Keemia ja materjaliõpetus kokkuvõte (1)

KEEMIA
Mateeria – kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga. Peamised avaldumisvormid on aine ja kiirgus.
Aine – mateeria eksisteerimise vorm, mis omab kindlat või püsivat koostist ja iseloomulikke omadusi.
Keemia – teadus ainete muundumisest ning nendega kaasnevatest nähtustest, uurib ainete omadusi, nende koostist ja ehitust ning reaktsioone ainete vahel, mille tulemusena moodustuvad uued ained.
Element – kogum ühesuguse tuumalaenguga aatomeid. (Aine, mida ei saa keemiliselt enam lihtsamateks aineteks jagada)
Keemiline ühend – keemiliste elementite ühinemisel moodustuv ühend. Keemiliseks aineks ei loeta sulameid ja muid segusid (nt. õhk).
Molekul – aine väikseim osake, millel on antud aine keemilised omadused ning mis võib iseseisvalt eksisteerida.
Lihtaine – moodustub ainult ühe ja sama keemilise elemendi aatomitest (O₂; Fe, Hg, S).
Liitaine – koosneb erinevatest keemilistest elementidest (H₂O; CO₂).
Aine agregaatolekud:

• Tahke – aines on molekulid tihedalt koos ja nende liikumine pole võimalik.
  
• Vedel – molekulidevaheline kaugus on suurem ja nad võivad üksteisest mööduda.
  
• Gaasiline – molekulidevaheline kaugus on suur ja nad liiguvad täiesti vabalt.
  

Aine füüsikalised omadused – omadused, mida saab mõõta ja jälgida ilma ainet ja tema koostist muutmata:

• Värvus,
  
• Sulamis-, keemistemperatuur ,
  
• Tihedus
  

Aine keemilised omadused – omadused, mis on seotud aine koostise muutusega, keemiliste reaktsioonidega:

• Lahustuvus ,
  
• Oksüdeerumine, redutseerumine
  

Materjal – keemiline aine, mille kasutamisel ei toimu keemilisi muutusi.
Materjaliteadus – uurib materjalide struktuuri, omadusi ja kasutamist.
Materjalid võivad olla:

• Lihtained (puhtad gaasid, - metallid),
  
• Lihtainete segud (õhk),
  
• Liitainete segud,
  
• Liht- ja liitainete segud.
  

Materjalide omadused:

• Tihedus,
  
• Sulamistemperatuur ,
  
• Kõvadus,
  
• Värvus,
  
• Tugevus,
  
• Elektrijuhtivus,
  
• Soojusjuhtivus ,
  
• Soojusväsimus jne.
  

Segu – koosneb kahest või enamast lihtainest või keemilisest ühendist, mis pole keemiliselt üksteisega seotud ja võivad seetõttu esineda segus mistahes vahekorras. Puudub kindel keemiline koostis.
Homogeenne segu – segu, mille koostis on igas ruumipunktis identne (igas olekus, nt. õhk).
Heterogeenne segu – segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune, koosneb mitmest eristatavast faasist (emulsioonid, kivimid, pulbrid, nt. graniit ).
Materjalide kokkusobivus sõltub ainete ja materjalide omadustest ning keskkonnast, millega nad on kokkupuutes.
Puhaste ainete materjalide omadused sõltuvad elementkoostisest ja mikro- ning makrostruktuurist
Mikrostruktuur – struktuur aatomite tasandil.
Makrostruktuur – näitab mismoodi on seotud suuremad osakesed.
Kemikaal – aine mida valmistatakse või kasutatakse keemilistes protsessides.
Mineraal – looduslik anorgaaniline aine.
Kivim – looduslike mineraalide kogum.
Ainete nimetamine:

• Nimi – ei anna infot materjali päritolu, kasutamise ega omaduste kohta.
  
• Valem – 1. Empiirline - näitab aatomi liike, 2. Molekulvalem.
  
• Tähtede ja nr komb. – identifitseeritakse interneti või käsiraamatute abiga (nt. toidulisandid )
  
• Nomenklatuursed nimetused
  

Ainete tähistamine tehnilisted dokumentides :

• CAS nr – kemikaali registreerimise number andmebaasis Chemical Abstract Service .
  
• EINECS nr – aine rgistreerimise number Euroopa kaubanduslike ainete loetelus .
  

Ainete ohutuskaart :

Dokument, milles on aine või materjali kõige olulisemad omadused ja nende määramise normdokumendid . On kaasas iga aine ja materjali partii või pakendiga.

Dokument, mis antakse välja mingile tootele komisjoni poolt ja milles on fikseeritud nõuded, millistele peab vastama iga vastav toode või toote partii. Tootega kaasa ei anta .

• Identifitseerimine (nimi jne.),
  
• Koosis (keemiline, CAS, EINECS),
  
• Ohtlikkus (omaduste kirjeldus),
  
• Esmaabi viisid kemikaali sissehingamisel, allaneelamisel ja sattumisel nahale,
  
• Tegutsemine tulekahju korral,
  
• Õnnetuste vältimise abinõud,
  
• Käitlemine ja hoiustamine ,
  
• Mõju inimesele ja isikukaitsevahendid .
  

Aatom – üks tuum ja selle ümber selline arv elektrone, et aatom kui tervik oleks elektriliselt neutraalne.

• Tuumalaeng võrdub prootonite arvuga tuumas,
  
• Massiarv võrdub prootonite ja neutronite arvu summaga ,
  
• Neutraalses aatomis on tuumalaeng ja elektronide arv võrdsed.
  

Isotoop – sama tuumalaengu kui erineva massiarvuga aatomiliik.
Aatomi mass – tuuma massi ja elektronide massi summa. Määratakse eksperimentaalselt.
Aatommassiühik – mikroosakeste massi mõõtühik, 1/12 C-12 aatommassist .
Molekulmass – aine molekuli mass väljendatuna aatommassiühikutes.
Ainehulk – füüsikaline suurus, mis iseloomustab aine kogust osakeste arvu järgi. Ühikuna kasutatakse mooli – selline ainehulk, milles sisaldub sama palju osakesi, kui 12-s grammis C-12-s ehk Avogadro arv osakesi.
Avogadro arv 6,022¤10²³ on valitud selliselt, et ühe mooli mistahes aine mass grammides võrdub arvuliselt tema molekulmassiga.
Molaarmass – ühe mooli aine mass grammides.
Keemiline reaktsioon – ühtede ainete muundumine teiseks. Eelduseks on erinevate molekulide, aatomite või ioonide kokkupõrked.
Aine massi jäävuse seadus – reaktsioonist osavõtvate ainete mass on konstantne . Reaktsiooni astuvate ainete masside summa on võrdne reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga.
Aine koostise püsivuse seadus – igal keemilisel ühendil on kindel kvalitatiivne ja kvantitariivne koostis, mis ei sõltu ühendi saamisviisist.
Kordsete suhte seadus – kui kaks elementi moodustavad teineteisega mitu ühendit, siis ühe elemendi mingi kindla massiga seotud teise elemendi massid suhtuvad teineteisesse nagu täisarvud.
Ruumalaliste suhete seadus – püsivatel tingimustel suhtuvad reageerivate ja reaktsioonis tekkivate gaasiliste ainete ruumalas teineteisesse nagu täisarvud. Ruumalade suhe on määratud koefitsiendiga keemilise reaktsiooni võrrandis.
Avogadro hüpotees – samal rõhul ja temperatuuril sisaldavad erinevate gaaside võrdsed ruumala ühesuguse arvu molekule.
Katioon – ühe- või mitmeaatomiline osake, millel on positiivne laeng.
Anioon – ühe- või mitmeaatomiline osake, millel on negatiivne laeng.
Peroksiid – rühma O-O sisaldav oksiid (H₂O₂ vesinikperoksiid )
HCl*
Vesinikkloriidhape
- kloriid
HBr
Vesinikbromiidhape
-bromiid
HF
Vesinikfluoriidhape
-fluoriid
HI
Vesinikjodiidhape
-jodiid
H₂S
Divesiniksulfiidhape
-sulfiid
H₂SO₄*
Väävelhape
-sulfaat
H₂SO₃
Väävlishape
-sulfit
H₂CO₃
Süsihape
-karbonaat
H₂SiO₃
Ränihape
- silikaat
H₃PO₄
Fosforhape
-fosfaat
HNO₃*
Lämmastikhape
-nitraat
HNO₂
Lämmastikushape
-nitrit
H₂CrO₄
Kroomhape
-kromaat
H₃BO₃
Boorhape
-boraat
H₃AsO₄
Arseenhape
-arsenaat
Gaas – aine, mis normaaltemperatuuril ja rõhul on täielikult gaasilises olekus.
Aur – aine gaasilises olekus, mille keemistemperatuur on kõrgem kui toatemperatuur.
Gaaside omadused:

• Kokkusurutavus ja paisuvus ,
  
• Puudub kindel kuju, võtavad anuma kuju ja ühtib selle ruumalaga (mis sõltub temperatuurist ja rõhust).
  

