, waarbij het grauwe tin zich snel in het
witte omzette.
De resultaten van deze metingen, welke voor ons van
eenig belang zijn, geven wij in Tabel 36 weer.
De tweede kolom bevat de drukken, bij welke de
omzetting merkbaar begon, terwijl wij in de derde kolom
de overgangstemperaturen hebben genoteerd, welke bij
die drukken behooren en welke wij berekenden met behulp
van de waarde voor g = -0.0056 ër^^^U.^osieer-
Kolom 1
Tabel 36.
Kolom 2
Kolom 3
Meet-temperatuur |
Druk in KG/cm^ |
Overgangstemperatuur |
2.0 |
1650 |
—79 |
10.0 |
1050 |
—45.2 |
25.0 |
500 |
—14.6 |
40.0 |
100 |
-f 7.6 |
Dat ook hier groote vertraging van de omzetting een
jol moet spelen, blijkt wel uit het feit, dat b.v. bij 25° C.
een druk van 500 KG/cm^ noodig is, om een snelle om-
zetting te bewerken, terwijl wij hetzelfde resultaat ver-
kregen met een geactiveerd tinpreparaat bij dezelfde
temperatuur en één atmosfeer. Deze temperatuur ligt bij
een druk van 500 KG/cm^ niet minder dan 40 graden
boven het overgangspunt bij die druk!
Daar gegevens omtrent de hoeveelheid onderzocht tin,
-ocr page 157-de tijden van waarneming en ook die van de omzettings-
snelheden bij Tammann ontbreken, moeten wij ons ertoe
bepalen alleen de bereiding van het door hem gebruikte
tinpreparaat aan een critisehe beschouwing te onder-
werpen.
Het tin was afkomstig uit het van 't Hoff-Laborato-
rium en, zooals Tammann dit uitdrukt: ,,ein körniges
älteres Präparat von grauem Zinn, das jedenfalls schon
längere Zeit bei Temperaturen über 18.0 aufbewahrt
worden warquot;.
Een bepaling van de dichtheid wees uit, dat het tin
voor 40 % in de witte modificatie was overgegaan. Onge-
twijfeld was dit tin gedurende het bewaren aan het opper-
vlak geoxydeerd. Het werd drie dagen onder een alcoho-
lische pinkzoutoplossing bij —10° C. gehouden, teneinde
het aanwezige witte tin in de grauwe modificatie te doen
overgaan. Dat zich in dit aldus verkregen grauwe tin
nog vrij veel SnOg bevond, bleek wel uit de bepaling van
de dichtheid, welke volgens Tammann 2.4 % kleiner was
dan de door Cohen en J. Olie Jr. gevonden waarde
van de dichtheid van grauw tin (gemeten bij 18° C.). Het
feit alleen, dat de tindeeltjes met een oxydehuidje bedekt
waren, kan reeds de optredende vertragingsverschijnselen
verklaren. Alleen van die deeltjes, welke zich in de witte
modificatie bevonden, kan men aannemen, dat door de
overgang naar de grauwe vorm de oxydehuidjes verbroken
werden.
Evenwel moet dit tin toch weer geoxydeerd zijn na het
drogen en het brengen in het druktoestel.
Daar nadere nauwkeurige gegevens omtrent de behan-
deling van het tinpreparaat ten eenenmale ontbreken, is
het onmogelijk andere factoren, welke de omzettingssnel-
heid hebben vertraagd, op te sporen.
1) Z. physik. Chem. 71, 385 (1910).
-ocr page 158-C. Eigen onderzoekingen omtrent de omzetting grauw
tin-wit tin onder druk.
a. Inleiding.
Deze werden uitgevoerd met behulp van de druktoe-
stellen, welke reeds bij zoo vele pïezochemische onder-
zoekingen van Ernst Cohen en zijne medewerkers hebben
dienst gedaan. In de daarover verschenen publicaties kan
men een beschrijving van deze apparaten en de daarmee
verkregen resultaten tot in bijzonderheden aantreffen,
terwijl Ernst Cohen i) in zijn twee bekende werken over
Piëzochemie een samenvattend overzicht het licht deed
zien. Wij kunnen daarom volstaan met naar deze literatuur
voor nadere bijzonderheden te verwijzen.
