Otsi
Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse ☰

Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 (2)

Tallinna Tehnikaülikool - Keemia - Keemia ja materjaliõpetus
5 VÄGA HEA
Punktid

Esitatud küsimused

  • Milline on süsteemne materjalide korrosioonitõrje?
  • Milliseid reaktsioone nimetatakse redoksreaktsioonideks?
  • Millega iseloomus-tatakse neid sertifikaadis?
  • Palju võib moodustuda katlakivi viiest kuupmeetrist veest katlakivi koostiseks võtta CaCO3?
  • Milline protsess on lahustumine?
  • Millistega Millised keemilised protsessid toimuvad vee kuumutamisel üle 65 oC?
  • Kui siis kuidas on väimalik määrata vesilahuste pH väärtus?
  • Kui a H 8410-3 molL b H 4210-12moldm-3?
  • Millised ained on happed ja millised alused?
  • Millist ainet ja materjali nim tahkeks?
  • Kuidas määratakse nende faasikoostist?
  • Millist informatsiooni on võimalik saada röntgensaasianalüüsi abil?
  • Mitmete kristalsete ainetega põhjendage vastust?
  • Millistel juhtudel toimub keemiline reaktsioon elektrolüütide vesilahustes?
  • Kus seda leidub kuidas tekibon tekkinud?
  • Millest sõltub difusiooni kiirus?
  • Millised reaktsioonid on redoksreaktsioonid?
  • Millised ained on oksüdeerijad millised redutseerijad?
  • Kuidas valmistatakse tsinkkatet metallidele ?
  • Millest sõltub tsingikihi paksus terase kuumtsinkimisel ?
  • Millised on kasutatud kaitsmisviisi ohud ?
  • Millised on seal korrosioonitõrje meetmed ?
  • Milliseid protsesse nimetatakse elektrokeemilisteks?
  • Kuidas seda määratakse ja millest oleneb selle suurus?
  • Milline on kontaktkorrosioon?
  • Millistel põhjustel need tekivad moodustuvad?
  • Millised katoodiks?
  • Millised soolad hüdrolüüsuvad ja kuidas ?
  • Kuidas määratakse vees HCO 3- sisaldust ?
  • Kui katlakivi koostiseks võtta CaCO3?
  • Kuidas töötavad Volta ja Jacobi galvaanielemendid skeem ja toimuvad reaktsioonid?
  • Millistel tingimustel moodustuvadtekivad igapäevases elus galvaanielemendid?
  • Milline protsess on elektrolüüs?
  • Mis on lagunemispinge ja mis on ülepinge?
  • Mida käsitlevad ja formuleerige Faraday seadused?
  • Miks alumiiniumi kui materjali oksüdeeritakse ?
  • Milline nähtus on korrosioon?
  • Milliste meetoditega kaitstakse metalle korrosiooni vastu loetlege ja kirjeldage?
  • Milline on kemism ja tõrje meetodid?
  • Millised reaktsioonid kulgevad alumiiniumi kokkupuutel raua ja vasega?
  • Mis on märgamise kriteeriumiks?
  • Kui on siis kuidas kui ei siis miks?
  • Mida nimetatakse keemiliseks reaktsiooniks?
  • Kus ja milleks neid kasutatakse?
  • Millest sõltub lähtub tsinkimise meetodi valik?
  • Kui ja siis kuidas?
  • Milliste omaduste järgi hinnatakse tsinkkatte omadusi terasel?
Keemia ja materjaliõpetus
  • Elemendi ja lihtaine mõisted/nimetused ning nende mõistete õige kasutamine praktikas. Süsteemsuse olemus ja süsteemse töötamise vajalikkus inseneritöös. Näiteid praktikast. Milline on süsteemne materjalide korrosioonitõrje?
    Keemiline element ehk element on aatomituumas sama arvu prootoneid omavate aatomite klass. Teise definitsiooni järgi on keemiline element aine, milles esinevad ainult ühe ja sama aatomnumbriga aatomid . Seega keemiline element on aine, mida ei saa keemiliste meetodite abil lihtsamateks aineteks lahutada. Lihtaine on keemiline aine, mis koosneb ainult ühe keemilise elemendi aatomitest. Näiteks puhtad metallid ja gaasid. Elementide ja nendest moodustunud lihtainetel on enamikel juhtudel üks ja sama nimi, st tuleb alati selgitada, kas tegemist on mingi elemendi aatomitega mõnes aines või selle elemendi aatomitest moodustunud puhta lihtainega või selle lihtaine osakestega mingis aines, materjalis või süsteemis. Nt kloor ja fluor esinevad ainetena Cl2 ja F2.
    Süsteem on kas vahetult omavahel seotud ja üksteist mõjutavate või ainult mõjutavate objektide ja nähtuste kogum. Kõik keemilised tehis - ja looduslikud protsessid kujutavad endast süsteemi, milles on ained, kemikaalid , seadmed , keskkond ja mõjutegurid. Seejuures võib vastasikune mõju olla väga erineva suuruse ja tähtsusega. Näiteks etamooli valmistamine koosneb tooraine ( kartul , teravili) 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.
    Millegi rajamisel tuleb arvestada materjalide sobivust: ükski roostevaba teras pole vastupidav kloriidioonide toimele; tsingitud terasest torudel peab kuuma vee temp olema kas alla 55o või üle 100o; kui süsinik on kontaktis teiste metallidega, siis teine metall alati hävib, ka kuld ja plaatina; õhk sisaldab alati veeosakesi aerosoolidena (Cl- ioonid ).
    NÄIDE:
    AS Paide Vesi: Roostevaba teraste keevitamine on äärmiselt probleemne, arvestamata jäeti ka roostevabaterase korrosioonispetsiifika – keevisõmbluste piirkond jäeti puhastamata keevitamisel tekkinud korrosiooniproduktidest, mistõttu roostetas keevisõblus nii õhukeseks, et võis iga hetk survele järele anda. Ning seetõttu oldi sunnitud ka kogu torustiku välja vahetama .
    Algpõhjuseks võib lugeda ebakvaliteetset projekti, nimelt puudub ''Nõuded ehitusloa taotlemisel esitatavale ehitusprojektile''sätetes osa korrosioonitõrjest, korrosioonitõrjemeetoditest, kus oleks käsitletud materjalide kokkusobivus. Selle osa koostamine pole vastavate seadusandlike dokumentide alusel kohustuslik.
  • 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 klassifikatsiooni skeemi algus keemia valdkonnas. Konkreetsed näited kõikide mõistete ja omaduste juurde.
    Aine on mateeria vorm (aineosakeste paiknemine /struktuur), mida iseloomustab nullist erinev seisumass ja suhteline stabiilsus. Aineosakeste hulka kuuluvad eelkõige prooton , neotron ja elektron , millest koosnevad kõik stabiilsed aatomid. Keemiline aine on aine, mille molekulidel on ühesugune koostis ja struktuur.
    Materjal on keemilisest seisukohast mistahes keemiline aine, mille kasutamisel /töötlemisel ei toimu keemilisi muutusi.
    Tavatingimused: 20oC (293K) 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 langedes osad ained lagunevad); tavaolekus tahke aine võib viia vedelasse olekusse, aga mitte kõiki gaasilisse olekusse. Samuti on aineid ja materjale, mis eksisteerivad vaid kahes olekus (nt kuumutamisel jood sublimeerub ehk läheb otse tahkest olekust gaasilisse).
    Ainete ja materjalide füüsikalised omadused sõltuvad osakeste massist ja nende „kokkupakitusest”(tihedus), keemilise sideme tüübist ja struktuurist(kõvadus, sepistatavus, venitatavus , sulamis-ja keemistemperatuur ), laetud osakeste liikumisvõimest(elektrijuhtivus) jne. Keemilised omadused sõltuvad elektronide paigutusest aatomis(elektronskeemist), keemilise sideme tüübist, struktuurist ja energiamuutusest.
    Ainete ja materjalide klassifikatsioon ning tähistamine: Klassifikatseerimine toimub alati mingi tunnuse alusel, sama ainet võib klassifitseerida eri tunnuste järgi, st aine võib olla eritunnustega ja kuuluda samaaegselt erinevatesse klassidesse.
    1)NIMI: a) nimi ei anna infot aine päritolu, kasutamise ega omaduste kohta(kriit, vesi); b) nimes sisaldub mingi info ( sooraud , seebikivi , lubjakivi ); c) kaubanduslik nimi ei sisalda mingit infot ( nailon , määrdeõli, kiudained ).
    2)VALEM: a) empiiriline (lihtsaim valem) näitab aine elementaarkoostist ja elementide gruppide omavahelist suhet (N2,C6H6, CH4); b) struktuurivalem (lisaks elementide ja elementgruppide suhtele näitab ka kuidas need on omavahel seotud, keemilised sidemed.
    3) TÄHTEDE JA NUMBRITE KOMBINATSIOON: nt E100-E199 toiduvärvid, saab identifitseerida käsiraamatute või Interneri otsingumootorite abil.
    4) NOMENKLATUURSED NIMETUSED: standardiseeritud puhastele ainetele JUPAC poolt, nt FeO, raud(II) oksiid .
  • 1)Kolloidsete süsteemide klassifikatsioon. Näiteid nende kasutamisest, tekkimisest ja esinemisest nii loodus- kui tehiskeskkonnas ning mõjust insenerirajatistele ja ehitistele.
    Pihustatud aine olek
    GAAS
    VEDELIK
    TAHKE
    Pihus-tus-kesk- kond
    GAAS
    Vedel aerosool
    udu, pilved , atmosfäär
    Tahke aerosool
    suits, tolmune atmosfäär
    VEDELIK
    Vaht
    vahukoor , seebivaht
    Emulsioon
    majonees, kätekreem
    Kolloidne suspensioon
    piim, värvid, tint
    TAHKE
    Tahke vaht
    vahtpolüstürool
    Geel
    või, juust, tarrendid
    Tahke kolloid
    rubiinklaas
    Süsteemides, kus on tegemist suurte õhukogustega, võivad aerosoolsed osakesed tekitada häireid. Tuleb tarvitusele võtta meetmed, et enne õhu viimist süsteemi eemaldada aeerosoolsed osakesed õhus. Suruõhusüsteemid: perioodiliselt tuleb neil kompressorid lahti võtta ja puhastada seesmisi pindasi – mere ääres näiteks hakkab kogunema keedusool , mis on metallide korrosioonikiirendaja.
    Kõik settekivimid on suuremal või vähemal määral poorsed .
    2)Liht- ja liitaine , puhta aine, materjali, homogeense ja heterogeense segu mõisted. Vastavad näited.
    Lihtaine on keemiline aine, milles esinevad ainult ühe elemendi aatomid. Nt hapnik (O2), raud (Fe). Liitaine on keemiline ühend, milles esinevad kahe või enama keemilise elemendi aatomid. Nt vesi (H2O), keedusool (NaCl), süsihappegaas (CO2). Puhas aine on kindla koostisega aine, mis koosneb ainult ühe aine osakestest, põhiainet on 99.9999%(lisandeid on 0,0001%). Materjal on keemilisest seisukohast mistahes keemiline aine, mille kasutamisel/ töötlemisel ei toimu keemilisi muutusi. Nt alumiinium pottidena, metallid, looduslikud ja sünteetilised kivimid.
    Homogeenses süsteemis või – segus on süsteemi(segu) mistahes keemiline koostis ja struktuur ühesugune. Heterogeenne süsteem või segu koosneb kahest või enamast, kas keemilise koostise või struktuuri poolest erinevast homogeensest osast.
    Tuleb arvestada, et reaktsiooni kiirus oleneb: 1)homogeenses süsteemis: a)temperatuurist (temp kasvades reaktsiooni kiirus kasvab); b)kontsentratsioonist (konts kasvades reaktsiooni kiirus väheneb); c)gaaside ja aurude korral nende rõhust; 2)heterogeenses süsteemis: a,b,c + d) faaside kokkupuutepinna suurusest (pinna suurenedes kiirus suureneb); e)reaktsiooniproduktide difusioonikiirusest; f) 2-aatomiliste gaaside dissotsiat-sioonienergiast.
  • Ainete valemite mõiste, keemilise reaktsiooni võrrand ja nende seletused . Mis on keemiline reaktsioon , viis näidet. Milliseid reaktsioone nimetatakse redoksreaktsioonideks? Keemilise reaktsiooni võrrand, selle koostamine ja kasutamine praktikas.
    1) empiiriline (lihtsaim valem) näitab aine elementaarkoostist ja elementide gruppide omavahelist suhet (N2,C6H14, CH4). 2) molekulvalem kujutab lihtaine või ühendi ühe molekuli koostist ja näitab milliseid elemente molekul sisaldab ja milline on iga elemendi aatomite arv molekulis (nt vee molekul – H2O). 3) struktuurvalem näitab molekulis aatomite paigutust üksteise suhtes; valemis on märgitud ka kõik molekulis esinevad sidemed (CH3CH2CH2CH2CH2CH3 – heksaan).
    Keemiline reaktsioon on muundumine , mille tulemusena muutuvad aine keemilised omadused või moodustub uus aine. Keemilisel reaktsioonil tekivad lähteainetest saadused . Keemiline reaktsioon on protsess, kus tekib uus aine. Keemilisel reaktsioonil katkeb vähemalt üks ja tekib juurde vähemalt üks keemiline side erinevate elementide vahel. Toimub: 1) kahe erineva aine osakeste vahel (2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O ; CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu ; 2SO2 + O2=2SO3 ; CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O). 2) sama aine osakeste sees ( lagunemisreaktsioon : CaCO3 = CaO + CO2 ; NH4Cl =NH3 + HCl).
    1) Ühinemisreaktsioon: mood. kahest või enamast lähteainest üks uus. 2CO+O2=2CO2
    2) Lagunemisreaktsioon: moodustub ühe aine lagunemisel ja tekib 2 või enam uut ainet - 2H2O2=2H2O+O2
    3)Asendusreaktsioon: asendavad lihtaine aatomid ühendi koostises oleva elemendi aatomeid - Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
    4) Vahetusreaktsioon : moodustub kahest liitainest koostisosade vahetamise tulemusena, tekib 2 uut lihtainet - CaCl2 + K2SO4 =CaSO4+2KCl
    5) Redoksreaktsioonid : 2Fe+3Cl2=2FeCl3 – on väga levinud: käärimine, mädanemine, põlemisreaktsiooni, metallide tootmine, korrosioon jne.
    Klassifitseerimine käib mitmete tunnuste järgi, kuid olulisem on oksüdatsiooniastme järgi: a) Kui reaktsiooni käigus muutub vähemalt ühe elemendi aatomite oksüdatsiooniaste, nim reaktsiooni redoksreaktsiooniks;
    b) Kui elemengi o-a ei muutu, nim seda liitumis-, asendus- vm reaktsiooniks.
    Keemilise reaktsiooni üleskirjutis sisaldab reageerivate ainete ja reaktsioonisaaduste keemilisi valemeid ning näitab reaktsioonis osalevate ainete moolide arvu. Nt 2H2 + O2 = 2H2O.
    Koostamise üldpõhimõtted: 1) võrrandi vasakule poole kirjutatakse lähteaine valemid, paremale saaduste valemid. Võrrandi pooli eraldab pöördumatu reaktsiooni korral või = , pöörduva reaktsiooni korral . 2)Võrrand tuleb tasakaalustada, st elemendi aatomeid on võrrandi vasakul ja paremal pool võrdselt.
    Praktikas kasutamine: fotokeemia - valgustamine; kiirguskeemia – kiiritamine - katalüüs.
  • Ainete ja materjalide iseloomustamise printsiibid nende pakenditel ja saatedokumentidel. Sertifikaat, mõiste kahesugune sisu, vastavad näited. Mis on vesilahuste peamised omadused, millega iseloomus -tatakse neid sertifikaadis?
    Ainete iseloomustus antakse selle aine ohutuskaardis. Ohutuskaardis peavad vastavate rahvusvaheliste seadusandlike aktide alusel olema 16 punkti; 9. füüsikalised ja keemilised omadused. Kui need andmed on puudulikud, siis tuleb hankida lisateavet keemiliste reaktsioonide kohta teiste ainetega kontakti sattudes ja kuidas nad käituvad muude mõjutegurite korral nagu nt UV-kiirgus, mehaanilised põrutused või elusorganismid .
    SERTIFIKAAT:
    a) on dokument, milles on kirjas konkreetse aine või materjali kõige olulisemad omadused ning nende määramise normdokumendid. Iga aine ja materjali pakendi ja partiiga peab olema kaasas ülalloetletud sisuga dokument.
    b) on dokument, mis antakse välja mingile tootele komisjoni poolt ja milles on fikseeritud nõuded, millele peab vastama iga vastav toode või toote (ained, materjalid, esemed) partii. Selliseid sertifikaate toodetega kaasa ei anta .
    Kui on vaidlused, avariid, materjalikahjustused, siis tuleb kindlaks teha, kas materjal vastab sertifikaadile, mis oli selle materjalipartiiga kaasas!
    SERTIFIKAATIDE TÜÜPSISU:
    1. Agregaatolek normaalrõhul ja toatemperatuuril (tahke, vedel, gaas).
    2. Värvus silmale nähtava spektri ulatuses.
    3. Tahke aine korral – osakeste kuju, suurus, fraktsiooniline koostis, osakeste pinna iseloomustus.
    4. Vedelike korral: viskoossus erinevatel temperatuuridel , lahuse korral kontsentratsioon, pH.
    5. Tihedus
    6. Sulamis – ja keemistemperatuur.
    Looduslikus vees on Ca2+ + Mg2+ sisaldus 5,2 mmol∙dm-3, HCO3- sisaldus 4,0 mmol∙dm-3, kui palju võib moodustuda katlakivi viiest kuupmeetrist veest (katlakivi koostiseks võtta CaCO3)?
    n((CaCO3) = 10,0mol
    M(CaCO3) = 100 g/mol m = n ∙ M m = 10,0 ∙ 100 = 1000 g CaCO3 – e viies m3 vees.
  • Aatomi, elektroni, molekuli, iooni, valemi, mooli, faasi ja süsteemi mõisted ja sisu, näited. Hapete ja aluste teooria, hapete ja aluste tugevuse ja reaktsioonivõime mõiste, näited. pH mõiste, näited. pH arvutamine prootonite kontsentratsioonist ja vastupidi.
    Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, mis koosneb positiivse laenguga tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest ning millel on elemendile omased keemilised omadused. Elektron on negatiivse elektrilaenguga püsiv elementaarosake . Molekul on lihtaine või ühendi väikseim osake, mis eksisteerib iseseisvalt ja samal ajal säilitab selle elemendi keemilised omadused. Ioon on elektriliselt laetud osake, mis tekib siis, kui aatom loovutab või liidab ühe või mitu elektroni, et moodustada stabiilselt väliselektronkihti – jaguneb katioonideks ja anioonideks. Valem väljendab molekulide koostist – empiiriline valem näitab aine elementaarkoostist ja elementide gruppide omavahelist suhet; struktuurvalem näitab lisaks ka kuidas on elemendid omavahel seotud. Mool on aine hulga SI ühik. Aine hulk, mis sisaldab 6,02* 1023 mistahes aine osakest – Avogadro arv, osakeste arv ühe mooli kohta. Süsteem on ruumi osa, mis võib olla piiratud piirpindadega (suletud süsteem) või mitte piiratud (avatud süsteem). Homogeenne süsteem on igas süsteemi osas ühesuguse keemilise koostise ja struktuuriga. Homogeenses süsteemis, milles on mitu keemilist ainet, on kõik komponendid jaotunud ühtlaselt, kas molekulide, aatomite või ioonidena – homogeense süsteemi osi ei saa eraldada filtrimisel ega muul mehaanilisel teel; heterogeenne süsteem on mitteühtlane süsteem, mis koosneb kahest või enamast kas keemilise koostise või struktuuri poolt erinevast homogeensest osast (faasist) – heterogeenset süsteemi moodustavad komponendid on põhimõtteliselt üksteisest mehaaniliselt eraldatavad. Faas on ühtlane piirpindadega eraldatud süsteemi osa. Faas on heterogeense süsteemi üks homogeenne osa. Faasid võivad erineda üksteisest füüsikalise oleku, keemilise koostise või struktuuri poolest, st et faaside vahel on piirpinnad.
    Hapete ja aluste tugevuse määrab hapete ja aluste dissotsatsiooni määr. Tugevad alused ja happed on täielikult dissotseeruvad. Nõrkade korral on see osaline. Hapete ja aluste tugevusest sõltub nende reaktsioonivõime. pH iseloomustab lahuse happelisust/vesinikioonide sisaldust lahuses. Puhta vee pH = 7. Lahus on happeline kui pH 7 ja neutraalne kui pH = 7.