Ideaalne gaas – kujuteldav gaas, mille molekulid on omaruumata ja omavaheliste vastasmõjudeta massipunktid.
Gaaside olekuparameetrid:

• Rõhk (p)
  
• Ruumala (V)
  
• Temperatuur (T)
  
• Aine hulk (n)
  

Gaaside põhiseadused:

• Boyle -Mariotte’i seadus – konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi ruumala pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga. PV= const . P₁/P₂=V₂/V₁ (isoterm)
  
• Gay- Lussac ’i seadus – konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi ruumala võrdelises sõltuvuses temperatuurist. V/T=const. V₁/T₁=V₂/T₂ ( isobaar )
  
• Charlesi seadus – jääval ruumalal on antud gaasi rõhk võrdeline absoluutse temperatuuriga. p/T=const., kui V=const. (isohoor)
  
• Clapeyroni -Mendelejevi võrrand ehk ideaalse gaasi olekuvõrrand – pV=nRT, kui ühikuteks on rõhk p (Pa), mass (g), moolide arv n (mol), ruumala (m³), temperatuur T (K) ja R=8,314 J/ molK .
  
• Daltoni seadus – gaaside segu üldrõhk võrdub kõikide segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. p(i)=p(üld)X(i) Moolimurd – X(i) – ühe komponendi moolide arvu suhe kõikide komponentide moolide arvuga. X(i)=n(i)/Ʃn
  

Difusioon – gaasilise aine molekulide liikumine suunas, kus antud gaasi osarõhk on väiksem.
Gaasi suhteline tihedus – ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel.
D=m₁/m₂=M₁/M₂ D(õhk)= M(gaas)/29 D(H₂)=M(gaas)/2
Gaasi absoluutne tihedus – ühe liitri gaasi mass normaaltingimustel
ρ=M(gaas)/22,4 (g/dm³)
Kriitiline temperatuur – temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega.
Kriitline rõhk – rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui ka gaasilises olekus ehk vedela ja gaasilise oleku vahel on tasakaal.
Reaalgaas – gaas, mille molekulidel on omaruumala ja molekulide vahel on vastasmõjud. Mida madalam on temperatuur ja suurm on rõhk, seda rohkem erineb ta ideaalsest gaasist. Van der Waalsi võrrand
Atmosfäär:

• Troposfäär - 0-10 km – 290-220 K 78% N₂
  
• Stratosfäär – 10-40 km – 220-270 K 21% O₂
  
• Mesosfäär – 40-80 km – 270-180 K 1% Ar, 0,03% CO₂
  
• Termosfäär –80-250 km – 180-1500 K - N₂
  

250-500 km –180-1500 K - O

• Eksosfäär – 500-1000 km – 1500

1000-2500 km – 1500

• 2500

Plahvatusohtlikud gaasid:

• C₂H₂ (2,5...80)
  
• Majapidamisgaas (5...35)
  
• CH₄ (5...15)
  
• NH₃ (15,5...27)
  

Metaan - CH₄ Põleb sinise leegiga: CH₄ + 2O₂ > CO₂ +2H₂O

• Maagaasi koostises 60-90%
  
• Kasvuhoonegaas
  

• Vähemürgine
  
• Narkootilise toimega
  
• Lämmatav gaas
  
• Kasutatakse kütusena ja vesiniku tootmises
  
• Transporditakse torujuhtmetes, vedelgaasi tankerites, veoautodega.
  

Freoonid - Inertsed, kergesti veeldatavad, tuleohutud ja suurt aururõhku omavad gaasid.

• Lõhnatud
  
• Suure lekkevõimega
  
• Kahjustavad osoonikihti, kasvuhoonegaas
  
• Üle 400C lagunevad mürgiseks fosgeeniks
  

Väävelvesinik – väävli aatomeid sisaldavatest ainetest tekkiv ühend

• Värvuseta
  
• Väga mürgine (mädamuna lõhnaga)
  
• Kogunevad kohtadesse , kus:
  

Kanalisatsioonikaevud ja -trassid,

Põhjavee šahtikaevud ja mineraalvee allikad,

Nafta - ja naftasaaduste mahutid,

Heitvete mahutid.
Süsinikdioksiid

• Lahustub vees
  
• Kasvuhoonegaas
  
• Suures konsentratsioonis mürgine
  

Aurustumissoojus – energiahulk, mis on vajalik ühe mooli vedeliku aurustamiseks keemistemperatuuril.
Keemistemperatuur – temperatuur, mille juures vedeliku aururõhk saab võrdseks välisrõhuga. Mida madalam on rõhk, seda madalam on keemistemperatuur.
Faasidiagrammid – seovad kõikide faaside püsivuspiirid ja võimaldavad määrata aine agregaatolekut erinevatel temperatuuridel ja rõhkudel, samuti sulamis- ja keemistemperatuuri erinevatel rõhkudel.
Sublimatsioonikõver – AC; Aurustumiskõver – AB; Sulamiskõver – AD
Superkriitiline olek – CO₂, mis on temperatuuril ja rõhul, mis on võrdne või kõrgem kui tema kriitilise punkti väärtused.
Omadused:

• Odav ja kergesti puhastatav,
  
• Mitte-toksiline ja keskkonnasõbralik,
  
• Keemiliselt inertne ning puudub plahvatus - ja süttimisoht.
  

Kasutatakse:

• Taimse materjali ekstraheelimisel,
  
• Aerogeelide valmistamisel,
  
• Laborites keerulise koostisega materjalide keemilise koostise iseloomustamiseks.
  

Aur – vedeliku pinna kohal olev gaasiline keskkond.
Küllastunud auru rõhk – antud temperatuuril maksimaalse võimaliku veeauru rõhk. Rõhk, mille juures vedelikust väljuvate ja sinna tagasi minevate molekulide arv on võrdne. Kui rõhk vedeliku kohal on madalam kui vedelikus , siis vedelik aurub, kui kõrgem, siis aur kondenseerub. Veeauru küllastusrõhk sõltub ainult temperatuurist.
Absoluutne niiskus – veeauru tegelik hulk õhus.
Suhteline niiskus – õhu tegeliku niiskusesisalduse suhe maksimaalsesse protsentides.
Kastepunkt – temperatuur, mille juures õhu tavarõhu korralmoodustub kondensaat. Veeaur kondenseerub, kui veeauru rõhk ületab küllastunud veeauru rõhu.
Rõhu kastepunkt – temperatuur, mille juures tavarõhust erineva rõhu korral moodustub kondensaat.
Vedelikud – ained, mis omandavad raskusjõu mõjjul voolavuse.
Voolavus – vedelike omadus muuta oma väliskuju, tingitud pidevast molekulide ümberpaiknemisest soojusliikumise tagajärjel.
Vedelike omadused:

• Võtavad anuma kuju,
  
• Ei täida osaliselt täidetud anumat ühtlaselt,
  
• Ei pruugi seguneda omavahel,
  
• Väga vähe kokkusurutavad.
  

Viskoossus – vedelikukihtide omadus takistada vastastikku üksteise või vedelikku asetatud keha liikumist. Väheneb temperatuuri kasvuga. Mida väiksem on viskoossus, seda kiiremini vedelik voolab.
Pindpinevus – energiahulk, mis on vajalik vedeliku pinna suurendamiseks või vähendamiseks ühe pinnaühiku võrra.
Märguvad pinnad – hüdrofiilsed pinnad ( silikaadid , sulfaadid, metallioksiidid ja hüdroksiidid) 90º
Kohesiooni jõud – jõud osakeste vahel vedelikus.
Adhesiooni jõud – jõud vedeliku osakeste ja pinnaosakeste vahel.
Pindpinevust reguleeritakse pindaktiivsete ainetega, mis vähendavad lahusti pindpinevust ( seep , Na- ja K- fosfaadid ) ja pindinaktiivsete ainetega, mis suurendavad pindpinevust.
Pindaktiivsed ained – ühendid, mille lisamisel väheneb vedeliku pindpinevus. Pika süsinikuahelaga molekulid, mille ühes otsas on aktiivne rühm (nt. –COOH)

• Alandavad pindpinevust – hüdrofiilne molekuliosa nõrgendab jõudusid molekulide vahel ning vee molekulid saavad tungida väiksematesse lõhedesse ja pragudesse.
  
