Determinatio stabilitatis chemicae materialium ex sequentibus aspectibus fieri potest:
I. Analysis Theoretica
1. Analysis Compositionis Chemicae
– Intellectus compositionis chymicae materiae est fundamentum iudicandi eius stabilitatem chymicam. Exempli gratia, in materialibus metallicis, stabilitas chymica metallorum purorum saepe ad locum eorum in serie activitatis metallicae refertur. Metalla pretiosa, ut aurum (Au) et platinum (Pt), proprietates chymicas relativè stabiles habent, quia in parte posteriori seriei activitatis metallicae collocantur nec facile cum acidis, alkalinis et salsis communibus reagunt. Metalla ut ferrum (Fe) et zincum (Zn) relativè activa sunt et stabilitatem chymicam paulo deterioris habent.
– Pro materialibus polymericis, eorum stabilitas chemica ad structuram et compositionem catenarum molecularium pertinet. Materialia polymerica quae plures leges insaturatas (ut leges duplas carboni-carboni) continent, fortasse minorem stabilitatem chemicam habent, quia leges insaturatae ad reactiones additionis, oxidationis, et aliarum sunt propensae. Exempli gratia, gutta percha naturalis multas leges duplas carboni-carboni continet et facile ab aere oxidadur, quod ad vetustatem guttae perchae ducit.
2. Analysis Structurae Crystallica (pro Materialibus Crystallicis)
– Structura crystallica materialium stabilitatem chemicam afficere potest. Exempli gratia, in crystallis metallicis, structurae crystallicae densissime impilatae (ut impilatio cubica centri faciei et impilatio hexagonalis densissima) saepius stabiliores sunt quam crystalli metallorum structurae impilationis cubicis centri corporis. Hoc fit quia structura densissime impilata leges inter atomos propiores efficit et externa substantia penetrare atque reagere difficilius reddit.
— Pro cristallis ionici, magnitudo energiae reticularis etiam earum stabilitatem chemicam reflectere potest. Cristalla ionica alta energia reticulari (ut magnesium oxidum MgO) habent relativam stabilitatem chemicam altam, quia vincula ionica sunt fortia et quantitas energiae relativae magnae requiritur ad haec vincula ionica rumpenda, ita ut cristalla minus probabile sit reactiones chimicas sub condicionibus normalibus subire.
II. Experimenta
1. Experimenta de Resistentia ad Corrosionem
Experientia pulveris salini: Haec est methodus examinis late usitata pro materiis metallicis et materiis cum tectis protectoribus. Exempla materiae in camera experimenti pulveris salini ponuntur, et solutio chloridi sodii spargitur (exempli gratia, in experientia neutrali pulveris salini utiturur salina solutio chloridi sodii concentratione 50 g/L et pH inter 6,5 et 7,5) ad simulandum ambientes salinos, uti oceanus aut regiones littorales. Observatur num in superficie materiae intra certum tempus (exempli gratia, 24 horae, 48 horae, 72 horae, etc.) fenomena uti rubigo, corrosio, bullae, aliaque appareant. Si materia in brevi tempore manifestam corrosionem ostendit, id significat eius stabilitatem chemicam esse improbam.
– Experimentum Immersionis: Elige solutionem immersionis correspondenter secundum ambientem usus materiae. Exempli gratia, pro materialibus quae in ambiente acido uti possunt, haec in solutione acida certae concentrationis (ut sulfuricum acidum, hydrochloricum acidum, etc.) immergi possunt; pro materialibus quae in ambiente alkalino utuntur, haec in solutione alkalina (ut solutio hydroxidi sodii) immerguntur. Observa mutationem massae et morphologiae superficiei materiae durante processu immersionis. Si materia magnam perdit massam et foveolae corrosionis in superficie eius apparent durante processu immersionis, hoc indicat stabilitatem chemicam eius non esse bonam.
2. Experimenta Stabilitatis Thermalis
Analysis Thermogravimetra (TGA): Sub programmata temperaturae regula, relatio inter massam materiae et temperaturam mensuratur. Cum materia calefit, si aperta massa amittitur ad temperaturam relativam humilem, fortasse materia decompositionem, oxidationem, et alias reactiones chemicas subiit. Exempli gratia, quaedam organica materialia polymerica decompositionem thermicam subeunt ad altas temperaturas, et per TGA temperatura decompositionis thermicae determinari potest ut stabilitas eorum chemica in ambiente altarum temperaturarum aestimetur.
– Calorimetria Scansoria Differentialis (DSC): Hoc instrumentum mutationem caloris in materia durante processu calefactionis aut refrigerationis metiri potest. Si materia picus endothermicos aut exothermicos in processu calefactionis ostendit, haec causa transitionum phasium, reactionum chemicarum, etc. esse potest. Per analysim positionis et magnitudinis horum picatorum stabilitas chemica materiae aestimari potest. Exempli gratia, quaedam alligata ad certas temperaturas transitiones phasium experiuntur, quae transitiones stabilitatem chemicam materiae afficere possunt.
3. Experimenta de Stabilitate Oxidationis. Experimentum Acceleratum de Oxidatione: Ad materia quae oxidationi sunt obnoxia (ut metalla, pinguedines, etc.), stabilitas oxidationis per experimentum acceleratum de oxidatione aestimari potest. Exempli gratia, in ambiente altae temperaturae et alti contentus oxygenni, celeritas oxidationis materiae observatur. In metallis, crassitudo incrementi pelliculae oxydicae et augmentum massae metiuntur ut stabilitas oxidationis iudicetur. In pinguedinibus, gradus oxidationis per indicatores tales ut valor peroxidicus detegitur. Si materia celerem habet celeritatem oxidationis in experimento accelerato de oxidatione, hoc significat eius stabilitatem chemicam esse improbam.
4. Experimenta reactivitatis cum aliis substantiis – Materiali subici possunt experimenta contactus cum aliis substantiis, quibus forte continget (ut sunt solventa, alia materialia, etc.). Exempli gratia, pro materialibus imballagii, reactivitas cum componentibus ciborum (ut sunt pinguedines, acida, alkalina, etc.) examinanda est. Materiali simulacra ciborum admittuntur, et per detectionem utrum migratio substantiarum accidat necne et utrum ipsum materiale mutatum sit, eius stabilitas chemica aestimari potest. Pro materialibus compositis, necesse est explorare utrum reactiones chemicae inter diversa materialia eveniant, quae fortasse effectum generalem materiae impediunt.
EN