  • Gaasi ja auru mõiste, nende üldised omadused ning nende omadusi väljendavad põhiseadused (normaaltingimused, tiheduste väljendamine ja määramine, mooli ruumala, kriitiline temp ja rõhk, käitumine rõhu ja temperatuuri muutumise korral, segude iseloomustamine , osarõhud).
    Gaas on aine, mis normaalrõhul ja toatemperatuuril on täielikult gaasilises olekus. Gaasilise agregaatoleku mõtteliseks mudeliks on valitud ideaalgaas – kaootilises soojusliikumises olev molekulidest koosnev süsteem. Aur on selline aine gaasilises olekus, mis on tavatingimustes kas vedelas või tahkes olekus ning mille keemistemperatuur on kõrgem kui toatemperatuur, nt veeaur.
    Gaaside kõige iseloomulikumaks omaduseks on nende kokkusurutatavus ja võime paisuda. Gaasidel ei ole kindlat kuju, nad täidavad anuma, võttes selle kuju. Gaasi ruumala ühtib anuma ruumalaga, milles ta asub. Ruumala sõltub temperatuurist ja rõhust. Gaas avaldab anuma seintele püsivat rõhku, mis on kõikides suundades ühesugune. Sublimatsioon: kõiki gaase ja aure on võimalik viia rõhu tõstmisel ja temp alandamisel vedelasse ja tahkesse olekusse. Gaaside käitumist iseloomustatakse: kriitilise temperatuuriga – temp, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega; kriitilise rõhuga - rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui gaasilises olekus, st vedela ja gaasilise oleku vahel on tasakaal. Kui muuta temperatuuri ja rõhku, siis on võimalik viia gaase ja aure vedelasse ja sealt edasi tahkesse olekusse, millest järeldub, et neil on sulamis-, keemis- ja veeldumistemperatuur. Normaaltingimused: p = 101325Pa = 1atm = 760 mmHg, T = 273K = 0oC. Osarõhk on rõhk, mida mingi gaasisegu (nt õhu) keemiline komponent (nt hapnik) avaldaks, kui see vaadeldav komponent esineks üksi samal temperatuuril ja samal ruumalal. Mingi gaasisegu komponentide osarõhu summat väljendab gaasisegu kogurõhk - Daltoni seadus. Clapeyroni võrrand: ; Lussaci võrrand: . Tihedus on suurus, mis väljendab aine massi ühes ruumalaühikus – ρ (kg/m3). Tihedust saab arvutada teades gaasi ja tema massi, saab arvutada moolide arvu gaasis ning seejärel gaasi ruumala – ühe mooli gaasi või auru ruumala normaaltingimustel on 22,4 dm3, kehtib seos (dm3/mol).
  • Väävelvesiniku (H2S) iseloomulikud omadused, leidumine tehis- ja looduskeskkonnas, moodustumise kemismid. Väävelvesinikust põhjustatud ohud inseneriasjanduses.
    Väävelvesinik tekib looduses ja tehissüsteemides peamiselt väävli aatomeid sisaldavatest ainetest väävlibakterite toimel. H2S on äärmiselt toksiline gaas!
    Kontsentratsioonil > 1000ppm seiskub kohe hingamine.
    Kontsentratsioonil 800ppm saabub 50% inimestel surm 5minuti jooksul.
    Kontsentratsioonil 0,0047ppm tunneb 50% inimesi mädamuna lõhna.
    Keskmine H2S sisaldus õhus on 0,0001 – 0,0002 ppm.
    H2S tekkimise ja kogunemise kohad: Põhjavee šahtkaevud ja mineraalvee allikad, sest bakterid toodavad SO4-st H2S-i. Kanalisatsioonikaevud ja –trassid avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all. Kommunikatsiooni-kanalid ja – kaevud avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all. Nafta ja naftasaaduste mahutid. Heitvee mahutid.
    Väävelvesinikust põhjustatud ohud: on olemas bakterid, mis toodavad H2S – st väävelhapet. Seetõttu võib H2S olemasolu kiirendada kõikide konstruktsioonimaterjalide korrosiooni, mis ei ole vastupidavad H2SO4 toimele (nt süsinikterased, betoonid , alumiinium, tsink , vask jt).
  • Süsinikdioksiidi iseloomulikud omadused, leidumine tehis- ja looduskeskkonnas, moodustumise kemismid. “Tootmine” ja kasutamine. Süsinikdioksiidist põhjustatud ohud inseneriasjanduses.
    Omadused: CO2 on värvusetu ja lõhnatu gaas. See ei põle ega toeta põlemist ( seepärast kasutatakse seda tulekustutamisel). Maitsetu, õhust 1,5 korda raskem. Leidumine: Õhus leidub mahuliselt 0,03% CO2. See moodustub hingamisel, põlemisel, käärimisel, mädanemis- ja kõdunemisprotsesside käigus. Laboratoorselt saadakse seda kaltsiumkarbonaadist hapete toimel:
    Kasutamine: 1) Tulekustutid on täidetud vedela CO2-ga; 2) Tugeval jahutamisel tardub CO2 tahkeks , jääga sarnaseks massiks, nn “kuiv jää”, mida rakendatakse toiduainete (nt jäätise) säilitamiseks; 3) Toiduaine- tehnoloogias kasutatakse CO2 paljude jookide gaseerimiseks; 4) Ühtlasi saab seda kasutada joogivee desinfitseerimiseks ning heitvee neutraliseerimiseks.
    CO2 – st põhjustatud ohud: süsinikdioksiid kahjustab betooni, kuna moodustab niiskusega kokkupuutes happe: . Hape söövitab ka metalli.
  • Vedelas olekus käibegaaside diagrammidelt temperatuur-aururõhk saadav informatsioon (CO2, CO, CH4, C3H8, C4H10, Cl2, SO2, O2, N2).
    Saadav informatsioon: 1) kriitiline temperatuur; 2) küllastatud aururõhk kriistilisel temperatuuril; 3) kullastatud auru rõhk tavatemperatuuril; 4 )mahuteguri arvutamine vedelast olekust gaasilisse rõhu juures 1 atm;
    1. CO2 : 1) 304,2 K; 2) 74 atm; 3) 60 atm; 4) 0,543 m3
    2. CO : 1) 132,9 K; 2) 35 atm; 3) puudub; 4) 0,844 m3
    3. CH4 : 1) 190,5 K; 2) 46 atm; 3) puudub; 4) 1,47 m3
    4. C3H8 : 1) 369,8 K; 2) 42,5 atm; 3) 10 atm; 4) 0,523 m3
    5. C4H10 : 1) 425,1K; 2) 38 atm; 3) 2,3 atm; 4) 0,396 m3
    6. Cl2 : 1) 417,1 K; 2) 77 atm; 3) 5 atm; 4) 0,328 m3
    7. SO2: 1) 430,8 K; 2) 79 atm; 3) 3,5 atm; 4) 0,361 m3
    8. O2 : 1) 154,5 K; 2) 50 atm; 3) puudub; 4) 0,738 m3
    9. N2 : 1) 126,2 K; 2) 34 atm; 3) puudub; 4) 0,843 m3
  • Veeaur õhus. Absoluutne niiskus, suhteline niiskus. Kondensaat , selle tekkimise põhjused õhus olevast veeaurust ja kondensaadi koguste arvutusskeemid: kondensaadi kogus – 1. kui muutub nii õhu rõhk kui temperatuur; 2. kui rõhk ei muutu, aga alaneb temperatuur; 3. kui temperatuur ei muutu kuid suureneb õhurõhk.
    Veeauru kogust õhus väljendatakse kahel viisil:
    Absoluutne niiskus on ühes kuupmeetris gaasis leiduva vee(auru) mass grammides (g/m3). Maksimaalne võimalik absoluutne niiskus sõltub gaasi temperatuurist – mida külmem on gaas, seda vähem mahutab see veeauru ja vastupidi. Absoluutset niiskust saab leida valemiga:
    , kus mH2O on veeauru mass grammides ning V on gaasi ruumala (1 m3).
    Suhteline ehk relatiivne niiskus (RH) on õhus leiduva veeauru koguse ja selles õhuosas samadel füüsikalistel tingimustel maksimaalselt sisalduda võiva veeauru suhe. Relatiivset niiskust võib defineerida ka kui füüsikalist suurust, mis näitab, millise osa moodustab absoluutne niiskus sellest niiskusest, mis antud temperatuuril küllastaks. Suhtelist niiskust väljendatakse protsentides. Mida soojem on õhk, seda enam saab ta sisaldada veeauru. Õhu jahtumisel, nt õhtul, hakkab suhteline õhuniiskus seega suurenema. Suhtelist niiskust õhus arvutatakse kahel viisil:
    a)
    b)
    Temperatuuri, mille juures õhus olev veeaur kondenseerub (kaste, härmatis), nimetatakse kastepunktiks. Veeaur kondenseerub siis, kui veeauru osarõhk õhus ületab küllastatud veeauru rõhu antud tingimustel, s.o temperatuuril ja rõhul.
    Kondensaadi koguse arvutusvõrrant tuleneb Boyle ´i – Mariotte seadusest:
    , mille järgi veeauru osarõhu suhe üldrõhku on võrdne veeauru osaga 100-s mahuühikus õhus. Ning kuna õhu komprimeerimisel veeauru mahuprotsent ei muutu seni, kuni veeaur ei kondenseeru, tuleneb võrrand: . Viimase võrrandi abil saab arvutada rõhu, mille juures hakkab komprimeeritavas õhus sisalduv veeaur kondenseeruma. Õhu kokkusurumisel suureneb üldrõhu suurenemisega ka veeauru osarõhk õhus, sest veeauru osarõhu suurus ei muutu.
    + ülesanded.
  • Vedeliku mõiste ja üldised omadused: aurumine (küllastatud auru rõhu mõiste), lendumine , keemine , kondenseerumine (mõiste ja tingimused), kondensaat(mõiste), tahkumine(mõiste ja põhjused). Näited. Mis toimub tavatemperatuuridel vedelate lahustega(vedelik vedelikus , tahke aine vedelas lahustis ) kinnises ja avatud süsteemis(aururõhud, lendumine, lahustunud tahke aine käitumine) ?