• Eemaldavad mustust – hüdrofiilne ots seostub vee molekulidega ja hüdrofoobne ots mustusekübekestega.
  
• Takistavad mustuse tagasisadenemist.
  

Vee omadused:

• Hea lahusti ioonilistele ja polaarsetele ühenditele, tingitud vesiniksidemetest
  
• Kõrge soojusmahtuvus , vee molekulide vahel
  
• Tahkes olekus tihedus väiksem kui vedelas,
  
• Keemis- ja sulamistemperatuur oluliselt kõrgemad kui sarnastel ühenditel,
  
• Keemiliselt aktiivne ühend – reageerib paljude metallise, mittemetallide , soolade ja oksiididega,
  
• Vähedissotsieeruva ühendina paljude ioonvahetusreaktsioonide saaduseks.
  

Looduslik vesi – suspensioon vesilahustes ehk tahkete osakestega vesilahus .
Peamised koostisosad: H₂O, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Na⁺, K⁺, HCO₃⁻, Cl⁻-, SO₄²⁻, H⁺, OH⁻, tahked peendisperssed ained (muda, savi) ja mikroorganismid.
Põhjavesi: Mg²⁺, Na⁺, K⁺, H₂O, Cl⁻-, SO₄²⁻, H⁺, OH⁻, HCO₃⁻, Fe²⁺.
Katlakivi tekkereaktsioonid: Ca( HCO3 )2 CaCO3↓+ H2O + CO2 ; Mg(HCO3)2 Mg(OH)2↓+ 2CO2
Karbonaatne karedus – põhjustatud vees lahustunud kaltsium- ja magneesium vesinikkarbonaatidest.
Üldine karedus – põhjustatud vees lahustunud sulfaatidest, silikaatidest, kloriididest jm.
Vee pehmendamine:

• Vee kuumutamine ja filtreerimine (eemaldab karbonaatse kareduse),
  
• Kemikaalide kasutamine (kaaliumdikromaat, ortofosfaadid, karbonaadid, silikaadid),
  
• Polüfosfaadid ja orgaanilised kompleksimoodustajad,
  
• Ioonvahetus (Ca ja Mg ioonid vahetatakse Na ioonide vastu)
  

Katlakivi eemaldamine:

• Lahustitega (NaOH, 2% HCl),
  
• Ioniitidega (kationiidid – seovad lahustest katioone, anioniidid – seovad lahustest anioone ),
  

Osaline vee puhastamine:

Vee läbijuhtimine H-katiooniididega kolonnist:

Vee läbijuhtimine OH-aniooniididega kolonnist:
Orgaaniliste lahustite kasutamine:

• Vedelate värvide ja lakkide koostises värvile viskoossuse andmiseks ,
  
• Ainete ekstraheerimiseks teistest tahketest ja vedelatest ainetest,
  
• Metallide pindade puhastamiseks õlidest ja rasvadest enne katete pealekandmist ,
  
• Orgaaniliste ainete lahuste valmistamiseks,
  

Samas ka suhteliselt lenduvad, madala keemistemperatuuriga ja toksilised elusorganismidele.
Lahus – kahest või enamast komponendist koosnev homogeenne süsteem. Molekulaarne segu, kus eri komponentide osakeste vahel on keemiline mõju.
Lahuste klassifikatsioon agregaatoleku järgi:

• Gaas-gaas (õhk),
  
• Gaas-vedelik (CO₂ vees),
  
• Gaas-tahke (H₂ pallaadiumis),
  
• Vedelik-vedelik ( etanool vees),
  
• Tahke-vedelik (NaCl vees),
  
• Tahke-tahke ( valgevask ).
  

Lahuste klassifikatsioon aine sisalduse põhjal:

• Küllastumata lahus – lahus, kus antud ainet veel lahustub,
  
• Küllastunud lahus – lahus, mis sisaldab antud temperatuuril ja rõhul maksimaalse koguse lahustunud ainet,
  
• Üleküllastunud lahus – aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse. Vähesel mõjutamisel liigne ainehulk eraldub.
  

Kristalliline aine lahustub:

• Ioonvõrega (tahke) – ioonidena,
  
• Molekulvõrega (tahke) – molekulidena,
  
• Aatomvõrega (tahke) – enamasti mittelahustuv,
  
• Vedelik, gaas – molekulidena, mis võivad kas täielikult või osaliselt ioonideks jaguneda.
  

Lahustuvus – aine omadus lahustuda mingis lahustis . Puhta aine mass, mis lahustub 100 grammis lahustis antud temperatuuril.
Kristallisatsioon – lahustunud aine eraldumine lahusest.
Kontsentratsioon – lahustunud aine hulk kindlas lahuse või lahusti koguses.
Protsentkontsentratsioon C% - näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%=m(aine)*100%/m(lahus)
Molaarsus C(M) – näitab lahustunud aine moolide arvu ühes ruumalaühikus lahuses. C(M)=n(aine)/V(lahus) (mol/dm³)
Molaalsus C(m) – näitab lahustunud aine moolide arvu ühes massiühikus lahustis. C(m)=n(aine)/m(lahusti) (mol/kg)
Moolimurd – näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud aine moolide arvu summaga. C(x)=n(aine)/n(aine)+n(lahusti)
Ppm – näitab lahustunud aine massi miljonis massiosas lahuses. (k.a. ppb, ppt) 1 ppm=1g/10^6g=1mg/1kg=1mg/1l=1μg/1ml
Normaalsus  - näitab lahustunud aine vaalide ehk gramm -ekvivalentide (ainehulk, mis vastab 1 moolile teisele ainele) hulka 1 dm3 lahuses.
Tõelised lahused – lahused, milles on lahustunud aine jaotunud molekulideks, aatomiteks või ioonideks. (termodünaamiliselt püsivad süsteemid)
Kolloidlahused – lahused, kus lahustunud aine osakesed on palju suuremad. (tekkinud molekulide ja aatomite liitumisel ja on ebapüsivad)

• Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga.
  
• Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui sisaldab lahustunud soolasid.
  

Henry -Daltoni seadus – gaasi lahustuvus vedelikus on võrdeline tema osarõhuga lahuse kohal. C(M)=k(H)*p Rõhu kiire vähenemine põhjustab osa gaasi eraldumist lahusest. Seadus ei kehti veega reageerivate ainete kohta.
Väljasoolamine – gaaside ja orgaaniliste ainete väljatõrumine lahusest elektrolüütide lisamisega, mis vähendab vaba lahusti hulka.
Vedelike vastastikkune lahustumine :

• Vedelike lahustuvus temperatuuri tõstes suureneb.
  

Lahustumise kriitiline temperatuur – temperatuur, mille juures piiratud lahustuvus läheb üle piiramatuks ja vastupidi.
Tahkete ainete lahustuvus vedelikes :

• Oleneb tahke aine ja lahusti iseloomust,
  
• Rõhu muutmine ei avalda mõju lahustuvusele,
  
• Lahustuvus sõltub temperatuurist (võib nii suureneda kui väheneda),
  
• Temperatuuri tõsues lahustuvus suureneb kristallhüdraatidel, mis lähevad üle veevabaks soolaks (lauhustuvuse temperatuur edasisel tõstmisel väheneb)
  

Jaotusseadus – lahustunnud aine kontsentratsioonide suhe kahes tasakaalus olevas lahuses on antud temperatuuril püsiv suurus, mis ei olene lahustunud aine üldhulgast ega teiste lahustunud ainete olemasolust. (kehtib mitteelektrolüütide või norkade elektrolüütide korral)
Ekstraheerimine – vesilahuse korduv loksutamine teise lahustiga – ainete puhastamise ja eraldamise meetod.
Ideaallahused – saadakse lähedaste füüsikaliste ja keemiliste omadustega ainete segamisel (nt. gaasid)
Lõpmata lahja lahus – väga väike lahustunud aine hulk ei muuda oluliselt lahusti omadusi.
Mitteelektrolüüdid – ained, millede vesilahused ei juhi elektrivoolu.