Evenwel zal één onderdeel van de drukinrichting meer
uitvoerig beschreven worden, namelijk de compressiebom,
daar dit noodig is in verband met de bespreking van de
methode, welke ons in staat stelde de omzetting grauw
tin-wit tin onder druk waar te nemen.
Het tinpreparaat bevond zich in een voor dat doel
geschikt instrument, dat wij de naam van drukdilato-
meter gegeven hebben.
In de volgende bladzijden zullen wij eerst de druk-
dilatometer en de compressiebom, daarna de meetmethode
en tenslotte de uitgevoerde metingen en hun resultaten
beschrijven.
b. De drukdilatometer en de compressiebom.
Het leek ons gewenscht een methode toe te passen,
welke het mogelijk maakt een volume verandering, in ons
geval dus, die, waarmee de omzetting grauw tin wit
1)nbsp;Ernst Cohen en W. Schut, Pïezocliemie kondensierter Systeme,
Leipzig 1919.
2)nbsp;Ernst Cohen, Physikalisch-chemische Metamorphose und einige pïe-
zochemische Probleme, quot;Leipzig 1927.
tin onder druk gepaard gaat, op willekeurige tijdstippen
te kunnen waarnemen, dus op dezelfde wijze, zooals men
dit doet bij de druk van 1 Atmosfeer met behulp van een
dilatometer. Als tweede voorwaarde stelden wij, dat de
bepalingen bij constante temperatuur en constante druk
moesten plaats vinden. Wij wilden er namelijk zeker van
zijn, dat een waargenomen volume-verandering alleen het
gevolg was van de te verwachten enantiotrope omzetting
bij de druk en de temperatuur, bij welke wij wenschten
te meten. Na uitvoerige studie van eenige piëzometers,
welke intusschen niet voor ons doel geschikt bleken, heb-
ben wij een toestel geconstrueerd, waarvan het principe
reeds in 1904 door Lussanai) voor een overeenkomstig
doel was toegepast. Het is het volgende :
Het bepalen van een volume-verandering, veroorzaakt
door een enantiotrope omzetting, wordt teruggebracht tot
het meten van de weerstandsverandering, welke een zeer
dunne platinadraad, gespannen in de as van een gedeel-
telijk met kwik gevulde glazen buis, ondergaat, indien
tengevolge van die volume-verandering het kwik in de
glazen buis stijgt of daalt. De weerstand van het kwik
mocht, daar het zich in een betrekkelijk wijde capillair
(3 mm) bevond, t.o.v. die van de platinadraad, worden
verwaarloosd.
Dank zij het feit, dat men, zoo noodig, elk oogenblik
de weerstand van de platinadraad en dus de stand van
de kwikmeniscus kan bepalen, houdt men voortdurend
electrischquot; een oog op hetgeen zich in het apparaat
onder druk afspeelt. Bovendien kunnen druk en tempe-
ratuur gedurende de metingen constant gehouden worden,
zoodat de volume-verandering, tengevolge van omzetting
van de eene tinmodificatie in de andere, berekend uit de
waargenomen weerstandsverandering, inderdaad die is,
1) Nuovo Cimento (5) 7, 355 (1904).nbsp;,,, . „ r^o
Zie ook W. J. van Heteren, Chem. Weekblad 2, 53 (19U£)).
-ocr page 160-welke bij de gewenschte temperatuur en druk heeft plaats
gevonden.
Alvorens de methode tot bepaling van de weerstand
te behandelen, geven wij eerst een beschrijving van de
drukdilatometer, waarin bovengenoemd principe werd
toegepast.
In Fig. 15 is de drukdilato-
meter op ware grootte afgebeeld.
In verband met de afmetingen
van de inwendige ruimte van de
compressiebom moest het appa-
raat passen in een cylinder met
een doorsnede van 40 mm, terwijl
het apparaat om dezelfde reden
niet hooger dan 80 mm kon zijn.