    Vedelikud on ained, mis voolavad raskusjõu mõjul. Voolamine on osakeste ühesuunaline liikumine üksteise suhtes raskusjõu mõjul. Vedelikud tekivad gaaside jahutamisel ja kokkusurumisel ning tahkete ainete külmutamisel; ei oma kindlat kuju, kuid omavad kindlat mahtu; kokkusurutatavus on väga väike, selleks on vaja väga suurt rõhku. Aurumiseks nim aine üleminekut vedelast olekust gaasilisse. Vedelas olekus on kõik osakesed kaootilises liikumises, seega kõigil osakestel on teatud kin energia – osakesed, mille energia ületab piirväärtuse(omavaheline kokkutõmme), lähevad vedeliku pinnalt gaasilisse olekusse. Kui aurude kontsentratsioon gaasi faasis on konstantne , siis aurude osarõhku nim küllastunud aururõhuks (pküll). Küllastunud auru rõhk vedelikel sõltub ainult temperatuurist – temp tõustes aurude osarõhk tõuseb. Keemiseks nim protsessi, kus vedeliku osakesed lähevad üle gaasilisse olekusse mitte ainult vedeliku pinnalt, vaid ka vedeliku seest! Vedelik keeb , kui pküll vedeliku pinnal saab võrdseks välisrõhuga. Puhas vesi keeb 1atm 100oC, kui rõhk on kõrgem, siis on kõrgem ka keemistemp . Keemisprotsessi ajal jääb temp samaks. Kondenseerumiseks nim aine taasüleminekut gaasilisest olekust vedelasse tahke aine pinnal ja saadud vesi on kondensaat – kondenseerimisprotsessi produkt. Tahkumiseks nim vedela oleku muutumist tahkeks aine puhul, mis toatemperatuuril ja atmosfäärirõhul on tahke. Vedelike lenduvus ühel ja samal temperatuuril sõltub nende vedelike keemistemperatuurist ja aurude difusioonikiirusest ümbritsevasse keskkonda. Lenduvusest saab rääkida vaid lahtises süsteemis. Aine lenduvus on seda suurem, mida madalam on tema keemistemperatuur. Tahke aine vedelas lahustis: absoluutselt mittelahustuvaid aineid pole olemas. Rõhk oluliselt mõju ei avalda. Lahustus suureneb temperatuuri tõustes, kui lahustumisprotsess on endotermiline. Väheneb temperatuuri tõustes, kui lahustumisprotsess on eksotermiline. Lahustumise temperatuurisõltuvus väljendab lahustuvuse muutumist temperatuuri muutmisel. Sellistes lahustes (nt NaCl lahus) on küllastunud vedelike aururõhk väiksem kui nt puhta vee kohal. Kinnises süsteemis lahutsunud ainete osakesed jäävad vedelikku, auruvad lahusti molekulid. Avatud süsteemis lahustunud ainete osakesed jäävad alles, muu aurustub . Lahusti molekulid, mis on lahusti pinnal, difundeeruvad lahustist välja ja hajuvad ümbritsevasse gaasilisse keskkonda (lendumine). Kui lahus sisaldab tahkeid , mittelenduvaid aineid, nt keedusoola lahus, siis lendub vesi. Vedelik vedelikus: sarnased vedelikud (vesi, etanool) lahustuvad teineteises igas vahekorras. Temperatuuri tõusuga suureneb vedelike vastastikune lahustumine. Lahusest eralduvad kõikide komponentide molekulid ja hajuvad ühiskonda, kuid erineva kiirusega! Kõige kiiremini eralduvad lahusest selle komponendi molekulid, mille osarõhk on suurem. Kui on tegemist kergestilenduvate vedelikega, siis tuleks mahutites, anumites kasutada topeltkorke. Kinnises süsteemis auruvad mõlema vedeliku molekulid. Avatud süsteemis kõik aurustub, kuid erineva kiirusega – esmalt need, mille pküll on kõike duurem, difusioonikiirus kõige suurem jne. Kõikidel juhtudel paur 90o, siis vedelik ei märga substraadi pinda. Äärenurk α tekib mingist punktist vedeliku ja gaasi vahelisele piirpinnale tõmmatud puutuja ja tahke faasi vahele. Kui äärenurka ei moodustu, on tegemist täieliku märgumisega.
    Aine märgamine ja mittemärgamine sõltub jõust osakeste vahel vedelikus ja jõust vedeliku osakeste ning pinnaosakeste vahel. Kohesiooni jõud on jõud osakeste vahel vedelikus. Adhesiooni jõud on jõud vedeliku osakeste ja pinnaosakeste vahel.
    1) Fadh > Fkoh , siis märgav vedelik tõuseb mööda kapillaare üles, tõusu kõrgus on pöördvõrdeline kapillaari raadiusega
    γ- pindpinevus ; ρ-vedeliku tihedus . 2) Fadh koh , sel juhul on mittemärgav vedelik. Nt elavhõbe, mida saab kõige edukamalt korjata puhta vaskplaadiga.
    Kui tahke aine pinnal on kaks vedelikku, siis nende märgumise järgi klassifitseeritakse ained:
    1) hüdrofiilsed – veega tugev vastastikmõju: aine märguvus ja lahustuvus on veega head, nt amiinid.
    2) hüdrofoobsed – vastastikmõju veega puudub; ei toimu märgumist, pundumist ega vees lahustumist, nt süsivesikud, rasvad , eetrid .
    Kapillaarsus on nähtus, kus vedelik pindpinevuse tõttu tõuseb (või langeb) peenikestes torudes – kapillaarides . Kui vedeliku molekulid tõmbuvad kapillaari seintega tugevamini kui teineteisega, siis vedelik märgab toru ja ronib toru seinu mööda üles. Paber märgub hästi ja paberi kiudude vahel on palju kitsaid vahesid, kuhu vesi sel viisil pugeda saab. Vedeliku tõusu kõrgus kapillaaris on pöördvõrdeline kapillaari sisemise läbimõõduga – mida peenemad kapillaarid, seda kõrgemale vesi neis tõuseb. Osmoos on lahusti (nt vee) ühesuunaline liikumine läbi poorsete materjalide madalama kontsentratsiooniga lahusest kõrgema kontsentratsiooniga lahusesse. Nt looduses on osmoosseks anumaks rakk; ehituses nt betoonist mahuti lahuses. Osmoosi tagajärjel võib vesi liikuda mahutitesse, mistõttu mahutite maht hakkab suurenema ning üle ajama. Süsinikterasest gaasi-, naftatorusid, mis on pinnases, isoleeritakse väljastpoolt spetsiaalse kõrgtihendusega polüetüleenist „kleeplindiga“. Mähitakse torudele ümber ning pannakse peale katoodkaitse. Polüetüleeni kiht on vähesel määral poorne . Läbi pooride hakkab aeglaselt tungima ka pinnasevesi. Polüetüleeni kihi ja terase vahel tekib kõigepealt vesi, siis algavad korrosiooniprotsessid terase ja vee vahel ning polüetüleenkihi all moodustub lahus. Osmoosi mõjul hakkab vett tulema järjest rohkem ja lõpuks lükkab polüetüleen katte teraselt lahti ja torude pinnale tekivad nii-öelda „ villid “.
  • Vedelate lahuste (gaas vedelikus, vedelik vedelikus ja tahke aine vedelikus) mõiste, iseloomustamine (kontsentratsioonid, küllastamata, küllastatud ja üleküllastatud lahused ) ja käitumise seaduspärasused temperatuuri ja rõhu muutumisel(keemine, külmumine, aururõhud).
    Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem. Kui üks aine lahustub teises, jaotuvad lahustunud aine osakesed ühtlaselt kogu lahusti mahus .
    Agregaatoleku põhjal saab eristada: a)Gaas vedelikus, nt soodavesi (CO2 vees); b)Vedelik vedelikus, nt etanool vees; c) Tahke aine vedelikus, nt NaCl vees.
    Lahust iseloomustab homogeensus ja lahustatud aine esinemine ioonidena, molekulidena või aatomitena. Segud , milles mõne komponendi osakesed on küll väikesed, kuid oluliselt suuremad molekulide mõõtmetest, moodustavad dispergeeritud süsteeme(kolloidsed süsteemid). Sel juhul, kui dispersioonikeskkonnaks on vedelik, saab eristada: 1) vaht (gaas vedelikus); 2) emulsioon (vedelik vedelikus); 3) suspensioon (tahke aine vedelikus). Lahusti on mittevesilahuste korral aine, mida on lahuses rohkem (massi- või mahuprotsentides) ja/või mis ei muuda oma agregaatolekut; vesilahuste korral alati vesi.
    Lahustamise põhireegel: sarnane lahustab sarnast, st lahusti molekulide omadused on sarnased lahustatava aine molekulide omadustega.
    Vedelate lahuste iseloomustamine: Lahuseid iseloomustatakse nende koostisega. Tähtsaim suurus on kontsentratsioon. Lahuse kontsentratsioon võib kuni küllastumiskontsentratsioonini muutuda.
    1)Massiprotsent (ehk protsendilisus C%) ehk lahuse protsendiline koostis näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. 2)Molaarne kontsentratsioon (ehk molaarsus CM) näitab lahustunud aine moolide arvu ühes liitris lahuses. 3) Molaalne kontsentratsioon (ehk molaalsus Cm) näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kg-s lahuses. Küllastamata lahus on lahus, milles antud temperatuuril veel samat ainet lahustub ( vede - lasse lahusesse viidud väike kogus ainet veel lahustub). Küllastunud lahus on lahus, milles antud temperatuuril ainet enam ei lahustu. Küllastunud lahus sisaldab lahustunud ainet hulgas, mis antud tingimustel(kindel rõhk ja temp) võib maksimaalselt lahustuda. Aine lahustatavuse määrab küllastunud lahuse kontsentratsioon.
    Üleküllastunud lahus on lahus, mille puhul lahusesse viidud kristallike kutsub esile lahustunud aine kristallisatsiooni. Kui jahutada küllastunud lahust aeglaselt ja ettevaatlikult, on võimalik vältida kristallide eraldumist. Saadakse lahus, mis sisaldab lahustunud ainet rohkem, kui oleks antud temperatuuril küllastumiseks vaja – tekib üleküllastunud lahus.
    Vedelate lahuste käitumise seaduspärasused temperatuuri ja rõhu muutumisel: Vedeliku hoidmisel lahtises anumas aurustub mõne aja pärast kogu vedelik. Kinnises anumas tekib vedeliku ja auru vahel tasakaal – nii palju, kui vedeliku molekulide ajaühikus aurustub, pöördub ka neid aurust lahusesse tagasi. Vedelikuga tasakaalus olevat auru nim küllastunuks ja vastavat aururõhku küllastunud auru rõhuks. Vedeliku aururõhk sõltub vedeliku pinnalt ajaühikus aurustunud molekulide arvust. Lahuse pinna moodustavad aga nii lahusti kui ka lahustunud aine molekulid. Nt suhkrulahuse korral on osa lahuse pinnast kaetud suhkru molekulidega(mis ei aurustu). Kui võrrelda puhta vee ja suhktu lahuse aururõhku, siis suhkrulahuse korral on aururõhk väiksem – st, et lahustunud aine alandab lahuse aururõhku.
    Vesi hakkab keema temperatuuril, mil ta küllastunud auru rõhk saab võrdseks välisrõhuga ja külmub, kui ta aururõhk saab võrdseks jää aururõhuga. Sellest järeldub, et vesilahuste keemistemp on kõrgem kui puhtal veel (100oC) ja külmumistemp madalam kui jääl (0oC). Lahuse keemistemp tõus ja külmumistemp langus on võrdelised lahustunud aine hulgaga. Tänavate ja teede soolatamine talvel põhinebki sellel, et tekib soolalahus, mis jäätub tunduvalt madalamal temp kui vesi.
    • Vedelik keeb, kui küllastunud auru rõhk