• Lahustumisel molekulid ioonideks ei jagune, seega puuduvad lahuses liiikuvad laenguga osakesed ja ei juhi elektrivoolu (alkoholid, suhkur)
  

Lahuse aururõhk:

• Kui lahustunud aine on mittelenduv , on lahuses oleva lahusti aururõhk väiksem kui puhta lahusti aururõhk,
  
• Tasakaalu korral on auru faas küllastatud ja vedeliku kohal on küllastunud auru rõhk,
  
• Temperatuuri tõstmisel küllastunud auru rõhk suureneb,
  
• Auru faas vedela lahuse kohal võib koosneda lahuse mõlema komponendi molekulidest.
  

Raoult’i seadus – komponendi aurude osarõhk lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi moolimurru ja aururõhu korrutisega. p(lahusti)=C(x(lahusti))*pº(lahusti)

• Mittelenduv lahustunud aine vähendab lahusti omadust üle minna aurufaasi ehk mida rohkem on lahuses lahustunud ainet, seda väiksem on lahusti moolimurd.
  
• Kui lahuse mõlemad komponendid on lenduvad, siis lahuse aururõhk on summa mõlema komponendi aururõhkudest.
  

Aururõhu langus lahjendatud lahuse kohal:

• Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk võrdub lahusti aururõhuga,
  
• Mittelenduv lahustunud aine ävhendab võrdeliselt kontsentratsiooni vähenemisega lahusti võimet üle minna aurufaasi,
  
• Aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine moolimurruga lahuses.
  

Lahuse leemistemperatuur on alati kõrgem kui puhta lahusti keemistemperatuur.
(Ke – ebullioskoopiline konstant, sõltub lahusti omadustest, i– isotooniline tegur)
Lahuse külmumistemperatuur on madalam puhta lahusti külmumistemperatuurist.
(Kk – küroskoopiline konstant, sõltub ainult lahusti omadustest)
Difusioon – aineosakeste soojusliikumisest tingitud protsess, mis viib konsentratsioonide ühtlustumisele süsteemis.

• Kiireneb kõrgemal temperatuuril,
  
• Gaasides kiire, vedelikes aeglasem ,
  
• Lahustes põhjustab osakeste liikumise kõrgema kontsentratsiooniga aladelt madalama kontsentratsiooniga aladele .
  

Osmoos – lahusti molekulide liikumine läbi poolläbilaskva membraani kõrgema kontsentratsiooniga lahuse suunas.
Osmootne rõhk (π) – osmoosist põhjustatud vedelikusambale vastav rõhk tasakaaluolekus, kus lahusesse tungivate ja sealt tagasi pöörduvate lahusti molekulide arv võrdsustub.
Van’t Hoffi seadus - Osmootne rõhk on arvuliselt võrdne rõhuga, mida avaldaks lahustunud aine, kui ta ideaalgaasina täidaks antud temperatuuril lahuse poolt hõivatud ruumala.  π = iCM RT πV = inRT
Kasutatakse:

• Lahustunud ainete molaarmassi määramisel,
  
• Oluline loomade ja taimede ainevahetuses,
  
• vee jaotamisel kudedes.
  

Elektrolüüt – ühend, mis lahustudes vees moodustab ioone ja põühjustab lahuste elektrijuhtivust.

• Tugevad elektrolüüdid – ioniseeruvad täielikult lahustudes vees. Nt. HCl, HBr, HI, HClO₄, HNO₃, H₂SO₄, leelis -, ja leelismuldmetallide hüdroksiidid: NaOH, KOH, tugeva happe ja aluse reaktsioonil tekkinud soolad .
  
• Nõrgad elektrolüüdid – lahustamisel vees mittetäielikult ioniseeruud, põhjustavad vähest juhtivust. Nt. H₂O, NH₃, HgCl₂, HgBr₂, enamus orgaanilisi happeid : HCOOH, (COOH)₂, happed, HF, H₂S, HCN, H₂CO₃, H₃PO₄, mitmealuselised happed II ja eriti III dissotsiatsioonijärgus.
  
• Mitteelektrolüüdid – ained, mis lahustuvad vees, kuid ei dissotsieeru, juhtivuse muutust ei esine. Nt. C₂H5OH, C₁₂H₂₂O₁₁.
  

Vee ioonkorrutis – happe lahuses on OH⁻ ja aluse lahuses H⁺ ioone, mis tekivad vee dissotsiatsioonist.

• Standardtingimustel: Kv=1.00·10^-14 .
  
• Puhtas vees: nimetatakse ka neutraalseks lahuseks .
  

Happelises lahuses (CH+ > COH-) ja aluselises lahuses (CH+ Vesinikeksponent ehk pH – kirjeldab arvuliselt aluselisi ja happelisi omadusi.

• Neutraalses keskkonnas: pH=-log(1.00*10^-7)=7.00
  
• Happelises keskkonnas: pH7.00
  

Maomahl
1,6-1,8
Coca- cola
2,2
Tomati mahl
4,3
Gaseeritud vesi
5,5
Piim
6,6-6,9
Inimese veri
7,35-7,45
Merevesi
8,0
Indikaatori pöördeala – pH väärtuste vahemik, milles indikaatori värvus muutub.
Fenoolftaleiin – happelises värvustu, aluselises lilla
Metüüloranz – happelises punane, aluselises kollane
Lakmus – happelises punane, aluselises sinine
pH määramine:

• Indikaatorpaber – mugav, täpsus +/- 0.5 ühikut
  
• Ioonselektiivsed elektroodid – täpsus +/- 0,01 ühikut
  

Hüdrolüüs – lahustunud soola ioonide reageerimine vee, vesinik - ja hüdroksiidioonidega. Moodustuvad raskestilahustuvad ühendid.

• Tugeva aluse ja tugeva happe soolad: annavad neutraalseid vesilahuseid. Nt. NaCl, KNO₃, BaCl₂, MgCl₂, KI, KClO₄. Soolad kui tugevad elektrolüüdid on vesilahuses täielikult dissotsieerunud.
  
• Tugeva aluse ja nõrga happe soolad: annavad aluselisi lahuseid. Nt. Na₂S, KCN, Na₂CO₃, CH₃COONa. Reageerib nõrga happe anioon.
  
• Nõrga aluse ja tugeva happe soolad: annavad happelisi lahuseid. Nt. FeCl₃, Al₂(SO₄)₃, NH₄NO₃, SbCl₃. Reageerib nõrga happe katioon.
  

Võreenergia – energia, mis eraldub kristallide tekkimisel ioonidest, aatomitest või molekulidest. Mida suurem võreenergia,seda püsivam on ühend .
Amorfsed ained – ühendid, millel puudub korrapärane 3-mõõtmeline struktuur ja mis võivad võtta suvalise kuju.

• Omadused on ühesugused igas suunas,
  
• Puudub kristallvõre, ei voola , omavad kindlat kuju,
  
• Mehaaniliselt suhteliselt tugevad,
  
• Puudub kindel sulamistemperatuur – soojenemisel viskoossus kahaneb ja vedelike omadused tugevnevad,
  
• Struktuurielemendid kõrge püsivusega,
  
• Iseloomustab nt pehmenemis- ja deformeerimistemperatuur,
  
• Nt. silikaat- ja orgaaniline klaas, polümeerid.
  

Vedelad kristallid -

• Anisotroopsed omadused – ka veelas olekus omadused sõltuvad suunast ,
  
• Ühedite osakesed võivad üksteise suhtes ümber paikneda, kuid säilitavad oma orientatsiooni,
  
• Struktuur muutub kuumutamisel või voolu läbijuhtimisel, muutuvad ka omadused,
  
• Kasutatakse arvutites, kellades. Nt. 4,4-dimetoksüasoksübenseen.
  

Kristalsed ühendid – ühendid, millel on korrapärane perioodilidelt korduv osakeste paigutus.

• Osakesed moodustuvad kristallivõre,
  
• Osakesi iseloomustab soojuslik võnkumine, mis sõltub temperatuurist,
  
• Kristalse aine sulades on väikses mahus kogu keha temperatuur võrdne tema sulamistemperatuuriga ,
  
• Omadused sõltuvad suunast.
  