Het uit Jena-glas vervaardigde
instrument bestaat uit twee ge-
deelten :
Ten eerste uit het reservoir A,
waaraan het conisch slijpstuk C om
hetwelk de glazen mantel B gesmol-
ten is en ten tweede uit de twee
maal omgebogen capillair DFE
(doorsnede : 3 mm), welke aan het eene einde een slijp-
stuk draagt, dat past op het slijpstuk C, aan het andere
einde uitloopt in het open gedeelte E (doorsnede : 3 mm).
Dit gedeelte E is verwijd, teneinde te kunnen voorkomen,
dat de olie, welke de drukdilatometer in de compressie-
bom omringt, tengevolge van een volume verandering in
het apparaat de aanstonds te noemen platinadraad zou
kunnen bereiken, waardoor versmering van die draad
zou plaats vinden. Tusschen de platinahaakjes GM en
FL is een platinadraad gespannen, welke 55 mm lang
en 0.05 mm dik is. Deze grijpt met een lus om het haakje
FL, terwijl het andere einde vele malen om het haakje
GM is gewikkeld en aangedrukt. De platinadraad was
„gealtertquot; door deze gedurende eenige uren in een por-
celeinen kroesje te gloeien.
De platinahaakjes FL en GM zijn door de glaswand
gesmolten en steken elk in een verticaal geplaatste glas-
capillair K (doorsnede 2 mm).
Het vullen van de drukdilatometer heeft op de volgende
wijze plaats :
Men weegt een bepaalde hoeveelheid tin (ongeveer
26 gram) in het reservoir A en voegt hieraan xylol toe.
Met behulp van een handpomp wordt de in het tin en
in de xylol aanwezige lucht verwijderd.
Daarna plaatst men het gedeelte DFE, dat volgens een
nader aan te geven methode ontvet was (zie blz. 152),
op het slijpstuk C. Dit is tevoren bevochtigd met eenige
druppels glycerine, teneinde het lekken van xyloL langs
het slijpstuk te voorkomen.
Er was nl. gebleken, dat be-
vochtiging van het slijpstuk met
xylol of invetten met Eamsay-vet
steeds lekkage van xylol met zich
bracht. De toepassing van glyce-
rine geschiedde op raad van den
Heer E. C. H. Kolvoort, chem.
cand., wien wij hiervoor op deze
plaats hartelijk dank zeggen.
Na het slijpstuk C eerst eenige
malen rondgedraaid en vervolgens
goed aangedrukt te hebben, vult
men door luchtledig pompen en
doen terugslaan van xylol, de druk-
dilatometer verder met xylol aan.
Hiertoe maakten wij van het van
glas vervaardigde apparaat ge-
bruik, dat in Fig. 16 is afgebeeld.nbsp;Figuur 16.
Dit apparaat plaatsten wij met de capillair E op het
open einde van de drukdilatometer, dat met een door-
hoorde kurk afgesloten is.
Aan de buis V is een handluchtpomp aangesloten. De
kraan T wordt gesloten en vervolgens vult men het
reservoir U met xylol. Men opent kraan O en pompt met
behulp van de handpomp het geheel zooveel mogelijk
luchtledig. Daarna sluit men kraan O en opent kraan T.
De xylol slaat dan in de drukdilatometer. De verwijding
Q dient om bij herhaald pompen het overspatten van
xylol te voorkomen.
De buis M heeft ten doel mogelijke verontreinigingen
uit de handpomp op te vangen.
Na het vullen van het apparaat met xylol brengt men,
met behulp van een glascapillair, ongeveer zooveel kwik
in de glazen buis DFE, als in de Figuur geteekend is.
De toegevoegde hoeveelheid kwik was zoodanig ge-
kozen, dat de kwakmeniscus zich tijdens de metingen
altijd tusschen de platinahaakjes bevond.
Het door ons gebruikte kwik was tevoren 2 maal ge-
destilleerd en door verwarming van lucht bevrijd. De door
het kwik verdreven xylol wordt met behulp van een
glascapillair weggezogen ; op deze wijze droogt men ook
de ruimte HE van de glazen buis.