    saab võrdseks atmosfäärirõhuga; lahuse
    keemistemp on alati kõrgem kui puhta
    lahusti keemistemp.
    • Vedeliku külmumine algab temperatuuril,

    mille juures vedeliku ja jää auru rõhud
    võrdsustuvad; lahuse külmumistemp on
    alati madalam kui puhta lahusti külmumis-
    temperatuur.
    Vees on Ca2++ Mg2+ sisaldus 2,0 mmol∙dm-3 , HCO3- sisaldus 4,5 mmol∙dm-3, kui palju võib maksimaalselt tekkida katlakivi 12m3 veest (katlakivi koostiseks võtta CaCO3)?
  • Milline protsess on lahustumine? Ainete( tahked , vedelad, gaasid) vees lahustumise iseloomustamine (ühikud, sõltuvus temp ja rõhust). Ainete lahustumisomaduste tähtsus igapäevases elus ja kasutamine praktikas. Näited. Lahuste komponentide eraldamine lahustest (tahke aine - , gaas ja vedelik vedelikus).
    Lahustumiseks nim protsessi, kus ühe aine osakesed liiguvad teise aine osakeste vahele. Lahustumise põhireegel: sarnane lahustab sarnast, st et lahusti molekulide omadused on lähedased lahustatava aine molekulide omadustega.Polaarsetes lahustites(H2O)lahustuvad reeglina hästi ioonvõrega kristallid ( soolad ), mittepolaarsetes(atsetoon) ja nõrgalt polaarsetes enamasti orgaanilised ained. Ainete lahustuvuseks nim aine võimet moodustada teiste ainetega homogeenseid süsteeme(lahuseid). Lahustuvus näitab suurimat massi, mis lahustub antud temperatuuril 100 g lahustis ( g/ 100g ). Temperatuuri tõstmisel: tahkete ainete lahustuvus suureneb, gaaside lahustuvus väheneb. Rõhu tõstmisel: gaaside lahustuvus suureneb. Ei ole olemas absoluutselt lahustuvaid ja absoluutselt lahustumatuid aineid. Lahuse koostise väljendusviisid: molaarne kontsentratsioon – lahustunud aine moolide arv ühes liitris lahuses (mol/dm3). Argielus kasutatakse lahuste koostise väljendamisel lahustunud aine massi- või mahuprotsenti.
    Lahustuvust kasutatakse praktikad: a) tahkete ainete puhastamiseks . Selleks valmistatakse tahkest ainest võimalikult kõrgel temp küllastatud lahus. Küllastatud lahuse aeglasel jahutamisel hakkavad lahusest üle minema tahkesse olekusse lahustunud aine osakesed. Tahkete ainete puhastamine on võimalik, kui nende ainete lahustuvused on suuresti erinevad kõrgel ja madalal temperatuuril; b) ainete eraldamiseks. Nt rasvade eraldamiseks töödeldakse segu kas dietüüleetri või bensiiniga. Rasvad lahustuvad ning lahustite eemaldamiseks saadakse kätte tahkel kujul vastavad rasvad; Suhkru tootmine suhkrupeedist; c) lahustites olevaid lahustunud aineid kasutatakse lahuste doseerimiseks vajalikesse süsteemidesse. Lahustumisomaduste tähtsus igapäevaelus: a) ravimite lahused, mis süstitakse või viiakse voolikutega organismi; b) väetiste lahused, mis doseeritakse automaatseadmetes; c) ainete doseerimine komposiitidesse, mida kasutatakse ehituses; d) pagaritööstus.
    Lahuste komponentide eraldamine: a) kui lahustunud ained on mittelenduvad , siis lahusti aurutatakse välja temperatuuri tõstmisega ja alles jääb lahustunud aine ning lahusti kondenseeritakse; b) kui lahuse moodusta-misel lenduvad ained, siis kasutatakse destillatsiooni – järjestikune aurumise ja kondenseerumise protsess (kasutatakse nt vedelike korral, millel on erinevad keemistemperatuurid); c) filtrimine – tahke aine eraldamine poorse materjali või kihi (filtri) abil; d) ekstraheerimine ehk ainete väljalahustamine on tahkete või vedelate ainete segust ühe või mitme komponendi eraldamine selektiivse lahustuvuse alusel, nt määratakse toiduainetes jt materjalides rasvu viimaste väljalahustamises vastavate lahustitega (dietüüleeter, bensiin ); asfaltbetoonis määratakse bituumeni sisaldus viimase väljalahustumisega bensiisnis.
  • Loodusliku vee koostis. Miks ja kuidas töödeldakse looduslikku vett ioonvahetajatega ja millistega? Millised keemilised protsessid toimuvad vee kuumutamisel üle 65oC? Mis toimub Fe2+ - ioone sisaldava vee (põhjavesi) kokkupuutel õhuga? Milline on kõige lihtsam raud(ΙΙ)ioonide sisalduse vähendamise viis vees?
    Loodusliku vee koostis: H2O, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3 -, Cl-, SO42 -, H+, OH- + tahked peendispersed ained (muda, savi jne) ning mikroorganismid . Vee pehmendamiseks töödeldakse looduslikku vett ioonvahetajatega. Ioonvahetus – kare vesi lastalse läbi ioonfiltri, milles sisalduvad ioniidid (tahke teraline mass) eemaldavad vees leiduvad lisandioonid. On kahte tüüpi ioniite: kationiidid – eemaldavad vees leiduvad katioonid ning anioniidid – eemaldavad anioonid . Eemaldamine toimub ioonvahetuse kaudu: lahuses olevad Ca2+ või Mg2+ - ioonid asendatakse kationiidi koostises olevate H+ - ioonidega. Samuti asendatakse kareda vee anioonid (HCO3-, Cl-, SO42-) anioniidi koostises olevate OH- - ioonidega. Niiviisi asendatakse karedust põhjustavad soolad järjestikku H+ ja OH- - ioonidega, mis moodustavad vee: H + OH = H2O. Sellist demineraliseeritud vett kasutatakse laialdaselt nii laborites kui ka tööstuses. Vee kuumutamisel üle 65oC hakkab lagunema HCO3- → H+ + CO32 -. CO32- edasisel reageerimisel Ca2+ - ga sadestub veest välja CaCO3, mis on katlakivi põhikomponent. Põhjavee kokkupuutel õhuga: 2Fe2+ + 0,5 O2 + H2O → 2Fe3+ + 2OH- tekib Fe(OH)3 sade ( punakaspruun ). Kui see õhuga kokkupuutunud vesi juhtida läbi liivafiltri, saab vähendada Fe2+-ioonide sisaldust vees.
  • Vee kareduse mõiste kaasaegne sisu (seletus näited). Vee kareduse mõiste vananenud sisu ja vananemise põhjused. Kas mõisted vee karedus ja katlakivi on omavahel seaotud? Kuidas?
    Kaasaegne: Vee karedus on tingitud Ca2+ ja Mg2+ sisaldusest vees.
    Vananenud: Karedusega väljendatakse kaltsiumi, magneesiumi ja vesinikkarbonaatioonide üheaegset sisaldust vees.
    Karedust, mida arvutatakse Ca2+ ja Mg2+ summaarse kontsentratsiooni järgi, nim üldkareduseks. NB! Kui samas vees ei sisaldu ei HCO3- ega CO32-, siis mitmete kirjandusallikate seisukohalt ei ole katlakivi tekke vaatenurgast ka üldkaredust! Karedust, mida arvutatakse HCO3- ja CO32- kontsentratsioonide järgi, nim karbonaatseks kareduseks. NB! Kui samas vees Ca2+ ja Mg2+ ei sisaldu, ei ole ka karbonaatset karedust!
    Karedas vees, mis sisaldab nii HCO3-kui Ca2+ ja Mg2+ ioone tekib kuumutamisel tahke faas – katlakivi – järgmise kemismi alusel:
    • Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel üle 65oC lagunema
    2HCO3- → CO3 + CO2 + H2O
    • Sellest tingituna hakkavad kulgema järgmised reaktsioonid:
    Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3↓ + CO2 + H2O
    Mg2+ + 2HCO3- → Mg(OH)2↓ + 2CO2
    Reaktsioonide käigus tekkivat sadet nim katlakiviks . Kare vesi raskendab pesemist ja suurendab pesemis -vahendite kulu mitmesuguste rasklahustuvate orgaaniliste ühendite tekke tõttu. Jääkkaredus on vee karedus, mis on põhjustatud erinevalt karbonaatsest karedusest kloriididest ja sulfaatidest, mis tasakaalustavad Mg ja Ca – ioone. Vee kuumutamisel sellise vee karedus ei kao! Mööduvat karedust põhjustavad vees lahustunud Ca ja Mg vesinikkarbonaadid (HCO3-) ja karbonaadid (CO32-). Sellise vee karedus kaob vee keetmisel ehk vesi muutub keemilise reaktsiooni käigus kaltsiumkarbonaadi ja magneesiumhüdroksiidi sadestumisel pehmemaks.
    Vananemise põhjus: Ca2+ ja Mg2+ raskendavad pesemist ja suurendavad pesemisvahendite kulu. Samuti Ca2+ ja Mg2+ on vajalikud katlakivi tekkeks. CO32- ja HCO3- on küll vajalikud katlakivi tekkimiseks, kuid ilma Ca2+ või Mg2+ ei oma nad kareduse seisukohalt mingit tähendust.
  • Vee dissotsiatsioon : prootonite kontsentratsioon, pH mõiste, vesilahuste pH väärtuste diapasoon . Kas ja kui, siis kuidas on väimalik määrata vesilahuste pH väärtus? Millised on lahuste pH väärtused, kui: a) [H+]= 8,4∙10-3 mol/L; b) [H+]= 4,2∙10-12mol/dm-3?
    2H2O ↔ H3O+ + OH- , lihtsustatult : H2O ↔ H+ + OH-. Dissotsiatsioon ehk ioonideks lagunemine ; temperatuuri tõusuga dissotsiatsioon suureneb. pH iseloomustab vesinikioonide sisaldust lahuses. Neutraalses lahuses on vesinikioone ja hüdroksiidioone võrdselt. Mida rohkem on lahuses vesinikioone, seda happelisem see on. Prootonite kontsentratsioon – kui prootoneid on rohkem kui hüdroksiidioone, siis keskkond on happeline. Prootonite ehk vesinikioonide kontsentratsiooni abil võib avaldada lahuse reaktsiooni, aga selle asemel võib kasutada vesinikioonide kontsentratsiooni negatiivset logaritmi, mida nimetatakse vesinikeksponendiks:
    pH= - log[H+]. Vesilahustes võib pH diapasoon ulatuda 0-14. 0 kuni 6 on happeline, 6 kuni 8 neutraalne ja 8 kuni 14 on aluseline. Vesilahuste pH väärtusi on võimalik määrata: a) indikaatorained (lihtsaim viis pH määramiseks on kasutada indikaatoreid, mis oma olemuselt kas alused või happed. Olenevalt prootonite kontsentratsioonist lahuses, nihkub nende dissotsiatsiooni tasakaal kas paremale või vasakule, mis avaldub aga indikaatori värvi muutuses) : * indikaatorite lahused – lisatakse tilkadena; * indikaatorpaberid – indikaa-torite lahusega immutatud ja kuivatatud filterpaber; b) ioonselektiivsed elektroodid vastava mõõtaparatuuriga(pH meetrid ) – täpsus kuni 1/100 pH; c) kodused vahendid: *piim (kui koalguleerub , siis happeline; kui näppude vahel libe, siis aluseline; *tee ekstrakt + lahus → hele, siis on happeline.
    Lahuste pH väärtused: a) [H-] = 8,4 ∙ 10-3 mol/L → pH = - log( 8,4 ∙ 10-3) = -log 8,4 + 3 = 2,0757;
    b)[H-]= 4,2 ∙ 10-12 mol/L → pH = - log( 4,2 ∙ 10-12) = -log 4,2 + 12 = 11,3736
  • Millised ained on happed ja millised alused? Hapete ja aluste moodustumine, näited. Milles seisneb hapete ja aluste tugevus ning reaktsioonivõime? Tooge näiteid tugevatest ja nõrkadest hapetest ja alustest. Millised on prootonite kontsentratsioonid järgmistest alustes : a) pH = 2,7; b) pH = 8,8; c) pH = 12,8 ?
    Happed on ained, mille pH on alla 6 ( prootonid > hüdroksiidid); osake (aine), mis keemilise reaktsiooni käigus loovutab prootoni: H2SO4 ↔ 2H+ + SO2-; HSO4 - ↔ SO42- + H+ - dissotsieerudes annab lahusesse vesinikioone. Alused on ained, mille pH on üle 8 (prootonid Hapete moodustumine: hapnikhappeid saab vastavate oksiidide reageerimisel, nt: H2O + SO3 = H2SO4 ; vesiniksulfiidhape ja vesinikhologeenhapped on vastavate gaasiliste ainete vesilahused ja neid saadakse vesiniku reageerimisel vastava lihtainega, nt H2 + Cl2 = 2HCl või vastavate soolade reageerimisel tugevama happega, nt FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S.
    Aluste moodustumine: aluseid võib saada oksiidide lahusest veega, nt Na2O + H2O = 2NaOH. Raskesti lahustuvate aluste saamiseks käsitsetakse soola lahuseid leelistega, nt CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 .
    Hapete ja aluste tugevuse mõõdupuuks on nende molekulide disotsieerumise määr või aste. Tugevate aluste või hapete molekulid on disotsieerunud 90-95% ulatuses, nõrkadel mõni %. Tugevad happed: soolhape, lämmastikhape ja väävelhape; nõrgad happed: boorhape , äädikhape. Tugevad alused: naatriumhüdroksiid, kaaliumhüdroksiid; nõrgad alused: ammoniaagi vesilahus.
    Hapete reaktsioonivõime oleneb happe prootonite loovutamise võimsest ehk aktiivsusest – pingerida .
    Kui a) pH = 2,7 , siis [H+] = 2,0 ∙10-3 mol/; b) pH = 8,8, siis [H+] = 1,58 ∙10-10 mol/l; c) kui pH = 12,8, siis [H+} = 1,58 ∙ 10-13 mol/l.
  • Millist ainet ja materjali nim tahkeks? Millega on määratud tahkete ainete ja materjalide kõik omadused? Tahke aine ja materjali eksisteerimise vormid, tegelik ja efektiivne tihedus (mis on , kuidas määratakse), materjalide makro- ja mikrosisestruktuurid (poorsed, kihilised , kristalne , amorfne , klaasjas). Homogeensus ja heterogeensus tahkete ainete ja materjalide korral. Käitumise üldised seaduspärasused temperatuuri ja rõhu mõjul, näited.
    Tahkeks nimetatakse ainet ja materjali, mis omavad kindlat iseseisvat massi ja kuju. Tahke aine ei voola ning tema molekulide vahel mõjuvad tugevad jõud nii, et nad saavad üksteise suhtes ainult võnkuda. Tahkete ainete ja materjalide omadused sõltuvad nende keemilisest koostisest ning mikro - ja makrostruktuurist. Tahke aine ja materjal võib eksisteerida kristalsena või amorfsena.
    Makrosisestruktuuri, so palja silmaga nähtava struktuuri, alusel on võimalik vaadelda poorseid , kihilisi, kiulisi jms materjale. Mikrosisestruktuuri alusel võib tahkeid aineid jaotada: kristalsed ja amorfsed, aga ka klaasjad. Kristalsetes ainetes paiknevad molekulid kindla korra järgi ning molekulide ümberpaiknemisi ( voolamist ) toimuda ei saa, küll aga võnguvad nad ümber oma tasakaaluasendi. Kristalsetel ainetel on kindel sulamis – ja tahkumistemperatuur ning nende füüsikalised omadused on anisotroopsed (eri suundades füüsikalised omadused erinevad). Amorfsetes ainetes kristallstruktuur puudub ning molekulid paiknevad korrapäratumalt, mistõttu amorfses aines võib toimuda väga aeglasi molekulide ümberpaiknemisi (voolamist), kuid ka seal on põhiliseks liikumisvormiks võnkumine. Amorfsetel ainetel puudub kindel sulamistemperatuur ning nende füüsikalised omadused on isotroopsed (ühesuguste füüsikaliste omaduste olemasolu sõltumata suunast ). Leidub ka materjale, mis on osalt amorfsed ja osalt kristallstruktuuriga – klaasjad materjalid. Tegu on ainetega, mis võivad minna amorfsest olekust üle kristalsele, seda kristalliseerumisprotsessi tulemusena.
