1.  Apparative Arbeiten /Technical Developments

2.  Methodische Entwicklungen 
     /Experimental Techniques

       Josef Tomiska

3.  Theoretische Arbeiten /Theoretical works
4.  Experimentelle Untersuchungen /Experimental Investigations
5.  Allgemeine Arbeiten

Experimentelle Bestimmungen der molaren Zusatzgrößen ZE werden häufig nicht nur durch die auftretenden apparativen und methodischen Schwierigkeiten, sondern auch durch Probleme bei der Auswertung der Meßdaten erschwert: Die Werte der molaren Zusatzgrößen ZE können nicht bei allen gewünschten Temperaturen und Zusammensetzungen experimentell bestimmt werden, denn der experimentelle Aufwand wäre viel zu hoch, und die Untersuchungen würden zuviel Zeit beanspruchen. Darüber hinaus können punktweise Messungen keine kontinuierliche Beschreibung des thermodynamischen Mischungsverhaltens ergeben, und die unvermeidlichen Meßstreuungen bedingen inkonsistente Funktionswerte.

Es werden demnach geeignete Auswerteverfahren benötigt, um aus einer realistischen Zahl von Meßwerten eine kontinuierliche und konsistente Beschreibung der interessierenden thermodynamischen Mischungseffekte ermitteln zu können. Früher konnten Meßergebnisse häufig nur mittels graphischer Methoden ausgewertet werden. Graphische Verfahren führen zwar zu kontinuierlichen, aber nicht zu konsistenten Werten für die Zusatzgrößen ZE. Zudem sind viele der vorgeschlagenen graphischen Auswertemethoden äußerst zeitraubend. Diese Schwierigkeiten können nur durch die Entwicklung EDV-gerechter algebraischer Auswerteverfahren überwunden werden.

1) Es gelang, mehrere EDV-gerechte Methoden zur Bestimmung der molaren Zusatzgrößen aus experimentellen Untersuchungen zu entwickeln:

a) die "Digital Intensity Ratio" (D.I.R.) - Methode zur Auswertung massenspektrometrischer Untersuchungen (2,19,28,35);

b) "Gesamtanpassungsverfahren" zur Auswertung von elektrochemischen (12), massenspektrometrischen (15) und kalorimetrischen (Publikation in Arbeit) Messungen an ternären Systemen;

c) Ein weiteres Gesamtanpassungsverfahren (39,51) ermöglicht die gleichzeitige Ermittlung der Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit der molaren Mischungsenthalpien von Systemen flüssiger Legierungen aus den Ergebnissen experimenteller Untersuchungen.

Die genannten Verfahren führen alle zu notwendigerweise konsistenter Beschreibung des thermodynamischen Mischungsverhaltens über den gesamten Konzentrationsbereich mit Hilfe eines einzigen Satzes von Parametern.

2) Ein allgemein anwendbarer Algorithmus zur Berechnung der Gleichgewichtskonzentrationen koexistierender Phasen wurde entwickelt, der auf dem verallgemeinerten Newton'schen Verfahren zur numerischen, aber beliebig genauen Lösung von Gleichungen beruht (3,38) und in Sekunden das fertige binäre Phasendiagramm liefert (bei Einsatz eines PC 486).

3) Es konnte auch ein Verfahren erarbeitet werden, das die Auswertung kalorimetrischer Untersuchungen an Legierungen mit nicht vernachlässigbaren Verdampfungsraten (17,18) ermöglicht. Die thermodynamische Auswertung solcher Untersuchungen muß über eine neue, verallgemeinerte Kalorimeterformel erfolgen, die in Arbeit (17) hergeleitet wurde.



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J. Tomiska  Phys.
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Universität Wien
© J.Tomiska, Univ. of Vienna, Inst. of Phys. Chemistry, A-1090 Vienna, AUSTRIA.