Dan giet men op het kwik zooveel tetrachloorkoolstof,
tot deze enkele millimeters boven het platinahaakje MG
staat. Deze, tevoren gedestilleerde, CCI4 dient om de pla-
tinadraad en de glaswand, welke zich boven de kwik-
meniscus bevinden, vetvrij te houden.
Teneinde de tetrachloorkoolstof van de olie te kunnen
scheiden, waarin, zooals reeds gezegd, het apparaat zich
in de compressiebom bevindt, vult men de ruimte GE
verder met gedestilleerd water aan.
Tenslotte giet men kwik in de capillairen KK en in
de ruimte BB en bedekt ook dit met gedestilleerd water.
eveneens om directe aanraking van
het kwik met de olie te beletten.
Het kwik in BB dient om te voor-
komen, dat de glycerine van het
slijpstuk zich met olie uit de com-
pressiebom zou kunnen mengen.
Nadat de drukdilatometer op de
beschreven wijze gevuld is, plaatst
men het apparaat in het ijzeren
mandje M (afgebeeld in Fig. 17),
0^,6.1 I I I M L-LU
Figuur 18.
dat met behulp van de
armpjes NN aan de bom-
stop van de compressie-
bom wordt gehangen.
In Fig. 18 is deze com-
pressiebom weergegeven.
Het is een holle stalen
cylinder AA, inwendig 18
cm diep en 4 cm wijd,
welke door de capillair F
met een hooge-drukinrich-
ting in verbinding staat
en afgesloten kan worden
met de als bajonetafslui-
ting werkende bomstop B.
De lederen mantel MM is
zoodanig aangebracht, dat
deze beter afsluit, naar-
mate de druk van de olie
in de compressiebom hoo-
ger wordt opgevoerd. In
de bomstop bevindt zich
N
N | ||
0 o^o |
1 | |
0 O 0 |
O | |
0 O 0 |
Figuur 17.
een zeer nauwe capillair DD, door welke 4 geïsoleerde
platinadraden loopen, welke 4 klemschroeven, buiten
op de bomstop bevestigd (C, D en E zijn zichtbaar
in de Figuur), verbinden met 4 koperen stiftjes, (de
klemschroeven C', D' en E' in de Figuur waren door
bedoelde koperen stiftjes vervangen), welke onder de
bomstop uitsteken.
Aan elk van een tweetal naast elkaar staande stiftjes,
welke door een koperdraad verbonden waren met het
overstaande stiftje, hadden wij een koperdraadje gesol-
deerd. Het eene koperdraadje steekt, tijdens de proef,
in het kwik van de capillair KM, het andere in het kwik
van de capillair KL van de drukdilatometer. Van elk
der 4 klemschroeven, buiten op de bomstop, ging een
koperdraad naar de meetinstrumenten, met behulp van
welke de weerstand van de platinadraad in de druk-
dilatometer werd bepaald. Wij hadden kunnen volstaan
met slechts twee klemschroeven; in verband met de
verschillende manipulaties was het evenwel handiger
volgens boven beschreven methode de vier klemschroe-
ven te gebruiken.
Teneinde de nawerking van het glas van de drukdilato-
meter tot een minimum te reduceeren, hielden wij deze
vóórdat wij tot de eigenlijke metingen overgingen, ge-
durende 24 uur op een druk, hooger dan de hoogste druk,
welke wij het tin tijdens onze bepalingen deden ondergaan.
c. De toestellen ter bepaling van de weerstand.
Bij de weerstandsbepaling van het systeem platina-
draad-kwik, maakten wij gebruik van een methode, door
W. Jaeger beschreven i), aan welke de bekende schake-
ling volgens POGGENDOEFF ten grondslag ligt. Zij maakte
het mogelijk de kleine weerstandsveranderingen in het
O W. Jaeger, Elektrische Messtechnik, Leipzig, 1917 blz. 297.