    Tegelik tihedus määratakse pulbri massi jagamisel tema pulbri mahuga, millest on lahutatud pooride maht. Efektiivne tihedus on selise aine tegelik tihedus, millel puuduvad poorid . See määratakse pulbri massi jagamisel pulbri täismahuga.
    Tahked ained ja materjalid võivad olla: homogeensed – segu või süsteemi mistahes osas on keemiline struktuur ühesugune; heterogeensed – segu või süsteem koosneb kahest või enamast, kas keemilise koostise või struktuuri poolest homogeensest osast (faasist); nt mitmed metallide sulamid , suspensioonid.
    Tõstes temperatuuri on võimalik muuta kehade kuju ning viia nad üle vedelasse või gaasilisse olekusse. Mõned ained aga temperatuuri tõstmisel ei muuda olekut, vaid lagunevad kaheks või enamaks muuks aineks. Temperatuuri muutmisel on võimalik muuta ka elektrijuhtivust (paljudel tahketel ainetel ja materjalidel elektrijuhtivus temperatuuri tõstmisel kasvab, samas metallidel temperatuuri tõustes elektrijuhtivus väheneb) ning osakeste vahelist sidemete tugevust. Rõhk oluliselt tahkiseid ei mõjuta, ent nt gaase on võimalik vastava rõhuga vedeldada.
  • Puistematerjalide ja pulbrite mõiste. Eripinnad. Pulbrite ja pooride klassifikatsioon keskmise läbimõõdu järgi. Pulbrite autoadhesioon , agregaadid ja aglomeraadid(mõisted ja moodustumise põhjused). Näited toodetavatest ja laialt tehnikas kasutatavatest aglomeraatidest. Kuidas määratakse pulbrite fraktsioonilist koostist osakese suuruse järgi ja kuidas määratakse nende faasikoostist?
    Puistematerjalid ja pulbrid on tahke aine/materjali eksisteerimise vormid. Kõigil on spetsiifilised omadused, mida tuleb arvestada nende kasutamisel. Puistematerjalid: killustik , kruus, liis; suurus > 500 μm. Pulbrid: tsement, kriit, kips; suurus on 100-500μm.
    Eripinnad mõõdetakse (m2/g) ja eristatakse: a) väline eripind - oleneb suurusest ja kujust ; b) sisemine eripind – avatud pooride seinad, osakeste vahele jääv pind; c) üldine eripind – sisemine ja välimine kokku. Eripinnad koos suurusega on pulbrite olulisimad näitajad.
    Klassifikatsioon läbimõõdu järgi: makropoor > 50 nm; mesopoor 2 – 50 nm; mikropoor Autoadhesioon – osakeste omavaheline iseeneslik liitumine (kleepumine); seda põhjustab molekulaar-, elektriline, magneetiline, kapilaar - ja mehaaniline jõud. Nt jahu.
    Agregaat – nõrga sidemega primaarsete osakeste kogum. Nt kastmes jahuklimbid; põhjustatud pindpinevusest ja adhesioonijõududest.
    Aglomeraat – kõrge temperatuuri all pressitud pulber, tugevalt seotud osakeste kogum; moodustub kõrgemal temperatuuril difusiooni tagajärjel – soojusliikumisel liiguvad ühe aine osakesed teise sisse - või moodustub osakeste sulafaas (sulanud osa liidab teised sulamid); sellel põhineb pulbermetallurgia – pulbrite segu pressitakse vastavaks detailiks ja kuumutatakse redutseerivas atmosfääris temperatuuril, mis on madalam kui segus kõige madalamal temperatuuril sulava komponendi sulamistemperatuur. Poorid täidetakse määrdeainetega. kuumutamisel või surve all agregaatidest tekkinud. Nt punased ehitustellised, põranda- ja seinaplaadid, klinktertellis.
    Pulbrite fraktsioonilise koostise määramine - jaotatakse: 1. grupp: keemiline koostis, struktuurkoostis, geomeetrilised parameetrid , autoadhesioon ja hõõrdejõud; 2. grupp: pulbri kui terviku omadused – fraktsiooniline koostis suuruse järgi, osakeste pakkimise tihedus (mahukaal), tugevus tõmbele, takistus nihkele, sisehõõrde koefitsienter; 3. grupp: pulbri tehnoloogilised omadused – pulbrite kasutamisel, pulbri omadust mõjutatavad.
    Pulbrite segude lahutamine: on vajalik selleks, et teha ekspertiisi, kvaliteedikontrolli. On vaja määrata pulbriliste segude fraktsioonilist koostist mingi tunnuse järgi: 1) sõelumine; 2) mikroskoopia – mikroskoobi all loetakse osakeste arv vastavas suuruse vahemikus; 3) sedimentatsioon – settimine ; settimiskiiruse järgi vedelikus, kasutatakse savimineraalide määramisel; 4) erikaalu ehk tiheduse järgi – kasutatakse erineva tihedusega vedelikes; 5) magnetiliste omaduste järgi – pulbriline segu lastakse läbi magnetite , kus magnetilised osakesed jäävad magnetite külge; 6) osakeste pinnaenergia järgi – kui lisada pulbrile mingi orgaaniline vedelik,mis kiirendab või aeglustab mördisegu tahkumist, võib aset leida peenikeste osakeste pinnaletulemine.
    Pulbrite koostist määratakse suuruse järgi: a) sõelumise teel; b) mikroskoopia c) sedimentatsioon.
    Pulbrite kasutamine praktikas: kuivsegud, portlandtsement , pulbermetallurgia.
  • Aglomeraatidest insenerimaterjalid ( loetleda enamkasutatavad ): valmistamine ja näited kasutamise kohta. Nende tüüpomadused.
    Enamkasutatavad aglomeraatidest insenerimaterjalid on näiteks: klinkertellis, keaamilised ehk punased ehitustellised, mitmed põranda - ja seinaplaadid. Aglomeraat moodustub kõrgemal temperatuuril difusiooni tagajärjel – soojusliikumisel liiguvad ühe aine osakesed teise sisse - või moodustub osakeste sulafaas (sulanud osa liidab teised sulamid); kõrge temperatuuri all pressitud pulber.
    Kasutamine: sellel põhineb pulbermetallurgia – pulbrite segu pressitakse vastavaks detailiks ja kuumutatakse redutseerivas atmosfääris temperatuuril, mis on madalam kui segus kõige madalamal temperatuuril sulava komponendi sulamistemperatuur. Poorid täidetakse määrdeainetega.
    Tüüpomadused: Nt: klinkertellis on savist kõrgpõletustellis, mida on mehaanilise tugevuse ja ilmastiku-kindluse suurendamiseks põletatatud kuni savi paakumiseni 1000o-1400oC. Klinkertellis saadakse aeganõudval „ülepõletamisel“, saadud tellis on tihedam, tugevam, vastupidavam, külmakindlam, madala poorsusega, talub kõrget rõhku ja on enamasti lillakas-pruunikas. Tooni andmiseks kasutatakse ka angoobimist – pinna katmine heledavärvilise glasuur-kriit-savimassiga ja sellele järgnev glasuurimine. Glasuurimine – õhuke klaasjas kiht, mis tekib pinnale kantud ainete põletamisel - see muudab ainet veelgi vee- ja happekindlamaks.
    Keraamillisi telliseid saab kasutada peaaegu kõikjal: seinte püstitamiseks, interjöör vaheseinad , ahjud ja kaminad (välja arvatud need kohas, kus on otsene kokkupuude tulega), sisekattematerjalid ja siseviimistlus . Naturaalsest toorainest valminud telliste eluiga on võrreldes teiste ehitusmaterjalidega pikem, valmis tellismüür talub hästi järsemaid ilmastikuolude muutusi. Tellisesein neelab päikeseenergiat ja säilitab endas soojusenergiat, mis pärineb majast – head isolatsiooniomadused; akustilised omadused – suure tiheduse tõttu omavadd tellisseid head helipidavust. Talvel ei jahtu tellisest ehitatud majad kiiretsi maha, kuid suudavad suveperioodil siseruumides meeldiva jaheduse säilitada.
  • Millist informatsiooni on võimalik saada röntgensaasianalüüsi abil?
    Röntgenfaasianalüüsis on analüüs, mis põhineb röntgenkiirguse difraktsioonil - lastakse materjalist läbi röntgenkiiri vastavates seadmetes ning see annab soovitava objekti kohta järgmist infot:
    1) kas aine on kristalne või amorfne (või on kristalsete ja amorfsete ainete segu)
    2) kui aine on kristalne, siis saab identifitseerida, millise ainega on tegemist; ainete segudest annab tuvastada maksimaalselt 6-7 ainet.
    3) on võimalik kvantitatiivselt määrata kristallainete protsentuaalset sisaldust aines.
    4) võimalik määrata kristallainete võre parameetreid.
    Elemenaaranalüüsiga saab teada kui palju on erinevate ainete (nt väävel) ioone, kuid ei saa teada, mis ühendid seal on. Röntgenfaasi analüüsiga saab aga teada, mis ühenditega tegemist on. NB! Betoonides, lubi- ja tesmentmörtides, krohvides on võimalik CaOH kogus võimalik määrata ainult röntgenfaasianalüüsiga.
  • Mõisted kristallaine struktuurist: elementaarrakk, võre parameetrid. Võre klassifitseerimine võre sõlmpunktides olevate osakeste ja nende paiknemise geomeetria järgi. Näoted. Kas kristalseid aineid on võimalik identifitseerida nii puhtal kujul kui segudes amorfsete ainetega ja mitmete kristalsete ainetega, põhjendage vastust?
    Elementaarrakk on kristalse aine väikseim osake, mis iseloomustab veel võre struktuuri iseärasusi. Selle raku moodustavad võre sõlmpunktides olevad osakesed ja neid ühendavad sidemed.
    Võre parameetrid on sidemete pikkused a, b, c ja nendevahelised nurgad α, β, ϒ. Kuubikujulise kristallvõre korral on a=b=c ja α=β=ϒ=90o, aga heksagonaalse puhul on a1=a2=a3≠b ja α1= α2= α3=60o, β=90o. Ühte ja sama ainet on võimalik saada ja toota erinevate võreparameetritega: väiksemate võreparameetritega ainete keemilised omadused on tugevamad; võnkeparameetrite tugevus väljendub ainete reaktsioonivõimes (hulk, kui paljudega ja kiirus, millega reageerib). Elementaarrakk võib kasvada ruumis kõigis kolmes suunas, kui kasvukiirus kõigis suundades on ühtlane tekib monokristall. Kui monokristalli kasv mõnes suunas on takistatud, avaldab kristall kasvamisel takistusele teatud rõhku – selle rõhu mõjul võib takistus puruneda ja kui kasvamine toimub materjali sees, siis materjal hävib. Kui poorsetes materjalides (punane tellis, betoon ) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. Võrekonstant on kõige väiksem kaugus kahe naaberosakese tsentrite vahel elementaarrakkudest. NB! Ainete sisestruktuur on peamine faktor, millest oleneb aine ja materjali kõvadus, tugevus. Kristallsüsteemide klassifikatsioon osakeste paiknemise geomeetria järgi: 1) kuubiline ; 2) tetragonaalne; 3) rombiline ; 4) heksagonaalne; 5) monokliinne; 6) trikliinne; 7) trigonaalne.
    Kristallvõrede tüübid osakeste järgi: 1) aatomvõre sõlmpunktides asuvad neutraalsed aatomid, mis on üksteisega seotud kovalentsete sidemetega (nt teemat); 2) molekulvõre sõlmpunktides asuvad neutraalsed molekulid, mis on üksteisega seotud nõrkade jõududega (nt nafaliin); 3) ioonvõre sõlmpunktides vahelduvad korrapäraselt katioonid ja anioonid; 4) metallvõre – kristallvõre sõlmpunktides on positiivsed ioonid; 5) kihilised ahelakujulised kordinatiivsed võred – erijuhud , kihtidevahelised sidemed on nõrgad, kihis eneses tugevad. Kristalseid aineid saab üle viia amorfsesse olekusse ja vastupidi; on aineid, mis võivad olla samaaegselt nii kristalne kui amorfne, nt polüetüleen.
    Kas on võimalik identifitseerida – jah,vt eelmist vastust.
  • Millistel juhtudel toimub keemiline reaktsioon elektrolüütide vesilahustes? Vee Ca2+ ja Mg2+ sisaldus on 4,2 mmol∙dm-3, HCO3- sisaldus 3,5 mmol∙dm-3, kuidas neid arve on vaja kasutada sellise vee kasutamisel aurugeneraatorites ja katlamajades? Mis asi on katlakivi, kus seda leidub, kuidas tekib(on tekkinud)? Näited. Millised keemilised reaktsioonid võivad toimuda plahvatuse korral? Millised on kõige plahvatusohtlikumad süsteemid argielus, näited?
    Elektrolüütides toimub keemiline reaktsioon siis, kui vesilahuse dielektriline läbitavus on küllalt suur, et lõhkuda elektrolüüdi sidemeid. Kui tõsta elektrolüüdi vesilahuse temperatuuri, siis tekib ioone veelgi rohkem. Elektrolüüdi vesilahuses toimuva keemilise reaktsiooni käigus neutraalne elektrolüüdi molekul laguneb iooniks . Cu Cl2 ↔Cu2+ + Cl2- , samuti toimub keemiline reaktsiooni elektrolüüdi vesilahuses, kui need lahused pole küllastunud.
    Elektrolüüs on protsess, mille korral juhitakse alalisvool läbi elektrolüüdi vesilahuse. Aineid, mille lahused juhivad elektrit nim elektrolüütideks. Vee karedus iseloomustab Ca2+ ja Mg2+- ioonide sisaldust vees, mille tulemusena tekib katlakivi. See omakorda jaguneb üldiseks, karbonaatseks kareduseks ja mittekarbonaatseks kareduseks. Karbonaatne karedus määratakse CO32- ja HCO3- ioonide summarse sisalduse põhjal. Tavaliselt on loodusliku vee karedus põhiosas tingitud karbonaatsest karedusest, mida nimetatakse ka mööduvaks, sest vee keetmisega saab karbonaatset karedust oluliselt vähendada. Kare vesi tekitab kuumutamisel-keetmisel katlakivi – väljasadenevad ühendid on CaCO3 ja Mg(OH)2, mis ongi katlakivi peamised komponendid. Kui Ca ja Mg ioone on vees liias võrreldes HCO ioonidega, siis esineb ka mittekarbonaatne karedus, mis on tingitud vees lahustunud Ca ja Mg sulfiidsetest ja kloriidsetest mineraalidest.
    mittekarbonaatne karedus = üldine karedus – karbonaatne karedus. Seda nimetatakse ka püsivaks ehk jäävkareduseks, kuna see ei kõrvaldu keetmisel → vee üldine karedus – mööduv karedus = jäävkaredus:
    4,2 – 3,5 = 0,6 mmol∙dm-3. Jäävkareduse olemasolu näitab, et isegi vee pehmendamisel jääb mingil määral vette Ca ja Mg osakesi.
    Katlakivi – vees leiduvatest karedust põhjustavatest sooladest ja metalli korrosiooniproduktidest katla või soojusvaheti soojusvahetuspindade veepoolsele küljele moodustunud kõva sadesti. Katlakivi koosneb peamiselt leelismuldade, raua ja vase ühenditest. Leidub eriti soojaveetorudes, kateldes, veekeedumasinates. Tekib pinnavee ja põhjavee kokkusattumisel või põhjavee kokkupuutel õhuga. Tekib korduval vee kuumutamisel. Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3 + CO2 + H2O ja Mg2+ + 2HCO3- → Mg(OH)2 + 2CO2
