Keemia ja materjaliõpetuse eksam (1)

Tallinna Tehnikaülikool - Keemia - Keemia ja materjaliõpetus

4 HEA

Lõik failist

Sõnastage ja kommenteerige ( millistel juhtudel on vaja neid arvestada või kasutada) järgmised keemia valdkonnas kasutatavad keemia ja füüsika seadused: elementide ja nende ühendite omaduste muutumise perioodilisus , massi jäävus kinnises süsteemis, aine koostise püsivus (millistel juhtudel kehtib, millistel mitte, näited?), Archimedese seadus, Faraday seadused.

Elementide ja nende ühendite omaduste muutumise perioodilisus – Keemiliste elementide ja (mõnede) nendest moodustunud liht- ja liitainete omadused on perioodilises sõltuvuses elementide aatomite tuumalaengust (elementide aatommassist). Tuumalaengu kvantitatiivse muutusega kaasneb uute omadustega elemendi teke. Mendelejevi tabelis iga periood v.a. esimene algab aktiivse metalliga, lõpeb väärisgaasiga. Perioodi piires elementide järjenumbri kasvamisel nõrgenevad metallilised ja tugevnevad mittemetallilised omadused. Suurtes perioodides nn pea- kui ka kõrvalalarühmade elementide omadused korduvad perioodiliselt. Kahe esimese peaalarühma elemendid asuvad perioodi paarisarvulistes, ülejäänud paarituarvulistes ridades. Paarisarvulistes ridades on ülekaalus metallilised omadusded. Metallilised omadused tugevnevad peaalarühmas ülalt alla, mittemetallilised omadused aga nõrgenevad. VII-peaalarühmas on tüüpilised mittemetallid. Alates III peaalarühmast nim. suurte perioodide paarisarvuliste ridade elemente siirdeelementideks. Kõikides väikestes perioodides kasvab vasakult paremale liikudes elektronide arv aatomi välisel energia tasemel. Aatomite elektronkihtide perioodiline kordumine elementide järjenumbri kasvamisel toob endaga kaasa isoleeritud aatomite kogumi perioodilise kordumise.

Massi jäävus kinnises süsteemis – Reaktsioonist osa võtnud ainete mass võrdub reaktsioonisaaduste massiga (Lomonossov, 1756), st ainete mass ja süsteemi energiale vastav mass on jääv suurus. Tavaliste keemiliste reaktsioonide puhul massi muutusega (~10-9g) ei arvestata.

Aine koostise püsivuse seadus – Paljudel puhastel ainetel on püsiv koostis olenemata nende saamisviisist. Daltoniidid – ühendid, mille korral seadus kehtib (C + O2 -> CO2, CaCO3 -> CaO + CO2). Bertolliidid – ühendid, mille korral seadus ei kehti. Tahkete ainete puhul olenevad aine omadused üldjuhul saamisviisist nt. boksi ja teemanti erinevad omadused on tingitud nende saamisel erinevatel rõhkudel.

Archimedese seadus – Üleslükkejõud on võrdne vedeliku (gaasi) selle ruumiosa kaaluga, mille keha asendab e. välja tõrjub. Sellel põhimõttel töötab areomeeter , millega mõõdetakse vedeliku tihedust .

Faraday seadused – 1) Elektrolüüsil eraldunud aine mass (m) on võrdeline voolutugevuse (I) ja elektrolüüsi kestvusega (t) – seega elektrolüüti läbiva elektrihulgaga (m~I·t). 2) Võrdsete elektrihulkade mõjul elektrolüüsil eraldunud erinevate ainete masside suhe võrdub vastavate ioonide molaarmasside ja ioonlaengute jagatiste suhtega.

Aine ja materjali mõiste, nende eksisteerimise füüsikalised olekud tavatingimustel, rõhu ja temperatuuri mõju nende olekule ja püsivusele. Millest sõltuvad ainete ja materjalide kõik omadused? Ainete ja materjalide enamkasutatav klassifikatsioon , ainete ja materjalide tähistamine praktikas. Näited kõikidemõistete ja seletuste juurde.

Aine on osake, mis omab nii massi, kui mahtu. Võib eksisteerida gaasi, vedeliku või tahkisena. Temperatuuri ja/või rõhu tõustes läheb tahkis üle vedelikuks ning vedelik gaasiliseks. Puhaste ainete (suhteline mõiste) omadused sõltuvad elementkoostisest ja sisestruktuurist. Aineid klassifitseeritakse mingi ühise tunnuse või omaduse järgi (nt. ( komposiit materjalid; heterogeensed segud; homogeensed segud; kolloidid ) (lihtained; binaarsed ; polüelemedid> orgaanilised ained; anorgaanilised ained)).