Kristallvõred:

• Aatomvõre – sõlmpunktides aatomid , seotud kovalentsete siemetega. Omadustelt kõvad, kõrge sulamistemperatuuriga, halvad elektri- ja soojusjuhid. Nt. C, SiO₂.
  
• Molekulvõre – sõlmpuktides elektriliselt neutraalsed molekulid, seotud nõrkade van der Waalsi jõududega. Omadustelt pehmed, madala sulamistemperatuuriga, halvad soojus - ja elektrijuhid. Nt. Ar, CO₂, I₂, H₂O.
  
• Ioonvõre – sõlmpuktides vahelduvad katioonid ja anioonid , seotud elektrostaatiliste jõududega. Omadustelt kõvad, sädelevad, kõrge sulamistemperatuuriga, halvad elektri- ja soojusjuhid. Nt. NaCl, LiF, MgO.
  
• Metallivõre – sõlmpunktides aatomid, seotud metallilise sidemega, kus elektronid on tugevalt delokaliseeritud . Omadustelt varieeruva kõvaduse ja sulamistemperatuuriga, head soojus- ja elektrijuhid. Nt. Na, Mg, Cu, Fe, kõik metallid.
  

Elementaarrakk – kristallvõre korduv element, millel on antud kristalli kõik sümmeetrialemendid.
Monokristall – korrapärane elementaarrakk. Nt. kvarts , püriit, kips.
Polükristall – elementaarrakk ei paikne korrapäraselt.
Polümorfism – ühe aine esinemine erinevates kristallmodifikatsioonides.

• C – teemant, grafiit , fullereenid
  
• S – monokliinne, rombiline
  
• CaCO₃ - kaltsiit -heksagonaalne, aragoniit-rombiline
  

Isomorfism – erinevad ühendid, kuid sarnase kristallvõrega.

• KCl, KBr, MgSO₄·7H₂O, ZnSO₄·7H₂O
  

Kristalsed ained:

• Kõik metallid ja sulamid ,
  
• Soolad.
  

Kristalsete ja amorfsete ainete segud:

• Kunstkivid; betoonid , keraamilised materjalid, savi-, silikaattellised,
  
• Puit.
  

Röntgenstruktuusanalüüs –

• Määratakse kristalsed ained tahkes materjalis,
  
• Kontrollitakse materjalide keevisliiteid,
  
• Uuritakse materjalides varjatud pragusid,
  
• Määratakse metallide sulamite elementkoostist.
  

Pulbrid ja puisteained – üks tahke aine eksisteerimise vormidest .

• Pulbrid – 100-500μm,
  
• Puistmaterjalid - >500μm,
  
• Tolm 10-30μm.
  

Agregaadid – nõrgad kehad, nõrkade sidemetega, kergesti katkevad .
Aglomeraadid – tugevad kehad, tugevate sidemetega, lõhkuda pole võimalik.
Pulbrid: kips, kriit, jahud , tärklis, portlandtsement .
Puistematerjalid: kvartsiliiv, killustik, kiviliiv.
Tolm: savid , saviosakesed.
Kodutolm : kristalsed kvarts, kaltsiit, dolomiit , amorfsed nahaosakesed ja tektsiiliosakesed.
Pulbrilise keha tugevus sõltub:

• Autoadhesioon – osakeste iseeneslik liitumine,
  
• Molekulaarjõud,
  
• Elektrilised jõud,
  
• Kapillaarjõud.
  

Granuleerimine – suhteliselt tugevate pulbriliste kehade moodustumine vee polaarsete molekulide toimel.
Poorid – pulbrilistele kehadele iseloomulikud augukesed osakeste vahel ja sees (avatud, suletud, läbitavad)

• Mikropoor - 50 nm.
  

Poorsus – avatud pooride mahu ja üldmahu suhe.
Efektiivne tihedus – aine massi ja täismahu (aine ja pooride mahu summa) suhe.
Tegelik tihedus – aine massi ja aine mahu (poorie mahtu ei arvestata) suhe.
Pulbriliste segude lahutamine (kvaliteedi kontrolliks või segu koostise määramiseks:

Osakeste suuruse järgi:

• Sõelumine,
  
• Mikroskoopia – loetakse osakeste arv vastavas suuruste vahemikus, eristatakse ka kuju järgi,
  
• Sedimentatsioon – settimiskiiruse järgi vedelikus,
  

Erikaalu järgi:

• Erineva tihedusega vedelikes – nn rasked vedelikud,
  
• Õhu voolus – kergemad osakesed liiguvad kiiremini,
  

Magneetiliste omaduste järgi.
Metallid ja sulamid sulamistemperatuuri järgi:

• Kergsulavad – sulamistemperatuur on väiksem kui pliil s.t. 327ºC. Nt. tina, plii, antimon , elavhõbe, magneesium, allumiinium.
  
• Rasksulavad – sulamistemperatuur on suurem kui raual s.t. 1539ºC. Nt. volfram , tantaal, kroom , vanaadium, titaan .
  
• Kesksulavad – sulamistemperatuur on suurem kui pliil ja väiksem kui raual. Nt. mangaan, nikkel , kuld , vask.
  

Sulam – sulatatud metallile on lisatud ühte või mitut teist metalli või mittemetalli ning modustuvad jahtumisel tahke sulami.
Metallid jagunevad mustadeks ja värvilisteks metallideks.
Mustad metallid jagunevad malmideks ja terasteks.
Malmid (Fe ja C sulam, kus C >2%) - Heade valuomadusetega, mehaanilised omadused sõltuvad mikrostruktuurist (sõltub keemilisest koostisest ja jahtumiskiireusest):

• Hallmalm – kogu süsinikvõi suurem osa sellest on vabas olekus liblelise grafiidina (head valuomadused, hästi lõiketöödeldav, kulumiskindel). Nt. suuremõõtmelised tooted.
  
• Tempermalm – süsinik on peaslise grafiidina (suurem löögitugevus, head valamisomadused).
  
• Valgemalm – kogu süsinik on rauaga seotud tsementiinina (suure kõvadusega, habras ning halvasti lõiketöödeldav). Kasutatakse toormalmina.
  
• Kõrgtugev malm – süsinik on keraja grafiidina, saadakse hallmalmist (suur tugevus ja plastsus ).
  

Teras (Fe ja C sulam, kus C 5000 kg/m³. Nt. allumiinium, magneesium, titaan.

Keskmetallid – 5000-7800 kg/m³. Nt. tina , tsink , kroom.

Rasked metallid - Eº(red).
Metallide pingerida – metallelektroodide rida, järjestatuna standardsete redokspotentsiaalide kasvu järgi.

• Aktiivsed metallid tõrjuvad lahjendatud hapetest välja vesiniku,
  
• Eespool asuv metall tõrjub soola lahusest välja temast tagapool oleva metalli,
  
• Eespool asuv metall on galvaaniahelad anoodiks , tagapool asuv katoodiks.
  

Nernsti võrrand – elektroodpotentsiaal näitab, mil määral elektrokeemilises ahelas eksisteerivad kontsentratsioonid erinevad nende tasakaalukonsentratsioonidest. E=Eº-RT/nF·ln a(oks)a(H⁺)/a(red) (CᶜDᵈ/AᵃBᵇ)
Keemilised vooluallikad –

• Patarei – elektrokeemiline element, mida võib kasutada konstantse pingega alalisvoolu saamiseks. Anoodiks tsinkpurk, katoodiks süsinikvarras, elektrolüüdiks NH₄Cl, ZnCl₂, MnO₂ segu.
  
• Aku – korduvkasutusega alalisvooluallikas, reaktsioonid anoodil ja katoodil on pööratavad. Anoodiks plii plaadid , katoodikd PbO₂, elektrolüüdiks H₂SO₄ vesilahus (40%).
  
• Kütuseelement – anoodiks süsinikelektrood Ni lisandiga, katoodiks süsinikelektrood Ni ja NiO lisandiga, elektrolüüdiks kuum KOH lahus. Anoodiruumi juhitakse vesinikku, katoodiruumi hapnikku.
  

Elektrokeemilised ahelad:

• ­Galvaanilised – reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile,
  
• Elektrolüütilised – vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat.
  