    Plahvatuse korral toimuvad ühinemisreaktsioonid redoksreaktsiooni skeemi järgi ja üheks komponendiks on õhus olev hapnik. Et toimuks reaktsioon, on vaja ergastada üks osake ja edasi toimub ahelreaktsioon. Plahvatusreaktsioon toimub sekundi murdosa jooksul. Põhimõtteliselt on see suure energiahulga vabanemine osakeste vaheliset sidemest väga väikese aja jooksul.
    Argielus kõige plahvatusohtlikumad süsteemid on : 1) aur-õhk – dietüüleeter, bensiin, atsetoon, metüülatsetaat, etanool, diklooretaan; 2) gaas-õhk – butaan , C3H8, C2H2 , majapidamisgaas, CH4, NH3; 3) tolm-õhk – kivisüsi, tärklis, jahu, suhkut, väävel.
  • Difusiooni mõiste. Millest sõltub difusiooni kiirus? Difusiooni kiirus gaasides , vedelikes ja tahkes aines (kiiruste võrdlev hinnang). Difusioon looduskeskkonnas. Difusiooni kasutamine tootmisprotsessides (konkreetsed näited). Adsorptsioon . Adsorptsiooni kasutamine praktikas.
    Difusioon on osakeste spontaanne liikumine kõrgema kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkond ; teineteisega kokkupuutuvate ainete iseeneslik vastastikune segunemine aineosakeste korrapäratu soojusliikumise tulemusena. difusiooni intensiivsus sõltub molekulide kineetilisest energiast. Molekulaarse difusiooni liikumapanevaks jõuks on kontsentratsioonide erinevus. Difusioon kulgeb kõige kiiremini gaasides, järgmisena vedelikes, kõige aeglasemalt tahketes ainetes. Looduses on difusioon esindatud nt loomadel imbuvad toitained soolestikust verre või inimestem imbub hapnik mingil määral ka läbi naha organismi. Tootmises: Kui ühe metalli pinda katame teisega . Kroomime terast, siis paneme terase kroomipulbrisse ja kuumutame 1000oc juures. Kroomipulber imbub terase pinnakihti. Või keevitamine. enamikes neis protsessides kasutatakse ka suurt temperatuuri, kuna siis on difusioon kiirem (suurem kin e).
    Adsorptsioon on süsteemi mingi komponendi isevooluline kogunemine faaside (tahke-gaas, vedelik-gaas) eralduspinnale. Adsorptsioon on pinnanähtus, mille puhul vedeliku või gaasi molekulid kogunevad molekulaarjõudude toimel keha pinnale. Ainet, mida adsorptsiooni käigus eemaldatakse, nim adsorbaadiks; ainet või keskkonda, mille piirpinnal adsorptsioon toimub nim adsorbendiks.
    Adsorbtsiooni kasutamine praktikas: kromatograafia – analüüsimeetod, kus uuritav segu juhitakse läbi sobivat adsorbenti sisaldava kolonni, milles segu komponendid jaotuvad adsorptsioonivõime erinevuste tõttu piki kolonni tsoonidesse.
  • Millised reaktsioonid on redoksreaktsioonid? Kirjutage vähemalt 4 redoksreaktsiooni võrrandit. Millised ained on oksüdeerijad, millised redutseerijad ? Loetlege enamkasutatavaid oksüdeerijaid ja redut-seerijaid. Milline nähtus on metallide korrosioon ? Millised protsessid leiavad aset metallide korrosioonil, näited.
    Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus muutub elementide oksüdatsiooniaste. Regoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerimine ühe elemendi poolt ja redutseerimine teise elemendi poolt.
    Zn + 2HCl → ZnCl2 – Zn – 2e- = Zn2+ oksüdeerimine, redutseerija ; 2H++2e- =H2 redutseerimine, oksüdeerija ; oksüdeerija on osakene (aatom, ioon, molekul), mis liidab elektrone, aine ise redutseerub, o-a kahaneb (Cl2, O2, O3, Br2, NO3-); redutseerija on osakene, mis loovutab elektrone, aine ise oksüdeerub, o-a kasvab (C, CO, H2, Na, K, Mg, Al, SO2).
    S + H2 → H2S ; 2Fe + 2O2 → Fe3O4 ; 2Ca + O2 → 2CaO ; C + O2 → CO2 ; 2K + H2SO4 → K2SO4
    Korrosiooniks nim materjalide keemilist, elektrokeemilist, bioloogilist või erosioonset hävinemist ümbritseva keskkonna toimel. Looduses: atmosfäär, vesi, vee ja atmosfääri liikumine. Tehiskeskkonnas: teised materjalid, kemikaalide lahused, gaasilised ained, aurud , temperatuud ja mehaanilised mõjutused. Metallid hävinevad üldjuhul elektrokeemilise korrosiooni tõttu. Korrosioonil asetleidvad protsessid: tehnikas kasutatavad metallid sisaldavad reegline nt teisi metalle ja elektrolüüdi lahusega kokku puutudes tekivad galvaanielemendid neist metallidest, aktiivsema metalli pinnalt lähevad lahusesse selle metalli ioonid ja metall hävib:
    Cu-Fe: Fe – 2e- → Fe2- , Cu: 2H+ + 2e- → H2 ; Al-Fe: Al-3e- → Al3+ , Fe: 2H+ + 2e- → H2
    Korrosiooni klassifikatsioon: a) keemiline korrosioon – materjal reageerib mingi keskkonnas oleva ainega: toimub kõrgetel temperatuuridel reageerivate gaaside ja aurudega ilma elektrolüüdi osavõtuta;
    b) elektrokeemiline korrosioon – leiab aset kas sula elektrolüüdi või elektrolüüdi lahuse osavõtul, seisneb galvaanipaaride moodustumises, milles hävib anoodiks olev metall või metallipiirkond; c) biokeemiline korrosioon – mikroorganismide osavõtul (mikroorganismid võivad toota selliseid aineid, mis lagundavad mikroorganismiga kontaktis oleva metalli pinda (nt väävlibakterid); mikroorganismid vahetult tarbivad mõnede metallide aatomeid (nt rauabakterid); d) erosioon – materjali pinnaosakeste eraldamine liikuva gaasi (õhu) või vedelike korral.
  • Tsingi korrosiooni seaduspärasused vees ja vesilahustes ning atmosfääris. Milline on tsingitud teraspleki ja tsingitud terasest konstruktsioonielementide korrosiooni kemism ja mehhanism ? Kuidas valmistatakse tsinkkatet metallidele ? Milliste omaduste järgi hinnatakse tsingikihi kvaliteeti ? Millest sõltub tsingikihi paksus terase kuumtsinkimisel ?
    Vedelikes/Vees – korrosiooni kiirus on kõige väiksem kui pH = 10; Zn korrodeerub väga kiiresti, kui pH≥12 ja pH≤8; Veekonstruktsioonides tsinkkattega kateldes, torudes, boilerites peab vee temperatuur olema kas alla 50 või üle 100oC järgi. Kõige kiirem on korrosioon 75oC juures. Mida puhtam vesi, seda kiirem korrosioon. Mida karedam on vesi, seda vähem mõjutab temperatuur korrosiooni, ning korrosioon on aeglasem , kuna Ca-ioonid moodustavad Zn-pinnale kaitsvate ühendite kihi. Atmodfääris tekib paatina 2ZnCo3 ∙ 3Zn(OH)2 kiht, mis on tihe, hästi nakkunud ning kaitseb seetõttu Zn-i. Vees on taoline kate raskesti lahustuv. Tsingis oleva raua ja vase kogus peaks olema minimaalne, kuna need kiirendavad tsingi korrosiooni! Galvaaniliselt kaetud tsingitud terasplekki võib kasutada ainult siseruumides. Välistingimustes tuleb kasutada kuumtsingitud terasplekki. Tsingitud teraskonstruktsioonides on tsink n-ö protektorkaitseks, terase korrosioon algab alles siis, kui tsingi kiht on korrodeerunud .
    Tsinkkatte valmistamine: 1) kuumtsinkimine – hapetega puhastatud teras tõstetakse või tõmmatakse läbi sula tsingi. Katte paksus 40 – 400 µm. Selle meetodiga saadakse terasele kõige kvaliteetsem Zn-kiht; 2) kuumpihustus – kasutatakse vähe, on kasutatud plekkide korral, mis omakorda kaetakse polümeeridega; 3) elektrokeemiline (galvaaniline) katmine – detail on katood , Zn on anood , elektrolüüdiks Zn-soola lahus, Zn-kate on suht õhuke ja poorne, seetõttu detailid on kasutamiseks sisetingimustes ; 4) difusioonimeetod – puhastatud detail pannakse koos Zn- pulbriga trumlisse – trummel pannakse pöörlema ja kuumutatakse Zn sulamistemperatuuri lähedale. Kasutatakse palju väikeste detailide katmiseks; 5) tsinkpulbervärv on aine, mis moodustab sedavõrd suure elektrijuhtivusega värvikile, et galvaanipaari ei teki terasega.
    Zn-kihi kvaliteedi omadused: kihi paksus ja poorsus , homogeensus, ühtlane kate, vähe lisandeid ( Fe ja Cu- d), ühildumine terasega, vastupidavus korrosioonile, terast kaitsvad omadused, vastupidavus mehaanilistele mõjudele, kontrollimisvõimalused, sobivus värvimiseks. Tsinkkihi paksus sõltub räni sisaldusest.
  • .Tsinkpindega teraskonstruktsioonide ja lehtmaterjali ning veetorude korrosioonimehanism vees ja atmosfääris
    Tsinkkattega süsinikterase puhul moodustub galvaanipaar , milles tsink on anoodiks ja süsinik katoodiks. Teras hakkab korrodeeruma alles siis, kui tsink on täielikult hävinenud. Reaalselt hakkab korrosiooniprotsess värskelt tsingitud kehal pihta tsingi pinnalt. Kui tsingikiht on liialt poorne, läheb korrosioon tsingi ja terase vahele, tekib korrosioonikiht ja galvaanipaar enam ei tööta. Teraspunnseina kaitstakse vees korrosiooni eest anoodide abil. Anoodideks on tsingist kehad, mis kinnitatakse iga kindla vahemaa tagant. Peab vastu u 3 aastat. Teraspunnseina kaitstakse ka välisvooluallika abil, anoodina kasutatakse grafiiti . Maas olevate torude kaitseks kasutatakse enamasti katoodkaitset välise vooluallika abil. Peamiseks põhjuseks kuumaveetorude korrodeerumisel on mittesobiv temperatuur (vahemikus 50 – 100oC). Kuumtsingitud terastorude kasutamisel tuleks olla ettevaatlik, kuna viimasel ajal on tsingikihi kvaliteet halvenenud – poorsus liiga suur!
  • Milline on kõige levinum pinnases asuvate gaasi magistraaltorude kaitsmisviis korrosiooni vastu ? Millised on kasutatud kaitsmisviisi ohud ? Milliseid materjale kasutatakse Nord Streami gaasitrassi rajamisel ? Millised on seal korrosioonitõrje meetmed ? Millised on kõige suuremad korrosiooniriskid.
    Levinum kaitsmisviis korrosiooni vastu: katoodkaitse välise alalisvooluallika abil: kaitstav objekt ühendatakse vooluallika miinusklemmiga ja torust saab katood. Vajalik on vooluringi saavutamine, kuid üldjuhul on toru lisaks katoodkaitsele õmbritsevast keskkonnast isoleeritud veel polüretaankattega, siis see kate peab nii palju elektrit juhtima , et saaks tekkida vooluring (et katoodkaitse toimiks). Kui tekib selline vooluring, siis toru ei korrodeeru, kuna katood ei hävi ( katoodile antakse elektrone juurde). Kaitsmisviisi ohud: kui isoleerkatte alla peaks tekkima väike korrosioonikiht (nt roosteplekk) või kogunema soolalahust, siis läbi polüretaankatte hakkab osmoosi (molekulide ühesuunaline difundeerumine läbi poorse vaheseina, kui vaadeldav vedelik on poorse seinaga anumas teise vedeliku sees) tulemusena kogunema järjest rohkem vedelikku ja tekivad nn „villid“, lahuse kogus toru pinnal muudkui suureneb ja korrosioon ägeneb. Samuti kui katoodkaitse puhul kasutatav voolutugevus pole õige, siis teatud juhtudel võib katoodkaitse puhul kasutatav voolutugevus pole õige, siis teatud juhtudel võib katoodkaitse vooluring hoopis soodustada korrosiooni.
    Nord Streami gaasitrassi rajamisel kasutatakse kõrgtugevat roostevaba terast, betoon, polüuretaani vaht, polüetuleen (korrosiooni vastu). Torud kaetakse seestpoolt epoksüliimipõhise materjaliga . Kõnealuse kihi eesmärk on vähendada hüdraulilist hõõrdumist, parandades sealjuures voolamise tingimusi. Korrosioonitõrje meetmed Nord Streami gaasitrassil: Väliselt: primaarne kaitse – torud kaetakse väljast kolmekihilise polüetüleenist korrosioonivastase kihiga (mille peale pannakse omakorda betoonkiht). Sekundaarne kaitse – katoodkaitse;korrosioonikaitse tugevdamiseks. Tehakse regulaarset kontrolli. Torude võrdlemisi paksud seinad vähendavad võimalust, et korrosioonist tekivad tõrked gaasitoru töös enne kui korrodeeruvad kohad avastatakse. Siseselt: kõrgetasemeline teras peaks vähendama H2S tingitud korrosiooni. Enne, kui gaas lastakse torudesse, lastakse torud täis merevett surve(rõhu) testi jaoks. Ennetamaks veest tulenevat torudesisest korrosiooni, võidakse vett töödelda biotsiidiga ja vähendada vees olevat hapnikukogust. Kõige suuremad korrosiooniriskid: probleemiks on polüetüleeni suhteliselt suur soojuspaisumine ning pool polüetüleeni massist on kristalne (kindel sulamis- ja tahkumistemp); teine pool on amorfne, mistõttu keevituskohtades on ebaühtlane jahtumine ning tekivad pinged , mis omakorda põhjustavad pragusid. Merevees sisalduvad soolad, mis antud keskkonnas pääsemisel läbi toru kaitsa betoonkihi ohustavad gaasitrassi korrosiooniga.
  • .Milliseid protsesse nimetatakse elektrokeemilisteks? Konkretiseerige ja selgitage näidete abil põhilisi elektrokeemilisi protsesse (metallide tootmine, mõnede kemikaalide tootmine, metallide rafineerimine , galvaaniliste katete valmistamine, metallist katete eemaldamine detailidelt, detailide poleerimine).
    Elektrokeemilised on protsessid, mille käigus tekib elektrivool või mis toimuvad elektrivoolu toimel.
