The density of liquid bismuth and of dilute solutions of copper in liquid bismuth

• Published in: Journal of nuclear materials Vol. 5; no. 1; pp. 12 - 16
• Main Authors: Strauss, S.W., Richards, L.E.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier B.V 1962
• ISSN: 0022-3115; 1873-4820
• DOI: 10.1016/0022-3115(62)90037-5

Using a modified Archimedean method, the density of liquid bismuth was measured in the range 400°–800° C, and densities of liquid bismuth-copper solutions containing up to about 3.5 at % copper were measured in the range 790°–810° C. The molal volumes of bismuth-copper solutions calculated from the experimentally determined densities were found to be less than those calculated from the rule of mixtures. Partial molal volumes for bismuth and for copper were estimated by the method of intercepts. The results indicate that, as in the case of lead-nickel and lead-copper solutions, the partial molal volume of the solvent, bismuth in the present study, does not differ significantly from its molal volume, and the partial molal volume of the solute approaches a value of zero at high dilution. On a mesuré, en utilisant une méthode dérivée de celle d'Archimède, la densité du bismuth liquide entre 400° C et 800° C, ainsi que la densité de solutions de cuivre dans le bismuth liquide, contenant jusqu'à 3,5 % at. de cuivre, entre 790 et 810° C. On a trouvé que les volumes molaires des solutions bismuth-cuivre calculés à partir des densités mesurées sont inférieurs à ceux calculés d'après la régle des mélanges. On a évalué les volumes molaires partiels du bismuth et du cuivre par la méthode des “intercepts” (méthode utilisant l'ordonnée à l'origine de la tangente à la courbe représentant la propriété molaire mesurée en fonction de la fraction molaire d'un des constituants). Les résultats indiquent, comme dans le cas des solutions plomb-nickel et plomb-cuivre, que le volume molaire partiel du solvant — ici, le bismuth — ne diffère pratiquement pas de son volume molaire à l'état pur, et que le volume molaire partiel du soluté tend vers zéro à grande dilution. Mit Hilfe einer modifizierten archimedischen Methode wurde die Dichte von flüssigem Wismut in dem Temperaturbereich von 400–800° C bestimmt. Ausserdem wurden die Dichten von flüssigem Wismut-Kupfer-Lösungen mit 3,5 At.- % Kupferim Temperaturbereich von 790–810° C gemessen. Das Molvolumen der Wismut-Kupfer-Lösung, das aus dem experimentell bestimmten Dichten berechnet wurde, ist vergleichsweise niedriger als das Molvolumen, das aus der Mischungsregel folgt. Das partielle Molvolumen für Wismut und für Kupfer wurde mit Hilfe der Auffangmethode geschätzt. Die Ergebnisse zeigen, dass—ähnlich wie im Fall Blei-Nickel und Blei-Kupfer—das Partial-Molvolumen des Lösungsmittels —im gegenwärtigen Fall also Wismut—sich nicht wesentlich unterscheidet von seinem Molvolumen. Das Partialvolumen des gelösten Metalls hat annährend den Wert o bei hoher Verdünnung.