Elektrolüüs – protsess, kus mittespontaanse keemilise muutuse esilekutsumiseks kasutatakse elektrienergiat. Elektrienergia muundub keemiliseks energiaks.
Sulatatud soolade elektrolüüs – NaCl lahus: Na⁺ ioonid liiguvad katoodile (- poolus ), Cl⁻ ioonid liiguvad anoodile (+ poolus). Laenguid kannavad ioonid, mitte elektronid ehk ioonjuhtivus. Anoodil anioon oksüdeerub 2Cl⁻ -2e⁻=Cl₂, katoodil katioon redutseerub Na⁺ +e⁻=Na.
Vesilahuste elektrolüüs: (NaCl vesilahus: anood : 2Cl⁻ -2e⁻=Cl₂; katood : 2H₂O +2e⁻=H₂+2OH⁻)

• Metallid Li kuni Al katoodil ei redutseeru (redutseerub vesi > vesinik),
  
• Ülejäänud metallid kuni vesinikuni redutseeruvad paralleelselt vee molekulidega,
  
• Vesinikust paremal olevate metallide puhul redutseerub katoodil metall,
  
• Hapnikhapete anioonid anoodil ei oksüdeeru, oksüdeeruvad vee molekulid,
  
• Hapnikuta hapete puhul oksüdeeruvad anoodil anioonid,
  
• Anoodil oksüdeerub sageli ka anoodi materjal ise (tekivad ioonid või sadenevad oksiididena)
  

Faraday seadused:

Elektroodil eralduva või reageeriva aine mass on võrdeline lahust läbiva elektrihulgaga Q=It

Aine mass on võrdeline selle aine molaarmassiga ja pöördvõrdeline reaktsiooni üksikaktist oasvõtvate elektronide arvuga. M=MIt/zF
Elektrolüüsi kasutamine:

Keemiliste ühendite ja lihtainete saamine,

Tööstuslik rakendus:

• H, Cl, F ja halogeenühendite tootmine,
  
• Metallide tootmine ja puhastamine lisanditest (elektrometallurgia),
  
• Õhukeste metallist kattekihtide saamine metallesemete pinnane ( galvanotehnika ),
  
• Leeliste ja raske vee tootmine,
  
• Vesinikperoksiidi jt. peroksoühendite saamine,
  
• Orgaaniliste ühendite elektrosüntees.
  

Korrosioon – materjalide hävimine ümbritseva keskkonnaga toimuvate reaktsioonide tõttu.
Korrosioon sõltub:

• Keskkonnast (õhk, vesi, pinnas),
  
• Mõjuteguritest ( mehaaniline pinge vedrudes, koormust kandvad terastrossid),
  
• Temperatuurist (tõustes kiireneb),
  
• Radioaktiivsest kiirgusest jne.
  

Korrosiooni liigid:

Keemiline korrosioon – toimub kuivades gaasides ja orgaanilistes vedelikes (õhk, bensiin), kus metallid reageerivad otseselt keskkonna komponentidega .

• Ei teki elektrivoolu,
  
• Tekib sisepõlemismootorite detailidel, elektrisoojendite kütteelementidel, küttekolde restidel, summutites, gaasi väljalasketorudes, reaktiivmootorites jne.,
  
• Kuumuskindlus – metallide vastupidavus kõrgtemperatuurilisele gaaskorrosioonile. Arvestatakse ka mehaanilist tugevust.
  
• Gaaskorrosioonil kattub metalli pind oksiididega, mis takistab oksüdeerija lähenemist metalli pinnale, korrosiooniprotsess aeglustub. Kaitseb selline korrosiooni produktide kiht, mis katab metalli pinna ühtlase tiheda kihina (Al, Pb, Sn, Ti, Zn, Ni, Be, Cu, Cr, Fe).
  
• Puhaste Na, K, Ca, Ba, Mg pinnale tekkiv oksiidikiht on poorne ehk ei kaitse korrosiooni eest.
  
• Oksiidikihi kaitsevõime sõltub lisanditest metallides, sulamite koostisest, struktuurist.
  

Elektrokeemiline korrosioon – toimub vett sisaldavates keskkondades ja seda põhjustavad elektrokeeilise reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal. Sarnaneb galvaanielemendi protsessiga.

• Alati tekib elektrivool ,
  
• Tavaliselt muutub niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna seal lahustuvad mitmed gaasid ja soolad,
  
• Toimub vaid vee ja hapniku juuresolekul,
  
• Nt. raud käitub anoodina ja oksüdeerub, õhuhapnik redutseerub. Terase pinnal moodustub elektrolüüdiga kokkupuutel galvaanielement, mille anoodiks on ferriit ja katoodiks süsinik. Anoodi- ja katoodireaktsioonide tulemusena ferriit lahustub ja moodustab elektrolüüdi ainetega korrosiooniprodukti,
  
• Hõbe hapnikuga ei reageeri, aga ta pinnale tekib väävliühenditest tume Ag₂S kiht,
  
• Eriti aktiivne siis, kui omavahel on kontaktis kaks erinevat metalli (tsingitud plekk , vaskneetidega terasplaadid), kus korrodeerub aktiivsem metall (anood),
  
• Esineb metallide kokkupuutumisel hapete, aluste, soolade lahuste, merevee, saastatud heitvee, looduslike vetega.,
  
• Töösuspiirkondades on palju süsihappegaasi, N- ja S-ühendeid, mistöttu korrosioon on intensiivne, kuna need ühendid moodustavad veega (mida leidub vees või pinnases) reageerides elektrolüüte,
  
• Ei esine täiesti kuivas õhus, hapniku juurepääs pinnale kiirendab,
  
• Korrosiooni intensiivsus sõltub pinnase füüsikalis-keemilistest omadustest,
  
• Kriimustada saanud tinatatud plekil moodustub galvaanipaar Fe-Sn.
  

Biokorrosioon – põhjustatud mitmesugustest pinnases ja õhus leiduvatest aeroobsetest ja anaeroobsetest mikroorganismidest.

• Organismid toodavad aineid mis korrodeerivad metalli (väävli-, lämmastiku bakterid ),
  
• Organismid lagundavad aineid (rauabakterid, seened),
  
• Soodustavad enamasti elektrokeemilist korrosiooni,
  
• Hallitusseened tekitavad metalli pinnale sidrun- ja oblikhapet, bakterite elutegevusest tekkivad orgaanilised happed kahjustavad ka roostevabu teraseid,
  
• Anaeroobsed bakterid – metaani valmistavad bakterid redutseerivad süsiniku metaaniks ja kasutavad ära raua korrodeerumisel vabaneva vesiniku.
  
• Aeroobsed bakterid – väävlibakterid elavad niiskes pinnases, kus leidub H₂S või muld S-sisaldavaid ühendeid, kiirendavad raua korrosiooni pinnavetes kuni 13 korda.
  

Erosioonkorrosioon – ka mehaaniline korrosioon

• Toimub materjali hävimine pinnaosakeste eraldumise kaudu liikuvate vedelike ja gaaside toimel.
  

Korrosioon uitvoolude toimel: vool saabub tarbijasse alalisvooluallikast õhuliini kaudu ja pöördub sinna tagasi mööda relssi. Osa elektrivoolu satub relsilt pinnasesse ja torustikesse, hiljem torustikust läbi pinnase relssi tagasi.

• Katooditsoon – uitvoolud pinnasest suubuvad torustikku, ei ole korrosiooniohtlikud torustikule aga ohtlik torustiku isolatsioonile,
  
• Tsoon, kus uitvoolud liiguvad mööda torustikku, ei ole ohtlik,
  
• Anooditsoon – uitvoolud siirduvad torustikust pinnasesse, intensiivnekorrosioon.
  

Uitvoolude mõju vähendamine, kaitse:

• Hea elektrijuhtivuse tagamine relsside ühenduskohtades,
  
• Killustiku või kruusa kasutamine kraavide täiteks, vältida vett siduvaid materjale,
  
• Pinnavete ärajuhtimine,
  
• Torustike ja kaablite asetamine vastavatesse kanalitesse, mis isoleerida maapinnast,
  
• Ülemike vahelduvvoolule raudteetranspordis,
  
• Torustike sektsioneerimine – elektrijuhtivus viiakse minimaalseks, isoleeritakse liited dielektrikutega,
  
• Elektrodrenaaz – uitvoolude ärajuhtimine ohtlikest tsoonidest, ühendatakse metalltorustik ja trammi relss omavahel keskkonnast eraldatud juhtme abil,
  
• Katood-, anoodkaitse.
  