Materjal on aine, mille kasutamisel ja töötlemisel ei toimu arvestatavaid keemilisi muutusi (nt. alumiiniumpotid, metallid, looduslikud ja sünteetilised kivimid, pooljuhid). Selle omadused sõltuvad nagu ainetelgi elementkoostisest ja struktuurist.

Ainete tähistamine: 1)NIMI a)Nimi ei anna infot aine päritolu, kasutamise ega omaduste kohta (kriit, vesi); b)Nimes sisaldub mingi info ( sooraud , seebikivi); c)Kaubanduslik nimi ei sisalda mingit infot (määrdeõli, kiudained ); 2)VALEM: a) Empiiriline – näitab aine elementaarkoostist ja elementide gruppide omavahelist suhet, erandjuhul näitab valem aine molekulaarkoostist (gaasid, vedelikud, molekulvõrega tahkised, nt. N2 ja CH4) Tahkete ioonvõrega ainetel molekule ei ole; b)Struktuuri valem – näitab lisaks elementide ja elemendi gruppide suhtele, kuidas need on omavahel seotud; c)Valem tähtede ja numbrite kombinatsiooniga N:El00-E199 toiduvärvid; d)Nomenklatuursed nimetused on standardiseeritud puhastele ainetele JUPAC poolt H2SO4 (tetraoksosulfaat(VI) vesinik ). Lisaks keemilisele tähestikule kasutatakse mitmeid numbrilisi koode, milledest tähtsamad on CAS ja EINEKS registrite numbrid . (CAS – Chemical Abstract Services (kemikaali (aine) reg. nr. andmebaasis ), EINEKS (European Inventon of Existing Commercial Chemical Substances) – on kemikaali (aine) reg. nr. Euroopa kaubanduslike ainete loetelus. CAS reg. nr. omistatakse ainele kui see lisatakse andmebaasi, igale CAS nr. vastab üks ja ainult üks aine. CAS nr. järgi saab Interneti kaudu kätte ka selle kemikaali ohutuskaardi.
3. Liht- ja liitaine , puhta aine, materjali, homogeense ja heterogeense segu mõisted. Vastavad näited. Reaktsiooni kiiruse mõiste, mõõtmine. Millised tegurid ja kuidas mõjutavad reaktsiooni kiirust homogeenses, millised heterogeenses süsteemis?

Lihtaineks nim. ainet, mis koosneb vaid ühe elemendi aatomitest, keemilises reaktsioonis ei saa seda lõhkuda lihtsamateks aineteks. Lihtaine valemina kasutatakse vastavate elementide sümboleid (üheaatomilised:Fe, Au, Ag, C, S; kaheaatomilised: H2, O2, F2, C12, Br2). Enamik elementidele vastavaid lihtaineid on toatemperatuuril tahked ained või gaasid.

Liitaine e. ühend koosneb kahe või enama elemendi omavahel seotud aatomitest (H2O, H2SO4, CO2, NaCl). Tal on koostiselementidega võrreldes teistsugused füüsikalised ning keemilised omadused. Iga elemendi sisaldus ühendis on konstantne , nt vesi koosneb alati kahest osast H-st ja ühest osast O-st.

Puhtas aine on aine, mis sisaldab ainult ühte lihtainet või ühendit (suhteline mõiste, sest ainet, kus on 100% põhiainet, ei ole olemas). Puhtaks loetakse aineid, milles on lisandeid 0,00001% või milles on põhiainet rohkem kui 95% (puhasaine).

Materjal on keemilisest seisukohast mistahes keemiline aine, mille kasutamisel ei toimu arvestatavaid keemilisi muutusi. Nt. Malm, looduslikud ja sünteetilised kivimid, pooljuhid.

Homogeenseks nim. segu, mille mistahes osas on keemiline koostis ja struktuur, seega ka faas, ühesugused.

Heterogeenseks nim. segu, mis koosneb kahest või enamast, kas keemilise koostise või struktuuri poolest erinevast homogeensest segust . Üldjuhul sisaldab vähemalt kahes eri faasis olevaid aineid.