-ocr page 165-genoemde systeem, welke bij de enantiotrope omzetting
plaatsvonden, nauwkeurig te meten. Die veranderingen
konden uit den aard der zaak ook daarom niet groot zijn,
wijl het noodzakelijk was een betrekkelijk wijde glazen
buis te gebruiken (zooals reeds vermeld, 3 mm), teneinde
ten eerste de weerstand van het kwik t.o.v. die van de
platinadraad te mogen verwaarloozen en ten tweede het
mogelijk te maken druk en temperatuur, terwijl het appa-
raat zich in de bom bevond, met een behoorlijk bedrag
te kunnen varieeren (resp. 200 atmosferen en 10 graden
Celsius), zonder dat de kwikmeniscus tengevolge van die
druk- (en temperatuur-)verandering boven of beneden
de platinadraad komt. Een zeer snelle meting van de
weerstand was noodzakelijk, teneinde te voorkomen, dat
de weerstand van de Pt-draad door de tijdens de meting
doorgeleide stroom zou kunnen verwarmd worden.
Genoemde compensatiemethode pasten wij als volgt toe:
Door een bekende weerstand Wj en een onbekende Wg
(in ons geval dus die van de platinadraad) stuurt men
een constante stroom. Dan zijn w^ en Wa evenredig met
heb potentiaal-verschil Ci over w^ en e^ o^er Wg; Ci en
Ca kompenseert men achtereenvolgens met een voor elk
geval bepaald potentiaalverschil, afgetakt in een potentio-
meter, welke bestaat uit een zeer fijn regelbare weerstand,
door welke een constante stroom loopt. Ci en e^ zijn
evenredig met de resp. op de potentiometer afgelezen
waarden Wg en w^. Men kan dus w^ berekenen uit de
eenvoudige vergelijking Wi : Wa Wg : W4.
Aan de hand van Fig. 19 zullen wij thans de electrische
schakeling van de toestellen bespreken, welke dienden
ter bepaling van bovengenoemde weerstand.
Het belangrijkste toestel is de potentiometer (Nalder
Bros Co. London No. 15, 187). Hierin doorloopt
de stroom, geleverd door de werkaccumulator Ag (na de
stroomsluiter F te hebben gepasseerd), eerst 150 gelijke
weerstanden, in een cirkel om G gelegen), daarna 100
eveneens gelijke weerstanden (om H), waarvan de weer-
stand in totaal gelijk is aan die van één weerstand van
eerstgenoemde schaal, vervolgens de weerstanden K en J
(welke wij bij onze metingen niet gebruikten) en keert
dan naar A^ terug. Het is mogelijk met behulp van de
150 -j- 100 weerstanden het potentiaalverschil in de po-
tentiometer met 1 op 15000 te veranderen.
Het potentiaalverschil, afgetakt tusschen de sleepcon-
takten G en H, kan men door regelen met G en H achter-
eenvolgens (met behulp van de omschakelaar L) compen-
seeren door het potentiaalverschil aan de einden van de
bekende weerstand mn (ter waarde van 2.9 Q) of door
het potentiaalverschil aan de einden van de buiten het
kwik stekende platinadraad E (eigenlijk van het systeem
platinadraad-kwik-toevoerdraden). Op het oogenblik, dat
compensatie intreedt, slaat de galvanometer L met meer
uit Deze was een spiegelgalvanometer van Leeds en
Noethrup te Philadelphia No. 205265, geplaatst in een
notenhouten kistje. Dit heeft in de voorwand een recht-
hoekige opening, waarin een matglazen plaat, voorzien
van een horizontale schaalverdeeling B, waarvan het
nulpunt in het midden is geplaatst. Op deze schaalver-
deeling weerkaatst de spiegel van de galvanometer het
beeld van de gloeidraad van een lamp, welke zich eveneens
in het kistje bevindt. De accumulator A3 levert de voor
het lampje benoodigde stroom.
De verplaatsing van H over één knop van de potentio-
meter had een verschuiving van de lichtstreep over 7
eenheden van de schaalverdeeling ten gevolge.
De stroom, welke de platinadraad (dus de onbekende
weerstand) en de bekende weerstand mn doorloopt, wordt
geleverd door de werkaccumulator Aj.
Mede is in deze stroomkring opgenomen een weerstand
van 100