Korrosioon on kiire kui potentsiaalide erinevus on suur, elektriline takistus väike.
Korrosiooni sisetegurid:

• Metalli või sulami koostis,
  
• Mikro- ja makrostruktuur,
  
• Metalli töötlemisel tekkinud sisepinged,
  
• Pinnatöötlus.
  

Korrosiooni välistegurid:

• Keskkonna koostis,
  
• Temperatuur,
  
• Sama metalli erinevad temperatuurid,
  
• Vedelike ja gaaside liikumiskiirus ,
  
• Rõhk,
  
• pH.
  

Gaaskorrosiooni tõrje:

Legeerimine – sulamitele kuumuskindlate komponentide lisamine (raua legeerimiseks Si, Cr, Al). Legeeriv element peab vähendama põhikomponendi difusiooni kiirust oksiidikihis.

Kuumusekindlad kaitsekatted – metallide pinnale kantakse kuumuskindlate sulamite kiht (Al, Si, Cr sisaldavad sulamid)
Metallkatted:

• aatomite termodifusioon – element viiakse sulami pinnakihti kõrgel temperatuuril, redutseerivas keskkonnas või vaakumis ,
  
• termoaliteerimine – kõrgel temperatuuril kuumutamisel tekib metallile kaitsekiht,
  
• termokroomimine – kõrgel temperatuuril pulbrilise kroomi ja kaoliini seguga vaakumis tekib õhem kaitsekiht, mis on kõva, kulumiskindel ja vastupidav,
  
• pealesulatusmeetod – vähem vastupidavate detailide katmine kuumuskindlama sulamiga,
  
• teromehaaniline meetod – kuumuskindla metalli või sulami õhukesed lehed paigutatakse ühele võ kahele poole kaitstavat metallilehte ja töödeldakse saadud paketti kuumvaltsimise ja pressimisega,
  
• pihustusmeetod – kuumuskindel metall või sulam kantakse sulas olekus pihustatuna õhu- või inertgaasi keskkonnas metallile,
  

Mittemetalsed katted :

• kuumuskindlad emailid – klaasilise olekuni sulatatud keraamiline materjal, mis susaldab kuumakindlaid oksiide ja vähe difusiooni soodustavaid oksiide, väike plastilisus ,
  
• rasksulavatest ühenditest katted – karbiidid , nitriidid , boriidid , silitsiidid.
  

Kaitsvate gaaskeskkondade loomine – gaaside koostise reguleerimine selliseks , et oksüdeerimisreaktsioonid oleksid termodünaamiliselt võimatud.

• Kasutatakse terasest pooltoodete ja detailide termilisel töötlemisel,
  
• Gaasid saadakse tehnilise N puhastamisel hapnikust, gaasigeneraatoritest või küttegaasi osalisel põletamisel.
  

Elektrokeemilise korrosioonitõrje:

Kaitsekatted:
Metallkatted – raua võib katta elektrokeemiliselt mõne teise metalliga:
Zn-katted – sulgeb poorid:

• Kuumtsinkimine – hapetega puhastatud terasdetailid kastetakse läbi sulatsingi. Kõige parema kvaliteediga,
  
• Kuumpihustus – puhastatud detailidele pihustatakse sulatsinki,
  
• Elektrokeemiline katmine – detail on katoodiks, anoodiks on tsink, elektrolüüdiks tsink-soola lahus. Kasutatakse väikeste esemete katmiseks,
  
• Difusioonimeetod – puhastatud detail pannakse koos tsinkpulbriga trumlisse, mis pannakse pöörlema ja kuumutatakse tsingi sulamistemperatuuri lähedale,
  
• Tsink-pulbervärv – kasutatakse väga peenikest tsingi pulbrit.
  

Al-katted:

• Kõige stabiilsem pH 4,5 juures,
  
• Al pinnale tekitatakse suhteliselt paks oksiidikiht.
  

Oksiid- ja fosfaatkatted – vähemefektiivsed, aga sobivad hästi atmosfäärikorrosiooni tõrjeks ja on heaks aluspinnaks värvidele. Rakendatakse allumiiniumi kaitsmisel:
Fosfaatkatted:

• Metallipindu töödeldakse mitmesuguste metallide fosfaatsete soolade kuumade lahustega, heaks aluspõhjaks värvidele.
  

Värvkatted ja kaitsemäärded
Pinna isoleerimine katetega

• Polümeerid,
  
• Emailid,
  
• Keraamilised katted,
  
• Biokile – uus katte vorm, kus kasutatakse bakteriaalseid kilesid metallide pinnal.
  

Elektrokeemiline kaitse:

• Kasutatakse seal, kus saab tekitada vooluringi st. soolases ja magedas vees, pinnases ja metalist mahutites, milles hoitakse elektrolüüte,
  
• Protektorkaitse – raud roostetab kui ta osutub anoodiks, seega kui ühendada raua külge mõni temast aktiivsem metall, saab anoodiks viimane, raud on aga katoodiks.
  
• Katoodkaitse – kaitstav ese ühendadakse alalisvooluallika negatiivse poolusega ning tekitatakse temast katood, anoodina kasutatakse suvalist vanametallitükki.
  
• Anoodkaitse – kasutatakse välist alalisvoolu allikat. Objekt ühendadakse alalisvooliallika positiivse poolusega, negatuuvse poolusega ühendatakse sobivast materjalist nn abielektrood, objekti pinnale tekitatakse komponentide oksiidide kiht. Kasutatakse Al sulamite, roostevaba teraste ja süsinikteraste korral.
  

Korrosioonitõrje kuiva õhuga:

• Õhu suhtelise niiskuse vähendamine temperatuuri tõstmisel, õhu kuivatamisel silikageeliga.
  

Biokeemilise korrosiooni tõrje:

• Hävitatakse mikroorganismid,
  
• Lisatakse Kg, Cu jm värvide või metallide koostisesse,
  
• Kõrvaldatakse mikroorganismide eluks vajalikud ained,
  
• Isoleeritakse metall täielikult ümbritsevast keskkonnast,
  
• Ümbritsevasse keskkonda lisatakse mürke.
  

Betooni (tsement, täitematerjal, vesi) korrosioon

• I tüüpi – tsementkivi korrosioon, võib toimuda väljakanne veega  hakkavad hüdrolüüsuma tsementkivi teised materjalid  poorsus suureneb. Vältida väljavoolavat vett ja perioodilist märgumist ja kuivamist.
  
• II tüüpi – tsementkivi komponentide reageerimine betooniga kokkupuutuvate ainetega ehk karboneerumine. Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O
  
• III tüüpi – betoonis toimub ümberkristalliseerumine, st faasid muutuvad, seega maht suureneb.
  
• IV tüüpi – terasarmatuuri korrosioon – betoon on tugevalt aluseline, mistõttu armatuur kaetakse rauaoksiidi kihiga, mis takistab raua korrodeerumist.
  

Betooni korrosiooni tõrje:

• Pinnakatted – vähendavad gaaside, vee, kloriid- ja sulfaatioonide sissetungimist betooni,
  
• Täita poorid,
  
• Leelistada betoon,
  
• Armatuur kaitsta elektrokeemiliselt,
  
• Elimineerida kloriidioonid betoonist,
  
• Lisada inhibiitoreid.
  

Polümeerid – kõrgmolekulaarsed ühendid. Molekulid koosnevad suurest arvust ühte või mitut tüüpi korduvatest lülidest – monomeeridest.
Plastid – polümeeride baasil valmistatud tehismaterjalid, mille põhikomponentideks on polümeer ja mis töötlemisfaasis on plastsed (tavaliselt kõrgendatud rõhu ja temperatuuri mõjul). Nimetatakse ka looduslikke ja sünteetilisi mittemetalseid kõrgmolekulaarseid ühendeid.
Plastide omadused:

Mehaanilised:

• Vastupanu mehaalinistele mõjudele,
  
• Kõvadus,
  
• Hõõrdekulumiskindlus,
  

Füüsikalis-keemilised:

• Soojus- ja külmakindlus, tulekindlus ,
  
• Soojusjuhtivus,
  
• Soojuspaisumine ,
  
• Keemiline vastupidavus,
  

Elektrilised:

• Vastupanu elektrivälja toimele,
  
• Dielektriline läbitavus,
  

Optilised:

• Läbipaistvus,
  
• Valguse neeldumine ja peegeldumine,
  

Tervisekaitse ja ohutusega seotud omadused.
Plastide puudused:

• Hapsumine madalatel temperatuuridel,
  
• Suhteliselt madal lubatav töötemperatuur,
  
• Vananemine aja jooksul,
  
• Madal tulekindlus,
  
• Suur soojuspaisumine.
  