Reaktsiooni kiirus näitab ajaühikus ruumala kohta tekkinud reageerinud aine hulka moolides. Reaktsiooni kiirust mõõdetakse reageerivate ainete kontsentratsiooni muutusega ajaühikus. Homogeenses segus oleneb reaktsiooni kiirus temperatuurist (Van't Hoffi reegel: temperatuuri tõstmisel 10OC võrra kasvab reaktsiooni kiirus 2-4 korda) ja kontsentratsioonist, gaaside ja aurude puhul ka rõhust. Heterogeensete segude korral on olulised ka veel faaside kokkupuutepinna suurus, reaktsiooniproduktide difusioonikiiruse faasi sügavusse ning kaheaatomiliste gaaside korral dissotsiatsiooni kiirus. Ülikiiret reaktsiooni nimetatakse plahvatuseks. Jääval temperatuuril on reaktsiooni kiirus võrdeline reageerivate ainete konsentratsioonide korrutisega. Arvutatakse reaktsiooni kiirust jääval temperatuuril järgmiselt: v=k*[A]m*[B]n, kus k on reaktsiooni kiiruskonstant.
4. Ainete valemite mõiste ja seletus (sisu). Mis on keemiline reaktsioon , tooge vähemalt viis näidet reaktsioonivõrranditena. Milliseid reaktsioone nimetatakse redoksreaktsioonideks. Keemilise reaktsiooni võrrand (mõiste), selle koostamine ja kasutamine praktikas. Näited.

Ainete valemid jagunevad:

Empiiriline valem – näitab ühendisse kuuluvate aatomite arvu vahekorda vähimate täisarvudega, ka elementide gruppide omavahelist suhet.

Struktuurvalem – lisaks elementide ja elementide gruppide suhtele näitab ka kuidas need on omavahel seotud.

Tähtede, numbrite kombinatsioon – identifitseeritav käsiraamatute abil.

Nomenklatuursed nimetused – kokkuleppelised standardiseeritud puhaste ainete nimetused.

Keemiline reaktsioon on ühe või mitme aine – reagendi – muundumine keemilise koostise või struktuuri poolest teistsuguseks aineks – reaktsiooni saaduseks. Keemilised reaktsioonid võivad olla, kas lõplikud (lähteainet ei jää, nt. põlemine) või tasakaalureaktsioonid e. pööratavad (seiskuvad näiliselt, lähteaine ei lähe täielikult üle saaduseks). Keemilisel reaktsioonil katkeb vähemalt üks ja tekib juurde vähemalt üks keemiline side erinevate elementide vahel. Näited, reaktsioonidest kahe erineva aine osakeste vahel:
1)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O; 2)MgCO3+2HCI=MgCl2 +H2O+CO2; 3) CuSO4 + Zn=ZnSO4+Cu; 4)CuO+ H2SO4= CuSO4+H2O; 5)2SO2+ O2=2SO3
Sama aine osakeste sees ( lagunemisreaktsioon ): 1)NH4Cl=NH3+HC1; 2) CaCO3= CaO+CO2; 3)2NaHCO3= Na2CO3+H2O+CO2

Redoksreaktsiooniks nim. keemilist reaktsiooni, mille käigus muutub reageerivate ainete oksüdatsiooniaste. Osakest, mis liidab elektrone nim. oksüdeerijaks (nt. O2), ainet, mis loovutab elektrone nim. redutseerijaks (nt. C).

Keemilise reaktsiooni võrrand on keemilise reaktsiooni väljendusviis reaktsioonist osavõtvate ainete valemite kaudu. Võrrandi koostamise üldpõhimõtted: 1)Võrrandi vasakule poole kirjutatakse lähteaine valemid, paremale saaduste valemid. Võrrandi pooli eraldab pöördumatu reakts korral või =, pöörduva reakts korral; 2)Võrrand tuleb tasakaalustada, st. elemendi aatomeid on võrrandi vasakul ja paremal pool võrdselt, on tavaks kirjutada gaasina eralduva aine valemi järele ↑ ja sademena eralduva aine järele . Praktikas kasutamine: fotokeemia – valgustamine, kiirguskeemia – kiiritamine, katalüüs.
5. Ainete ja materjalide iseloomustamise ( sertifitseerimise ) printsiibid nende pakenditel ja

Lae alla, et näha rohkem ▪ ▪ ▪

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 33 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2011-03-14 Kuupäev, millal dokument üles laeti

228 laadimist Kokku alla laetud

1 arvamus Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

pistix Õppematerjali autor

Põhjalikud vastused 63-le keemia ja materjaliõpetuse eksami kordamisküsimusele.

aine materjal liitaine homogeenne heterogeenne röntgenfaasianalüüsi printsiip redoksreaktsioonid korrosioon hüdrolüüs materjaliõpetus

Sarnased õppematerjalid

docx

Konspekt eksamiks

see mõiste OH sisaldust, geoloogias aga Si aatomite sisaldust kivimites. Süsteemsuse olemus: Süsteem on kas vahetult omavahel seotud ja üksteist mõjutavate või lihtsalt üksteist mõjutavate objektide ja nähtuste (tegurite) kogum. Süsteemsuse olulisus inseneride jaoks: Praktikas uuritakse väga paljude ainete ja materjalide ning nähtuste omadusi mingis keskkonnas ja mingitel tingimustel. Kui jäetakse määratlemata süsteem, kus vastav aine või materjal või nähtus asub ning ilmneb, või tehakse seda ekslikult, saadakse eksitavad või valed tulemused, mis võivad viia väga tõsiste tagajärgedeni. Rajatiste ja ehitiste projektid on vastava reaalse süsteemi mudelid. Kui projektis jäetakse mõni süsteemi kuuluv nähtus kas üldse käsitlemata või käsitletakse ebapiisaval tasemel, võivad tagajärgedeks olla avariid, õnnetused, konstruktsioonmaterjalide hävimised jm. Näide:

Keemia ja materjaliõpetus

docx

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

väljendab see mõiste OH sisaldust, geoloogias aga Si aatomite sisaldust kivimites. Süsteemsuse olemus: Süsteem on kas vahetult omavahel seotud ja üksteist mõjutavate või lihtsalt üksteist mõjutavate objektide ja nähtuste (tegurite) kogum. Süsteemsuse olulisus inseneride jaoks: Praktikas uuritakse väga paljude ainete ja materjalide ning nähtuste omadusi mingis keskkonnas ja mingitel tingimustel. Kui jäetakse määratlemata süsteem, kus vastav aine või materjal või nähtus asub ning ilmneb, või tehakse seda ekslikult, saadakse eksitavad või valed tulemused, mis võivad viia väga tõsiste tagajärgedeni. Rajatiste ja ehitiste projektid on vastava reaalse süsteemi mudelid. Kui projektis jäetakse mõni süsteemi kuuluv nähtus kas üldse käsitlemata või käsitletakse ebapiisaval tasemel, võivad tagajärgedeks olla avariid, õnnetused, konstruktsioonmaterjalide hävimised jm

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011

valmistamisest, tootmistehnoloogiast, töötajatest ning aparatuurist; õlle valmistamine koosneb teravilja sordi ja kasvukoha valikust, linnaste valmistamisest, õlle valmistamise tehnoloogiast ja säilitamise viisist. Praktikas tuleb paljudel juhtudel lahendada mingis süsteemis olevat probleemi. Edukaks lahendamiseks tuleb tingimata määratleda vastava süsteemi kõige olulisemad objektid ja mõjutegurid. Kui aga jäetakse määratlemata süsteem, kus vastav aine, materjal või nähtus asub ning ilmneb, või tehakse seda ekslikult, saadakse eksitavad või valed tulemused, mis võivad viia väga tõsiste tagajärgedeni. Rajatiste ja ehitiste projektid on vastava reaalse süsteemi mudelid. Kui aga projektis jäetakse mõni süsteemi kuuluv nähtus kas üldse käsitlemata või käsitletakse ebapiisaval tasemel, võivad tagajärgedeks olla avariid, õnnetused, konstruktsioonmaterjalide hävimised jms.

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Keemia eksam 2011

Õlle valmistamine. Koosneb teravilja (oder, nisu, rukis jt.) sordi valikust ja kasvukoha valikust, linnaste valmistamisest, õlle valmistamise tehnoloogiast ja säilitamise viisist. Eluslooduste seisukohalt peamiste elementide s.t. C, P ja N ühendite loodusliku ringkäigu süsteem. Praktikas uuritakse väga paljude ainete ja materjalide ning nähtuste omadusi mingis keskkonnas ja mingitel tingimustel. Kui jäetakse määratlemata süsteem, kus vastav aine või materjal või nähtus asub ning ilmneb, või tehakse seda ekslikult, saadakse eksitavad või valed tulemused, millised võivad viia väga tõsiste tagajärgedeni. Rajatiste ja ehitiste projektid on vastava reaalse süsteemi mudelid. Kui projektis jäetakse mõni süsteemi kuuluv nähtus kas üldse käsitlemata või käsitletakse ebapiisaval tasemel, võivad tagajärgedeks olla avariid, õnnetused, konstruktsioonmaterjalide hävimised jm. KONKREETSEID NÄITEID