    Põhilised elektrokeemilised protsessid: 1) Metallide tootmine – toodetakse sulatatud halogeenidest (nt NaCl) või vesilahustest (Fe, Zb, Mn, Cu), nt Al toodetakse sulaboksiidi ja krüoliidi segust; 2) Kemikaalide tootmine: Metalle on võimalik saada nende ühendite lahuste ja sulatiste elektrolüüsil. Ilmneb nähtus, kus aktiivsemate metallide ühendite vesilahuste elektrolüüsil redutseerub katood, eeskätt vesi, ning eraldub vesinik , metall aga jääb ioonina lahusesse. Seda võtet kasutatakse ka NaOH ja Cl2 tootmiseks, mis on keemiatõõstused ülivajalikud ained. NaOH tootmine: NaCl vesilahus – 2NaCl + H2O =H2↑+ Cl2↑ +2NaOH; Cl2 tootmine: sulat NaCl – 2NaCl (elektrolüüs) = 2Na + Cl2; 3) Metalli rafineerimine ehk metallide puhastamine - see meetod põhineb metalli ja lisandite elektrokeemilisse potentsiaali erinevusel. Võtame nt vase puhastamise: CuSO4 = elektroIüüt, puhastamata Cu = anood, puhastatud Cu =katood; 4) Galvaaniliste katete valmistamine (galvaanielemendid on seadmed, milles keemiline energia muudetakse elektrienergiaks): see on metallikihi sadestamine eseme pinnale elektrolüüsi teel. Kaetav ese asetatakse katoodina elektrolüüsi vanni, milles on katet sisaldav elektrolüüdilahus. Anoodiks on harilikult kattematerjalist plaat. Kui elektrolüüti läheb vool, sadestub esemele metallikiht. Galvaaniliste katete kvaliteet sõltub sellest, millise tehnoloogiaga on kate valmistatud, sest iga partii alati ei sobi. Galvaanielemendid on seadmed, milles keemiline energia muudetakse elektrienergiaks ehk keemilise reaktsiooni tulemusena saadakse elektrivoolu. 5) Katete valikuliseks eemaldamiseks kasutatakse sama süsteemi, mida katmiselgi, kuid vahetatakse elektroodid - anoodiks detail, millelt kate eemaldatakse, katoodiks puhas eemaldatav metall. Katteid on võimalik eraldada selektiivselt, nt tinakatte eemald teraselt, hõbetatud vasest hõbeda eraldamine; 6) Detaili poleerimine: viimistlustöötlemine sileda pinna saamiseks. Kuna vool liigub eelistatult läbi teravike, siis need lahustuvad kõigepealt. Pinged on suuremad kui galvaanilisel katmisel. Terase poleerimisel pinge nt 40-60V, tihedus 400-600 A/m2, elektrolüüdiks HClO4 lahus.
    Elektrokeemiliselt tasub toota neid metalle, mille tootmine tavaliste metallurgiliste võtetega, näiteks redutseerimine süsinikuga, on tülikas või võimatu.
  • Elektroodide mõisted ja tüübid elektrokeemias. Elektroodi standardpotentsiaali mõiste, kuidas seda määratakse ja millest oleneb selle suurus? Järjestage standardpotentsiaalide suurenemise järjekorras puhtad Fe, Zn, Sn, Al ja Cu. Milline on kontaktkorrosioon? Millised on praktikas tüüpilised kontaktkorrosiooni toimumise kohad? Kuidas tõrjuda kontaktkorrosiooni ?
    Elektrood on mittemetalse keskkonnaga kokkupuutes olev juht, mis ühendab keskkonna elektriahela teise osaga. Elektrood peab juhtima elektrit keskkonda või sellest välja ja peab sisaldama aatomeid, mis muudavad oma oksüdatsiooniastet. Elektrolüüsis kulgeb reaktsioon elektroodide pinnal - redutseerumine ja oksüdeerumine. Vastavalt siis katoodid ja anoodid. Katoodiks on elektrood, mille standartne redokspotensiaal E0 on suurem, anoodiks on elektrood, mille E0 on väiksem – väliskeskkonnas anood ning katood on ühenduses, siis anoodne kate hävib.. Elektroodi ülesandeks on voolu juhtimine keskkonda või sellest välja, aga ka elektrivälja tekitamine, mistõttu on elektrood tavaliselt metallist ja sihipärase kujuga. Teiste elektroodide (metallide või ka muude redokssüsteemide) potentsiaale vesinikelektroodi suhtes standardolekus (25oC ja kõikide ioonide kontsentratsioonid lahustes 1M) nimetatakse standardpotentsiaalideks. Mida suurem (positiivsem) on Eo, seda tugevam oksüdeerija, mida väikse (negatiivsem) on Eo, seda tugevam redutseerija. Katoodiks on elektrood, mille Eo on suurem.
    Standardpotensiaalide järgi on koostatud metallide aktiivsuse rida (pingerida). Suurenemise järjekorras 1. Al 2. Zn 3. Fe 4. Sn 5. Cu. Kontaktkorrosioon on korrosioon erinevate metallide kokkupuutekohtades (ei tohi ühendada otseselt Al ja Cu elektrijuhtmeid, vahetus kokkupuutes ei tohi olla Cu ja teras veetorud, tuleb vältida vase pinnalt voolava vee sattumist Al, Fe ja Zn pinnale). Hävib anoodiks oleva metalli see osa, mis on vahetult katoodi ümber. Metallide korrosioonis on anoodpiirkond piirkond, kus toimub oksüdeerimine, omab positiivseid laenguid. Katoodipiirkond on aga piirkond kus metall loovutab oma elektrone anoodile, muutudes ise positiivsemaks. Kontaktkorrosiooni tüüpjuhud: Cu-Fe (kuivas ei juhtu midagi , kuid välistingimustes kontaktis vask ja raud – raud hävib ) ja Fe-Al (kontaktis raud ja alumiinium – viimane hävib). Nii terasplekk kui alumiinium plekk hävib vahetult vaskneedi ja raudpoldi ümber. Lubamatu on kasutada välitingimustes detailide kinnitamiseks Al-st tõmbeneete, ka Al-st detailide kinnitamiseks, sest tõmbeneedil tõmbevarras on terasest ja viib needi kui sellise hävimiseni. Tõmbeneedid on needis kinnitusvahend (katuseehitamisel). Peab kasutama teras tõmbeneete. Kontaktkorrosiooni vältimine: kasutada samast materjalist neete, isoleerida torud pinnasest ning katoodkaitse. Toimida jägmiselt: 1) panna vahelüliks polümeersest materjalist torud; 2) ühendada mõnest sulamist torudega, et vähendada potentsiaalide vahet.
  • Millest olenevad reaalsed elektroodide potentsiaalid (Nernsti võrrand ja sellest tulenevad järeldused). Elektrokeemilise korrosiooni kemism. Millest oleneb elektrokeemilise korrosiooni kiirus ? Selgitage, mis on metallide korrosioonis anoodipiirkond ja mis katoodipiirkond? Millistel põhjustel need tekivad (moodustuvad)?
    Elektroodide polarisatsioon – on positiivse elektroodi muutumine negatiivsemaks ja negatiivse muutumine positiivsemaks. Elektroodi polariseerumine kiirendab protsessi elektroodil ja võimaldab seega elektroodist vajaliku tugevusega voolu läbi juhtida. Nernsti võrrand
    väljendab reaalsetes tingimustes potensiaali, kus R-8,314 J/Kmol, T-temp., n- üleminevate elektroodide arv, F- Farady arv- 96485 C/mol, Me – potentsiaali määrava iooni aktiivsus. Järeldused: 1) on võimalik valmistada galvaanielement ühest ja samast elektroodide materjalist. Elektroodid on ühes ja samas lahuses, kuid elektroodid on erinevatel tempidel, seda nim temperatuuri galvaanielement. 2) on võimalik valmistada galvaanielement ühest ja samast elektroodide materjalist ja elektroodid on samal tempil, kuid erineva konsentratsiooniga sama elektrolüüdi lahuses, see on konsentratsiooni galvaanielement. Elektrokeemiline korrosiooniprotsess ehk galvaaniline korrosioon on seotud galvaanielementide tekkega. See leiab aset siis, kui kaks erinevat metalli, nt Fe ja Cu, on kontaktis kas sula elektrolüüdi või elektrolüüdi lahusega. Seisneb galvaanielementide moodustumises, milles hävib anoodiks olev metall või metalli piirkond. Elektrokeemilise korrosiooni kiirus näitab ajaühikus korrodeerunud metalli massi pindalaühiku kohta. Selle määrab korrosioonivool I korr. , mis sõltub katoodi ja anoodi elektroodi potensiaalidest ja süsteemi takistusest: I korr.= E kat. – Ean/ RΣ, kus E tuleb Nernsti võrrandist. Metallide korrosioonis anoodipiirkonnas piirkonnas toimuvad anoodreaktsioonid (metall seob endaga negatiivseid elektrone, muutudes neg) ja metallipind on korrodeerunud. Katoodipiirkonnas toimuvad katoodreaktsioonid (metall loovutab elektrone, muutudes pos) ning metall on puutumata.
  • Puhaste metallide ja praktikas kasutatavate sulamite pingerida, nendes sisalduva informatsiooni analüüs. Galvaanipaari mõiste, nende saamine (tekkimine).
    Metallelektroodide rida, järjestatuna E ◦ kasvu järgi, nimetatakse metallide pingereaks: Li, Rb, Cs, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Sc, Be, Al, Ti, Mn, Nb, Ta, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Mo, Sn, Pb, H2 Bi, Cu, Ag, Rh, Hg, Os, Pd, Ir, Pt, Au. Pingereas vesinikust eespool on aktiivsed metallid, mis reageerides lahjendatud mitteoksüdeerivate hapetega (HCl, HBr, H2SO4), tõrjuvad happest vesiniku välja. Nt: Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2; 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2. Mida enam vasakul pingereas on metalli sü mbol , seda kergemini loovutavad selle metalli aatomid elektrone ja lähevad üle ioonidena lahusesse või moodustavad pinnale mõne ü hendi ning seda raskem on tema ioone redutseerida tagasi metalliks. Negatiivsema potentsiaaliga metall tõrjub välja temast positiivsema potentsiaaliga (suurema E◦ väärtusega) metalli tema soola lahusest või sulatisest. Nt: Zn+ CuSO4= ZnSO4+ Cu
    Kui elektrolüüdi lahuses või sulatises (soolade, aluste, hapete lahustes, aga ka niiskes õhus või pinnases) on kokkupuutes kaks erinevat metalli, siis tekib nn galvaanipaar. Anoodiks on negatiivsema potentsiaaliga metall, katoodiks aga positiivsema potentsiaaliga metall.
  • Millised järgmised metallide sulamite grupid on süsinikterase(põhikomponent raud!!!) suhtes anoodideks, millised katoodideks: pronksid (Cu sulamid Sn, Si jm.); tsink,tsink+legeerivad lisandid; alutsink; alumiiniumi sulamid; roostevaba terased 301, 304, 310, 410, 430; messingid (Cu – Zn sulamid).
    1) pronksid – C-teraste suhtes katoodiks (hävib C-teras kui anood)
    2) tsink, tsink+legeerivad lisandid – C-teraste suhtes anoodiks (hävib tsink)
    3) alutsink – C-teraste suhtes anoodiks.
    4) alumiinimumisulamid – C-teraste suhtes anoodiks (hävivad Al-sulamid)
    5) roostevabad terased – C-teraste suhtes katoodiks (hävib C-teras)
    6) messingid – C-terase suhtes katoodiks (hävib C-teras)
  • Millised eelmises punktis loetletud metallide sulamid on passiveerirud roostevaba teraste mark 301, 304, 201, 286, 316L, suhtes galvaanipaarides anoodiks, millised katoodiks?
    Passiveeritud roostevaba terased on merevees potentsiaalise reas rea lõpus hõbeda, kulla ja titaani ees, s.t. passiveerimisega suurendatakse metalli vastupidavust korrosioonile. Roostevaba passiveeritud teras on oluliselt suurema korrosioonikaitsevõimega kui tavaline roostevaba teras. Antud toote suhtes on anoodiks nt: Zn, Zn + legeerivad lisandid, Alutsink, Al sulamid, roostevabad terased.
  • Millised soolad hüdrolüüsuvad ja kuidas ? Nende vesilahuste pH-de piirkond (kirjutage vastavad reaktsioonivõrrandid)! Kuidas määratakse vees HCO3- sisaldust ?
    Soola hüdrolüüs on neutralisatsioonireaktsiooni pöördprotsess. Tugeva happe ja tugeva aluse neutralisatsioonireaktsioon kulgeb lõpuni ja tekkinud sool ei allu hüdrolüüsile. Kui soola tekitanud komponentidest (happest või alusest ) on üks komponent nõrk ja teine tugev (nt NH4Cl, KCN), siis hüdrolüüsub sool vähesel määral. Suuremal määral hüdrolüüsuvad soolad (nt NH4CN), mille hüdrolüüsil tekib kaks nõrka elektrolüüti. Täielikult hüdrolüüsub nt Al2S3. Vesilahuste pH piirkond: 1) Nõrk hape + tugev alus = sool hüdrolüüsub. Nt NaCO3, CaCO3, Na- fosfaadid , Ca-fosfaadid. MA-soola valem, A- -soola anioon -> A-+H2OHA+OH- ; HA-nõrk hape, pH>7(aluseline keskkond); 2) Tugeva happe ja nõrga aluse sool. Tavaliselt ammooniumisoolad. MA-soola valem, M+-soola katioon -> M++2H2OMOH+H3O+ ; MOH-nõrk alus, pH90. Hüdrofiilsed pinnad on hea vee märguvusega ning lahustuvusega vees. Hüdrofiil sisaldab polaarseid või laenguga aatomirühmi, mis võivad moodustada vesiniksidemeid. Hüdrofiilsed ained on nt anorgaanilised soolad, savid , tärklis, parafiin, tahm .
    Märgumise kriteeriumiks on äärenurk α. Kui 0≤α
    • .DOC Laadi alla originaalfail 33 lk · .doc · 244 allalaadimist
    Vasakule Paremale
    Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #1 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #2 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #3 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #4 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #5 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #6 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #7 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #8 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #9 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #10 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #11 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #12 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #13 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #14 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #15 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #16 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #17 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #18 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #19 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #20 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #21 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #22 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #23 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #24 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #25 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #26 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #27 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #28 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #29 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #30 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #31 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #32 Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011 #33
    Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
    Leheküljed ~ 33 lehte Lehekülgede arv dokumendis
    Aeg2011-01-30 Kuupäev, millal dokument üles laeti
    Allalaadimisi 244 laadimist Kokku alla laetud
    Kommentaarid 2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
    Autor kristiinast Õppematerjali autor
    Kontrollitud
    PDF TXT
    Eksami 2011 kordamisküsimused.
    korrosioon korrosioonitõrje meetodid lihtaine element keemiline reaktsioon katood anood faraday seadused galvaanielemendid nord stream gaasitoru