Plastide eelised:

• Madalam töötlemistemperatuur kui metallidel ja keraamikal, seega madalam energiakulu ,
  
• Kergemad,
  
• Viimistlemise minimaalne vajadus, odavus,
  
• Hea töödelduvus,
  
• Korrosioonikindlus ,
  
• Hea tugevuse ja tiheduse suhe,
  
• Tagavad ühtlaselt vaikse töö ja müra summutuse,
  
• Head elektri- ja soojusisolaatorid.
  

Polümeeride vananemise põhjuseks on:

• Erinevad keemilised reaktsioonid, mida põhjustavad ja kiirendavad lisandid polümeeris,
  
• Temperatuur,
  
• Õhuhapnik,
  
• Valgus.
  

Polümeeride liigitus:

Päritolu järgi:

• Looduslikud (tselluloos) – koosnevad süsivesinike molekulidest,
  
• Modifitseeritud looduslikud (struktuur säilib peale keemilist töötlemist),
  
• Sünteetilised (naftast, kivisöest) – saadakse ühe või mitme madalmolekulaarse ühendi monomeeri liitumisel.
  

Ehituse järgi – molekulid moodustuvad keemiliselt aktiivsetest monomeeridest ahela või ruumilise radikaalide paigutsega struktuuri:

• Homopolümeer – üks korduv ühik –A-A-A-A-A-
  
• Kopolümeer – kaks või rohkem korduvat ühikut –A-B-A-B-
  
• Juhuslik - -A-B-B-B-A-B-A-A-
  

...

• Lineaarsed polümeerid – painduvad ja soojenemisel pehmenevad materjalid (naturaalne kautsuk , polüetüleen)
  
• Ruumilised polümeerid – püsivamad, nende elektrilised omadused ja kuumuskindlus ületavad lineaarsete polümeeride vastavaid näitajaid (bakeliit)
  
• Looduslikud polümeerid – piiratud omaduste ja defitsiitsuse tõttu elektrotehnika - ja raadiotehnikatööstuses ei kasutata.
  
• Termoreaktiivsed – muutub temperatuuri mõjul kuju ja koostis ning kaob plastsus ehk muutuvad mittesulavateks ja –lahustuvateks. Muutuvad kuumutamisel või kõvendi toimel ruumilise struktuuriga võrestikpolümeerideks, mis ei sula ega lahustu.
  
• Termoplastid – ei muutu korduval kuumutamisel kuju ega koostis ehk säilitavad oma lahustuvuse ja sulavuse. Enamasti lineaarne või hargnenud struktuur.
  

Kasutusala järgi

• Tarbeplastid
  
• Konstruktsioonplastid
  
• Eriplastid
  

Polüetüleen – läbipaistmatu või poolläbipaistev termoplastiline helehall materjal

• Sulamistemperatuur 105...130ºC,
  
• Heade dielektriliste omadustega,
  
• Happe- ja leelisekindel,
  
• Laguneb kloori ja fluori mõjul,
  
• Niiskuskindel ja gaasitihe,
  
• Painduv ,
  
• Töödeldav
  
• Keevitatav ,
  
• Päikesevalgus kiirendab vananemisprotsessi.
  

Kõrgrõhupolüetüleen – valmistatakse pakkematerjale, füsioloogiliselt kahjutu. Kasutatakse kõrgsagedusvoolu kaablite isolatsioonina.
Madalrõhupolüetüleen – suurema mehaanilise tugevusega ja jäikusega. Valmistatakse kaablite isolatsiooni, raadiote detaile, mahuteid ja väikestel koormustel töötavaid hammasrattaid.
Polüpropüleen –

• Kõvem, jäigem,
  
• Kasutatakse kuni temperatuur 100ºC,
  
• Vastupidav õlidele ja rasvadele,
  
• Madalal temperatuuril haprub,
  
• Väga tundlik UV-kiirgusele,
  
• Valmistatakse pudeleid, mahuteid, pakkekilesid, ämbreid, akuanumaid.
  

Polüvinüülkloriid – valge tahke aine

• Head dielektrilised ja plastilised omadused,
  
• Väike temperatuurikindlus , laguneb üle 100ºC, kõrge külmakindlus (-50ºC),
  
• Suur keemiline vastupidavus õlidele, lahustitele, leelistele ja hapetele. Ei ole vastupidav nitrobenseenile, dikloroetaanile. Püsiv vee, soolade vesilahuste ja naftasüsivesinike suhes,
  
• Plastifikaatorite abil saab polüvinüülkloriidist valmistada mitmesuguste omadustega materjale. Saadakse painduvad materjalid, mida kasutatakse painduvate juhtmete ja kaablite isolatsioonina,
  
• Vinüülplast, mis sisaldab 10% plastifikaatorit on kõva, heade füüsikal-mehaaniliste omadustega,
  
• 40% plastifikaatorit sisaldav materjal on elastne ja külmakindel, ei põle.
  
• Valmistatakse vibratsioonidele ja löökidele vastupidavaid akuanumaid ja isoleerdetaile.
  

Polüstüreen – tahke läbipaistev materjal

• Kõrged elektrilised omadused,
  
• Happe- ja leelisekindel,
  
• Vastupidav osoonile,
  
• Termoplastiline,
  
• Mehaaniliselt töödeldav,
  
• Turustatakse lehtedena, varrastena, graanulitena,
  
• Detaile valmistatakse survevalamise teel metallvormidesse – poolikehad, -südamikud, dielektrilised antennid , paneelid, alused, raadiotehnilised isolaatorid .
  

Pleksiklaas –

• Valmistatakse valguskindlat orgaanilist klaasi, kilet , läätsesid,
  
• Väga hea läbipaistvus,
  
• Püsiv vees, leelistes, hapete vesilahustes, bensiinis , õlides,
  
• Kahjustun kontsentreeritud väävel-, lämmastik- ja kroomhappes,
  
• Lahustub benseenis, dikloroetaanis, propanoonis,
  
• Lahuste abil saab tekitada materjalide pinnale läbipaistmatut lõhnatut värvkatet,
  
• Termoplastne,
  
• Hästi valatav,
  
• Tahkena mehaaniliselt töödeldav,
  
• Keevitatav temperatuuril 140-150ºC,
  
• Kergesti vormitav 125-130ºC juures puit- või metallvormides,
  
• Kasutatakse dielektrikuna ainult madalsagedusseadmetes, elektro- ja raadiotehnikas.
  

Elastomeerid -
Looduslik –

• lähtepolümeer, vulkaniseeritakse ummisegu valmistamisel.
  

• Head mehaanilised omadused,
  
• Suurem vastupidavus nii kulumisele, kui lahustite suhtes,
  

Sünteetiline –

• Eetrite ja estrite reaktsioonisaadus,
  
• Suur kulumiskindlus , elastsus , tõmbetugevus,
  
• Väike kuumuskindlus, veekindlus, happe- ja leelisekindlus,
  
• Valmistatakse jalatseid, taldu, tihendeid, kiirgusekaitseriietust.
  

Silikoonid –

• Kõrgpolümeersed dielektrikud võivad olla nii isoleervedelikud kui ka tahked vaigud ,
  
• Suur keemiline püsivus,
  
• Suur vastupidavus veele, mineraalõlidele ja elektrisädelahendusele,
  
• Keemiliselt püsivad,
  
• Omadused sõltuvad vähe temperatuurist, hüdrofoobsed,
  
• Kosmeetika, ehitus, meditsiin , kosmosetehnika.
  

Teflon – valge värvusega tahke aine, tundub olevat rasuse pinnaga:

• Mittepolaarne dielektrik , stabiilsete omadustega, raadiotehnniline materjal,
  
• Kasutatakse masinaehituses, toiduainete tööstuses ja olmetehnikas,
  
• Hästi töödeldav, võib puurida, treida, lihvida,
  
• Keemilistele ainetele on vastupidavus kõrgem, kui väärismetallidel, emailidel ja eriterastel.
  

Biolagundatavad polümeerid –

• Tubastes tingimustes püsiv,
  
• Laguneb looduses mõne kuuga ,
  
• Saadakse maisist (ka nisust, riisist),
  
• Valmistatakse kilet, karpe, konteinereid.