Keemia ja materjaliõpetus

docx

Nimetu

Perioodi piires elementide järjenumbri kasvamisel nõrgenevad metallilised ja tugevnevad mittemetallilised omadused. Metallilised omadused tugevnevad peaalarühmas ülalt alla, mittemetallilised omadused aga nõrgenevad. Kasutamine: saab võrrelda erinevaid elemente omavahel nende omaduste poolest. Et inseneritöö oleks võimalikult kiire ja efektiivne. 2. Aine on osake, mis omab massi ja mahtu, ta võib esineda puhtana kui ka ühendites. Materjal on aine, mille töötlemisel (kasutamisel) ei toimu keemilisi reaktsioone ja muutusi (N: alumiiniumpott). Aine olekud tahke, vedel, gaasiline, aur. Tavatingimused: 20 ºC (293 K) ja 1 atm (101325 Pa). Kõik ained, mis on tavatingimustel vedelas olekus, on võimalik üle viia tahkesse olekusse, kuid mitte kõiki gaasilisse olekusse (temp tõustes ja rõhu langemisel osad ained lagunevad); tavaolekus tahke aine võib viia vedelasse olekusse, aga mitte kõiki gaasilisse olekusse

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Eksami abimees!

II Võrdsete elektrihulkade (I t) mõjul elektrolüüsil eraldunud erinevate ainete masside m1 ja m2 suhe võrdub vastavate ioonide molaarmasside ja ioonlaengute jagatiste suhtega. Archimedese seadus: Vedelikku/gaasi asetatud kehale mõjub üleslükkejõud, mis võrdub keha poolt välja tõrjutud vedeliku/gaasi kaaluga. 2) Aine on osake, mis omab nii massi kui mahtu, ta võib esineda puhtana (suhteline mõiste) kui ka ühendites. Materjal on aine, mille töötlemisel (kasutamisel) ei esine arvestatvaid keemilisi muutusi (nt: alumiinium pottidena, metallid, looduslikud ja sünteetilised kivimid, pooljuhid). Kemikaal - aine, mida kasut või valmist (toodetakse) keemilises protsessis. Mineraal anorg aine, mida leidub looduses. Eksisteerimise olekud: gaasid ja aurud: gaasid-ained, mis on tavatingimustes täielikult gaasilises olekus (nt: He, H 2). Aurud-gaasilises olekus

Keemia ja materjaliõpetus

pdf

Keemia eksam

Keemia ja materjaliõpetus 1. Sõnastage ja kommenteerige (millistel juhtudel on vaja neid arvestada või kasutada) Elementide ja nende ühendite omaduste muutumise perioodilisus: Keemil elem ja nendest moodust liht-ja liitainete omad on perioodilises sõltuvuses elementide aatomite tuumalaengust (elementide aatommassidest). Iga periood v.a. esimene algab aktiivse metalliga, lõpeb väärisgaasiga. Perioodi piires elementide järjenumbri kasvamisel nõrgenevad metallilised ja

Keemia ja materjaliõpetus

docx

Keemia ja meterjaliõpetuse mõisted 1

on välja töötatud org.-i JUPAC poolt. Nt: H2SO4 – tetraoksosulfaat(VI)vesinik. 3. Lihtaine koosneb ühe ja sama elemendi aatomitest (hapnik, osoon, raud, vesinik). Jaguneb puhasteks aineteks. Liitaine on aine, mida saab lagundada lihtsamateks uuteks aineteks (vesià vesinik+hapnik). Liitaine ehk keemilise ühendi koostisesse kuuluvad erinevate ainete aatomid. Liitained jagunevad org. ja anor. aineteks. Ainet nimet. puhtaks, kui ta sisalda lisandina teisi aineid (puhas aine on 99,999%-ne). Materjal on aine, mille töötlemisel ei toimu keemilise reaktsioone ja muutusi. Homogeenses segus on keemiline koostis ja struktuur igas ruumiosas ühesugune (õhk, lahused). Heterogeenne segu koosneb kahest erinevas homogeensest osast, koostis ja struktuur on selles segus ebaühtlane. Faas on heterogeense süsteemi üks homogeenne osa, eri faase eraldab eripind. Reaktsiooni kiirus on ainete muundumise kiirus keemilises reaktsioonis.

Keemia

Rohkem sarnaseid