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Metastabiler Zustand / Stabilität
 
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Iron Fist
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Beitrag Iron Fist Verfasst am: 27. Mai 2022 09:55    Titel: Metastabiler Zustand / Stabilität Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Es gibt die labilen, metastabilen und stabilen Zustände.
Bei den metastabilen Zuständen reicht das überwinden einer Aktivierungsenergie um den stabieln Zustand zu erreichen.
Im Internet liest es sich so, dass eine Umwandlung allmählich sowieso abläuft, auch wenn die Aktivierungsenergie nicht zur Verfügung steht.
Einfach weil das Bestreben da ist, den energetisch günstigsten Zustand zu erreichen.
Bei Zinn ist es ja so, das ab 13 Grad das Zinn zerfällt, bekannt als Zinnpest. Jetzt gibt es aber Jahrhunderte alte Zinn Denkmäler usw. die noch unverändert sind.
Auch bei der Umwandlung von Austenit zu Martensit benötigt man teils sehr tiefe Temperaturn oder mechanische Spannungen die anliegen müssen.
Jetzt zu meiner Frage.
Ist es wirklich so das sich alles ganz allmählich umwandelt, auch wenn die AE fehlt in diesem Fall als Tieftemperatur oder entsprechend hohe Spannung?
Es gibt ja auch den Tunneleffekt mit dem man die AE umgehen kann.
Wenn die Umwandlung immer abläuft, auch ohne das aufbringen der nötigen AE, dann würde das ja bedeuten, dass sich Zinn ganz langsam trotzdem umwandelt, und das bei einem Austenit, so bald eine mechanische Spannung anliegt, auch wenn diese viel zu gering ist um eine Martensitbildung anzustoßen, sich mit der Zeit dann doch Martensit bildet.
Vermutlich zwar erst nach ein paar hundert Jahren, aber es würde passieren. Oder ist die Barriere der AE dann doch zu hoch? Sprich, wenn nicht genug davon aufgebracht wird, passiert auch in 1000 Jahren keine veränderung am Zustand.

Meine Ideen:
Ich weiß es ehrlich gesagt nicht. ich denke ja eigentlich nicht das sich etwas umwandeln kann ohne genügend hohe AE, aber im Internet liest es sich anders und auch Experten aus der Chemie haben sich schon dahin gehend geäußert das je nach Umwandlung das teils schneller und teils langsamer abläuft, ggf. auch ohne genügend AE zu haben.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5082

Beitrag DrStupid Verfasst am: 27. Mai 2022 14:19    Titel: Re: Metastabiler Zustand / Stabilität Antworten mit Zitat

Iron Fist hat Folgendes geschrieben:
Im Internet liest es sich so, dass eine Umwandlung allmählich sowieso abläuft, auch wenn die Aktivierungsenergie nicht zur Verfügung steht.


Ein typisches Beispiel für einen metastabilen Zustand ist ein Diamant. Da kannst Du lange darauf warten, dass er sich ohne hinreichende Aktivierungsenergie in Graphit umwandelt oder spontan an der Luft verbrennt. Ohne Aktivierungsenergie keine Reaktion.

Iron Fist hat Folgendes geschrieben:
Bei Zinn ist es ja so, das ab 13 Grad das Zinn zerfällt, bekannt als Zinnpest. Jetzt gibt es aber Jahrhunderte alte Zinn Denkmäler usw. die noch unverändert sind.


Der Beginn der Zinnpest wird durch die Verschiebung eines Gleichgewichtes ausgelöst. Oberhalb von ca. 13 °C liegt es auf der Seite des metallischen β-Zinns und darunter auf der Seite des kristallinen α-Zinns. Mit der Änderung der Temperatur ändert sich der Zustand der Phasen von stabil zu metastabil und umgekehrt. Die Aktivierungsenergie kann nur dabei mitreden, ob und wenn ja wie schnell die Phasenänderung verläuft, aber nicht in welche Richtung.

Iron Fist hat Folgendes geschrieben:
Es gibt ja auch den Tunneleffekt mit dem man die AE umgehen kann.


Der Tunneleffekt spielt in der Chemie keine große Rolle. Hier ist eher die Maxwell-Boltzmann-Verteilung entscheidend.

Iron Fist hat Folgendes geschrieben:
Ich weiß es ehrlich gesagt nicht. ich denke ja eigentlich nicht das sich etwas umwandeln kann ohne genügend hohe AE, aber im Internet liest es sich anders und auch Experten aus der Chemie haben sich schon dahin gehend geäußert das je nach Umwandlung das teils schneller und teils langsamer abläuft, ggf. auch ohne genügend AE zu haben.


Ich fürchte, Du hast eine völlig falsche Vorstellung von der Aktivierungsenergie und ihrer Bedeutung bei Reaktionen. Um zu entscheiden, wie weit ich bei der Erklärung ausholen muss, müsste ich aber wissen, welche Vorkenntnisse Du hast.
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