    Sarnased õppematerjalid

    Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused
    30
    docx

    Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

    materjalide ja nende omaduste kohta ning uuritakse, kuidas mõjutavad materjalid teineteist korrosiooni seisukohalt. Püütakse leida parim variant, et korrosiooni oht oleks minimaalne. 2. 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 klassifikatsiooni skeemi algus keemia valdkonnas. Konkreetsed näited kõikide mõistete ja omaduste juurde. Aine on osake, mis omab massi ja mahtu, ta võib esineda nii puhtana kui ühendites (on looduslik või tootmismenetluse teel saadud keemiline element või keemiline ühend koos püsivuse säilitamiseks vajalike ja tootmismenetlusest johtuvate lisanditega). Näide: hapnik Materjal on aine, mille töötlemisel (kasutamisel) ei toimu keemilisi reaktsioone ja muutusi (N: alumiiniumpott)

    Keemia ja materjaliõpetus
    Konspekt eksamiks
    25
    docx

    Konspekt eksamiks

    osakeste liikumisvõimest (elektrijuhtivus) jne. Keemilised omadused sõltuvad elektronide paigutusest aatomis (elektronskeemist), keemilise sideme tüübist, struktuurist ja energiamuutustest. Struktuur muutub, kui aine muudab oma olekut. Klassifikatsioon toimub alati mingi kindla tunnuse alusel, sama ainet võib klassifitseerida eri tunnuste järgi, s.t. aine võib olla eri tunnustega ja kuuluda samaaegselt erinevatesse klassidesse. Klassifikatsiooni skeemi algus keemia valdkonnas: ??? (ei leidnud) kuid ma arvan, et kõige primitiivsem klassifitseerimisviis on liit- ja lihtmaterjal. Lihtmaterjalid on keerulise koostisega, kuid koostisosad ei eristu selgelt või on jaotunud juhuslikult, samuti ei erine need koostisosad üksteisest järsult mehaaniliste ja tehnoloogiliste omaduste poolest. Liitmaterjalid aga koosenvad mitmest(kõige sagedamini kahest) sootuks erinevate omadustega ainest. Üks tuntumaid liitmaterjale on raudbetoon

    Keemia ja materjaliõpetus
    Keemia eksam 2011
    48
    doc

    Keemia eksam 2011

    1.Elemendi ja lihtaine mõisted ja nimetused ning nende mõistete õige kasutamine praktikas. Süsteemsuse olemus ja süsteemse töötamise vajalikkus inseneritöös. Näiteid praktikast. Milline on süsteemne materjalide korrosioonitõrje? Element ­ Keemiline element ehk element on aatomituumas sama arvu prootoneid omavate (ehk sama aatomnumbriga) aatomite klass.Teise definitsiooni järgi on keemiline element aine, milles esinevad ainult ainult ühe ja sama aatomnumbriga aatomid. Lihtaine - Lihtaine on keemiline aine, mis koosneb ainult ühe keemilise elemendi aatomitest. Lihtaines võivad elemendi aatomid olla isoleeritud või moodustada mitmest ühesugusest aatomist koosnevad molekulid. Näiteks kloor ja fluor esinevad ainetena Cl2 ja F2, Süsteemsus ­ Kõik keemilised tehis- ja looduslikud protsessid kujutavad endast süsteemi, milles on ained, kemikaalid, seadmed, keskkond ja mõjutegurid. Näited: Etanooli valmistamine. Koosneb tooraine (kartul, teravili) kasvatamisest, tootmi

    Keemia ja materjaliõpetus
    Nimetu
    23
    docx

    Nimetu

    1. Keemiline element ehk element on aatomituumas sama arvu prootoneid omavate (ehk sama aatomnumbriga) aatomite klass. Lihtaine on keemiline aine, milles esinevad ainult ühe elemendi aatomid, keemilises reakts ei saa seda lõhkuda lihtsamateks aineteks. Lihtaine valemina kasut vastavate elementide sümboleid (üheaatomilised: Fe, Au, Ag, C, S; kaheaatomilised: H2, O2, F2, C12, Br2). Enamik elementidele vastavaid lihtaineid on toatemp-l tahked ained või gaasid. Kasutamine: kui otsime mõnda elementi mendelejevi tabelist või tahame kirja panna reaktsiooni võrrandit. Keemiliste elementide ja nendest moodustunud liht- ja lihtsamate liitainete omadused 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 tugevnevad mittemetallilised omadused. Metallilised omadused tugevnevad peaalarühmas ülalt

    Keemia ja materjaliõpetus
    Keemia ja materjaliõpetuse eksam
    33
    doc

    Keemia ja materjaliõpetuse eksam

    1. 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. a. Elementide ja nende ühendite omaduste muutumise perioodilisus ­ Keemiliste elementide ja (mõnede) nendest moodustunud liht- ja liitainete omadused on

    Keemia ja materjaliõpetus
    Eksami abimees
    14
    doc

    Eksami abimees!

    www.eaei-ttu.extra.hu 1) Elementide omaduste perioodilisusseadus: Keemiliste elementide ja nendest moodustunud liht- ja lihtsamate liitainete omadused on perioodilises sõltuvuses elementide aatomite tuumalaengust (elementide aatommassidest). (Iga periood v.a. esimene algab aktiivse metalliga, lõpeb väärisgaasiga. Periodi piires elementide järjenumbri kasvamisel nõrgenevad metallilised ja tugevnevad mittemetallilised omadused. Suurtes perioodides nii pea- kui ka kõrvalalarühmade elementide omadused korduvad perioodiliselt. Kahe esimese peaalarühma elemendid asuvad perioodi paarisarvulistes, ülejäänud paarituarvulistes ridades. Paarisarvulistes ridades on ülekaalus metallilised omadused. 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 perioodid

    Keemia ja materjaliõpetus
    Keemia eksam
    21
    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
    Keemia kordamisküsimustele vastuseid 2010 2011
    17
    docx

    Keemia kordamisküsimustele vastuseid 2010/2011

    Anoodid ühendatakse kaitstava konstruktsiooniga paljudest kohtadest, kindla vahemaa järgi Anood tekib galvaanipaarides negatiivsema potensiaaliga metallist. 42. Terase Korrusiooni seaduspärasused - Pinnases - Metalli korrusiooni kiirus sõltub pinnase omadustest: pinnase tüüp, asukoht, struktuur, eritakistus, vee sisaldus, pH, üldine hapesus, Ca ja Mg karbonaatide sisaldus. Kõige kiirem on pinnasest välja tuleva metalli juures kuna seal võib tekkida galvaanipaarid. MOLEKULAARNE KEEMIA Molaarmass ­ aine ühe mooli mass, see on aine suhteline aatom- või molekulmass väljendatuna graamides. Hüdrofoobsed pinnad ­ tõrjuvad vett, ei toimu märgamist Hüdrofiilsed pinnad ­ hea vee märgavusega ning lahustuvusega pinnad. Sisaldab polaarseid või laenguga aatomrühmi, mis võivad moodustada vesiniksidemeid. (soolad, savid, tärklid, tahk) Märgumise kriteerium - Äärenurk ­ 0

    Keemia ja materjaliõpetus


    Rohkem sarnaseid



    Meedia

    Vasakule Paremale

    Kommentaarid (2)

    pres profiilipilt
    pres: päris pikk jutt, väga hea
    14:40 04-12-2011
    Skyliner profiilipilt
    Skyliner: tundub ok
    18:32 07-01-2012



    Kõik kommentaarid



    Info
    K & V
    Mäng
    Eraõpetajad
    Meist
    Kuidas saada punkte?
    KKK
    Reklaam
    Uudistevoog
    Sitemap
    Kontakt
    Saada kiri
    kiri@annaabi.ee
    Telefon: +372-569-80010
    Aadress: Tiskrevälja 33, Tallinn
    OÜ LOLSOL. Registrikood: 11450433
    Kasutustingimused
    Privaatsustingimused
    Sõnastikud
    Inglise Soome Saksa Vene Hispaania Prantsuse Rootsi Itaalia Ladina Taani Esperanto
    Püsiühendus(es)
    Facebook Instagram Twitter Reddit
    Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun