Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2014/2015 õppeaastal (0)

Keemia ja materjaliõpetus
Kordamisküsimused 2014/2015 õppeaastal
1. Mateeria ja aine mõisted.
Mateeria – kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga.
Aine – mateeria eksisteerimise vorm, mis omab kindlat või püsivat koostist ja iseloomulikke omadusi (kuld, hapnik). Keemia uurib ainete omadusi, nende koostist ja ehitust ning reaktsioone ainete vahel.
2. Keemilise elemendi mõiste.
Keemiline element – Ühesuguse aatominumbriga aatomite kogum, kuulub kas liht- või liitainete koostisse. Perioodilisussüsteemis on 118 elementi.
3. Keemiline ühend.
Keemiline ühend on keemiline aine, mis koosneb kahest või enamast erinevast  keemilisest elemendist, mis on omavahel seotud keemiliste sidemetega.
Keemilist ühendit iseloomustab alljärgnev:

• homogeenne
  
• molekulis olevate koostiselementide suhteline sisaldus on muutumatu
  
• molekulis on  aatomid  seotud kindlas järjestuses ja kindlate keemiliste sidemete kaudu, aatomite ruumiline asetus ja molekuli struktuur on üheselt määratletud; omane keemiline valem
  
• koostises olevaid elemente saab lahutada vaid keemiliste reaktsioonide käigus; lagunevad kuumutamisel
  
• keemilise ühendi keemilised ja füüsikalised omadused erinevad tema koostises olevate elementide omadustest
  
• valdav enamik keemilisi ühendeid võib esineda tahkes, vedelas või gaasifaasis
  
• keemilisi ühendeid jagatakse kaheks: anorgaanilised ja orgaanilised
  

Keemilisteks ühenditeks ei loeta lihtaineid (nt O2, S8), ainete segusid (nt õhk, bensiin),  sulameid  (nt pronks) ja muutuva koostisega materjale.
4. Ainete klassifikatsioon , liht ja liitained .
Lihtaine – moodustub ainult ühe ja sama keemilise elemendi aatomitest (hapnik, raud, elavhõbe, väävel )
Liitaine – koosneb erinevatest keemilistest elementidest. (vesi, lubi , CO2)
5. Aine olekud (tahke, vedel, gaas )
Tahke – molekulid tihedalt koos ja nende liikumine pole võimalik
Vedel – molekulide vaheline kaugus mõnevõrra suurem ja nad võivad üksteisest mööduda
Gaas – Molekulide vaheline kaugus suur ja nad võivad täiesti vabalt liikuda . Molekulide vahelised jõud on väiksed.
6. Aine omadused (füüsikalised, keemilised)
Füüsikalised – omadusi saab mõõta ja jälgida ilma ainet ja tema koostist muutmata (värvus, sulamis ja keemistemperatuur , tihedus). Ei ole seotud aine osalusega keemilises reaktsioonis.
Keemilised – seotud aine koostise muutumisega, keemiliste reaktsioonidega (Vesiniku põlemine hapnikus)
7. Materjalid - definitsioon.
Mitme aine kogum, mida ei saa kergesti lahutada üksikuteks koostisosadeks (puit, metallisulamid, klaas, plastid ). Kasutamisel ei toimu keemilisi muutusi.
8. Segud , nende klassifikatsioon.
Segu – ainete segamisel tekkiv ainete kogum; saab suht kergesti lahutada üksikuteks koostisaineteks (õhk, väävli ja raua segu, toiduained, ravimid ). Koosneb kahest või enamast lihtainest või keemilistest ühenditest , mis pole omavahel seotud. Puudub kindel keemiline koostis.
Homogeenne – segu, mille koostis on igas ruumipunktis identne – gaasiline, vedel või tahke lahus (õhk)
Heterogeenne – segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune; koosneb mitmest eristatavast faasist
9. Materjalide struktuur ( mikro -, makro).
Puhaste ainete materjalide omadused sõltuvad elementide koostisest ja mikro-makro struktuurist.
Mikrostruktuur – aatomite tasand
Makrostruktuur – mismoodi on seotud suuremad osakesed. Makrostruktuur kihiline - halb omadus, sest materjal võib hakata lagunema ja korrodeeruma kihtide vahel.
(Kasevineer niiskes ruumis – kihid tulevad lahti)( Alumiinium ja merevesi kokku ei sobi)
10. Materjalide omadused (6 kategooriat).

Mehaaniline – deformatsioon koormuste mõjul – jäikus , tugevus jm

Elektriline – elekrtijuhtivus, elektrivälja mõju

Termiline – soojusmahtuvus ja –juhtivus

Magnetiline – magnetvälja mõju

Optiline – elektromagnetväljakiirguse või valguse mõju, murdumisnäitaja , peegeldusvõime

Keemiline – keemiline aktiivsus
11. Tahkete materjalide klassifikatsioon keemilise koostise järgi.

Metallid

Keraamika

Polümeerid

Komposiidid – 2 või enamat materjali koos

Kõrgtehnoloogilised materjalid – pooljuhid , biomaterjalid, targad, nanotehnoloogilised materjalid
12. Metalsete materjalide üldiseloomustus.
* koosnevad 1 või mitmest metallist (Fe, Al, Cu) ja ka mittemetallist (C, N, O)
* aatomite korrapärane paigutus
* tihedad , tugevad, jäigad, purunemiskindlad
* head elekri- ja soojusjuhid;
* valgusele läbipaistmatud;
* poleeritud pind on läikiv ;
* magnetilised omadused (Fe, Ni)
13. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus.
Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel, tavaliselt oksiidid (Al2O3, SiO2), nitriidid (SiN) ja karbiidid (SiC). Tradistiooniline keraamika koosneb savimineraalidest: portselan , tsement , klaas
ÜLDISELOOMUSTUS:

• Jäigad ja tugevad
  
• Kõvad
  
• Purunevad kergesti
  
• Madal elektri- ja soojusjuhtivus
  
• Vastupidavad kõrgetele temperatuuridele ja keskkonnamõjudele
  
• Võivad olla läbipaistvad
  
• Fe3O4 – magnetilised omadused
  

14. Polümeersete materjalide üldiseloomustus.

• Platsid ja kummid
  
• Orgaanilised ühendid, koosnevad C, H, mittemetallid (O,N, Si)
  
• Suur molekulaarstruktuur
  
• Madal tihedus
  
• Mitte nii tugevad ja jäigad kui metallid ja keraamika
  
• Plastilised, kergesti valatavad ja vormitavad
  
• Keemiliselt inertsed, keskkonnamõjudele vastupidavad
  
• Lagunevad ja pehmenevad kõrgematel temperatuuridel
  
• Madal elektrijuhtivus
  
• Mittemagnetilised
  

15. Nõuded karastusjookide taara materjalidele.

Peab hoidma CO2, mis on rõhu all

Olema mitte- toksiline ja mitte reageerima joogiga, soovitatavalt taaskasutatav

Suhteliselt tugev

Odav

Optiliselt läbipaistev

Toodetav erinevates värvitoonides
Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer ( polüester )
16. Komposiitide mõiste, näited.
Koonsevad kahest või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid)
Eesmärk omaduste kombineerimine, et saada parim.
Looduslikud – puit, luud
Sünteetilised – fiiberklaas ( klaaskiud on ümbritsetud polümeerse materjaliga )
17. Kõrgtehnoloogilised materjalid.
Elektroonika seadmed , arvutid, fiiberoptilised süsteemid, raketid , lennukid jne

• Pooljuhid – elektrilised omadused vahepealsed eletrijuhtide (metallid ja – sulamid ) ja isolaatoritega (keraamika ja polümeerid); elektroonika- ja arvutitööstus
  
• Biomaterjalid – kasutatakse implataatidena inimkehas, mittetoksilised, ei tekita reatsioone
  
• Targad materjalid - suutelised tundma ära keskkonnamuutsi ja nendele reageerima ette teadaoleval viisil. Koosnevad sensorist ja reageerijast, mis muudab kas kuju, asendit, sagedust vm. Sõltuvalt temperatuuri, elektrivälja- või magnetvälja tugevuse muutusest. Reageerijana kasutatakse kuju mäletavaid sulameid, piesoelektrilist keraamikat, elektroreoloogilisi vedelikke jm.
  
• Nanomaterjalid
  

18. Nanomaterjalid.
Võivad olla metallid, keraamika, polümeerid ja komposiidid.
Nanomaterjalid on keemilised ained või materjalid, mida toodetakse ja kasutatakse väga väikeste osakestena , mille läbimõõt vähemalt ühes suunas on 1–100 nm. Ei eristata keemilise koostise, vaid suuruse järgi.
Nanomaterjalidel on samade, kuid muu osakesesuurusega materjalidega võrreldes ainulaadsed ja tugevamini väljendunud iseloomulikud omadused. Nanomaterjalide füüsikalis-keemilised omadused võivad seega erineda massiivse või suuremate osakestena esineva materjali omadustest. Kõrge keemiline reatsioonivõime.
(süsinikunanotorud, nanokomposiidid tennisepallides)
19. Kemikaal -definitsioon.
Kemikaal - kindla puhtusastmega keemiatoode, mida kasutatakse laboratoorsel või tööstuslikul otstarbel. Kemikaal võib olla nii liht-, liitaine kui ka ainete segu.
Päritolu: looduslik või toodetud.
Aine mida valmistatakse ja kasutatakse keemilistes protsessides.
20. Mineraal ja kivim- definitsioonid .
Mineraal – looduslik anorgaaniline aine
Kivim – looduslike mineraalide kogum (agregaadid või aglomeraadid) Graniit : kvarts , päevakivi, vilgukivi
21. Ainete ja materjalide tähistamine.
NIMI: a) Nimi ei anna infot aine päritolu, kasutamise ega omaduste kohta (kriit, malm , lubi vesi);
b) Nimes sisaldub mingi info ( sooraud , seebikivi, lubjakivi );
c) Kaubanduslik nimi ei sisalda mingit infot (määrdeõli, kiudained, nailon );
VALEM: a) Empiiriline – näitab aine elementaarkoostist ja elementide gruppide omavahelist suhet, erandjuhul näitab valem aine molekulaarkoostist (gaasid, vedelikud, molekulvõrega tahkised , nt N2 ja CH4) Tahkete ioonvõrega ainetel molekule ei ole;
b) Molekulvalem /Struktuuri valem – näitab lisaks elementide ja elemendi gruppide suhtele, kuidas need on omavahel seotud;
TÄHTEDE JA NUMBRITE KOMBINATSIOON – idetifitseerida käsiraamatutest (El00-E199 toiduvärvid )
NOMENKLATUURSED NIMETUSED on standardiseeritud puhastele ainetele IUPAC poolt H2SO4.
Lisaks keemilisele tähestikule kasutatakse mitmeid numbrilisi koode, milledest tähtsamad on CAS ja EINEKS registrite numbrid .
CAS – kemikaali reg nr andmebaasis , EINEKS – on kemikaali reg. nr Euroopa kaubanduslike ainete loetelus. CAS reg nr omistatakse ainele kui see lisatakse andmebaasi, igale CAS nr vastab üks ja ainult üks aine. CAS nr järgi saab Interneti kaudu kätte ka selle kemikaali ohutuskaardi.
22. Ainete ohutuskaart .
Ohutuskaart on igal ainel antud aine iseloomustamiseks.
1) nimi, sünonüümid, valmistaja nimi;
2) koostis – keemiline, CAS, EINECS ;
3) ohtlikkus – omaduste kirjeldus jm vajalik;
4) esmaabi kemikaali sissehingamisel, allaneelamisel ja sattumisel nahale;
5) tegutsemine tulekahju korral
6) õnnetuste vältimise abinõud (kaitsevahendid, seadmed);
7) käitlemine ja hoiustamine
8) mõju inimesele ja isikukaitsevahendid
9) füüs ja keemil omad
10) püsivus (stabiilsus) ja reaktsioonivõime
11) terviserisk
12) keskkonnarisk
13) jäätmekäitluse viis
14) veonõuded
15) reguleerivad õiguaktid
16) muu teave.
23. Mis on REACH ?
Euroopa parlamendi ja nõukogu määrus,mis käsitleb kemikaalide registreerimist, hindamist, autoriseerimist ja piiramist ning millega asutatakse Euroopa Kemikaaliamet. Vastu võetud kaitsmaks inimeste tervist ja keskkonda võimalike kemikaalidega seotud riskide eest ja samal ajal suurendada kemikaalitööstuse konkurentsivõimet. Samuti edendab see ainete ohtlikkuse hindamise alternatiivseid meetodeid , et vähendada loomkatsete arvu.
24. Gaas ja aur-definitsioonid.
Gaas – aine, mis normaaltemperatuuril ja rõhul on täielikult gaasilises olekus. Täidab ruumi ühtlaselt, molekulid pidevas korrapäratus soojusliikumises, molekulidevahelised jõud on väiksed.
Aur – selline aine gaasilises olekus, mille keemistemperatuur on kõrgem kui toatemperatuur (veeaur) CO2 balloon – balloonis vedel, välja tuleb aur, kolvis gaasina
25. Gaaside omadused.

• Kokkusurutavus ja paisuvus
  
• Puudub kindel kuju, võtavad anuma kuju.
  
• Ruumala sõltub temperatuurist ja rõhust
  

26. Gaaside olekuparameetrid.

• Rõhk P
  
• Temperatuur T
  
• Moolide arv n
  
• Ruumala V
  

27. Gaaside põhiseadused : Boyle- Mariotte , Gay-Lussaci, Charlesi, Daltoni .

• Boyle-Mariotte: Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi ruumala pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga. PV= const
  

• Gay-Lussaci: Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi ruumala võrdelises sõltuvuses temperatuuriga. V/T=const
  

• Charlesi: Jääval ruumalal on antud gaasi rõhk võrdeline absoluutse temperatuuriga P/T=const. Kui gaasi ruumala jääb samaks siis gaasi temperatuuri suurendamine kaks korda suurendab gaasi rõhku kaks korda.
  

• Daltoni: Gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga . P1+P2+P3=P
  

28. Clapeyroni- Mendelejevi võrrand ideaalgaasi kohta.
PV=nRT
29. Gaaside suhteline ja absoluutne tihedus ( praktikumi CO2 töö näitel).
Suhteline tihedus väljendatakse tavaliselt õhu suhtes.
D=m1/m2
m1 on CO2 mass
m2 on õhu tihedus
Absoluutne tihedus – gaasi molaarmass 44g/mol jagatuna 22,4-ga.
NÄIDE: 1. leian kesmise massi kolvil.
2. arvutan gaasi mahu kolvis normaaltingimustel
3. leian õhu absoluutse tiheduse kaudu õhu massi, teades et õhu absoluuttihedus on 1,29 ja korrutan selle kolvi ruumalaga
4. arvutan CO2 massi.
5. Leian CO2 suhtelise tiheduse D = CO2 mass : õhu tihedusega=0,54/0,377=1,43
6. Leian absoluutse tiheduse 44g/mol : 22,4 g/mol jagan gaasi molaarmassi 22,4-ga
30. Metaani aururõhu sõltuvus temperatuurist (joonistada graafik ja seletada selle alusel kriitilise temperatuuri ja -rõhu mõisteid).
PEAME OSKAMA JOONISTADA KÕVERAID JA MÄÄRATA KRIITILIST RÕHKU JA TEMPERATUURI.
Mis on kriitiline temperatuur? Mis on kriitiline rõhk?
X teljel temperatuur, algab 70 K kandis ja lõpeb 192 K, Y teljel aururõhk Mpa-des algab 0,005 ja lõpeb kriitilise punktiga 50 MPa kandis
Kriitiline temperatuur - temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega.
Kriitiline rõhk- rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui gaasilises olekus st. et vedela ja
gaasilise oleku vahel on tasakaal.
31. Süsinikdioksiidi aururõhu sõltuvus temperatuurist (joonistada graafik ja seletada selle
alusel kriitilise temperatuuri ja-rõhu mõisteid)
Algab 140 kelvinist (140-273 saame kraadid). Lõpeb kriitilise punktiga 305K. Temperatuur x teljel ja rõhk Y teljel MPa-des, algab nullis lõpeb 70 kandis.
32. Reaalgaasi definitsioon.
Reaalgaas - molekulidel on omaruumala ; molekulide vahel on vastasmõjud. Gaas erineb ideaalsest seda enam, mida madalam on temperatuur ja mida kõrgem on rõhk.
33. Atmosfääri koostis.
0-10 km – troposfäär –
10-40 km – stratosfäär -
40-80 km- mesosfäär –78% N2, 21% O2, 1%Ar
80-250 km – termosfäär – peamiselt N2
250-1000 km - peamiselt O
1000-2500 km – peamiselt He
2500 + - peamiselt H
34. Plahvatavad gaaside segud (milliseid teate, näited -vähemalt 5 erinevat).
Plahvatuse tingivad konsentratsiooni väiksus ning suur ülemise ja alumise sisalduse % vahe.
Õhk + NH3, propaan , metaan, atsetoon , bensiin, etanool , tärpentiin, dietüüleeter
35. Metaani iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine, transport).

• värvitu gaas.
  
• Keemilised omadused- vähemürgine, kerge narkootiline toime, osaleb atmosfääris keemilistes reatsioonides, kasvuhoonegaas. Kõrvaldab reaktsioon OG radikaaliga (tegib CO2 ja vesi)
  Saadakse NaOH +CH3COONa -> CH4 +Na2CO3
  

Kergesti süttiv, koos õhuga plahvatusohtlik segu. Lämmastav gaas – lämbumine

• Kasutamine: kütusena, vesiniku tootmine
  
• Transport - torujuhtmetes, vedelgaasi tankerites, veoautodega.
  

36. Freoonide iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine, transport, ohtlikkus).
Omadused: inertsed, kergesti veeldatavad, tuleohutud ja suhteliselt suurt aururõhku omavad, lõhnata,
Kasutamine: külmutussüsteemid
Ohtlikus : suur lekkevõime, lagundavad osoonikihti
Transport: EI tohi müüa, toota, eksportida, importida
37. Väävelvesiniku iseloomustus (keemilised omadused, ohtlikkus)
Tekib looduses ja väävlit sisaldavatsest aatomitest. Võib tekkida mineraalvee allikate juures sulfaatioonidest, kanalisatsioonidest, kaevudest, naftasaaduste mahutitest, heitvete mahutitest.
Omadused: Värvuseta ja mürgine gaas. Mädamuna lõhn.
Ohtlikkus: Üle 1000ppm seiskub hingamine. 800pm 50% surm. Gaasiandurid tuvastavad juba kui kons >15ppm.
38. Süsinikdioksiidi iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine, transport, ohtlikkus).
Omadused: lahustub vees, leidub õhus, kasvuhoonegaas
Ohtlikkus: Suures konsentratsioonis mürgine (üle 1%), 8% narkootiline toime, silmanägemine, kuulmine halvenevad
Kasutamine: gaseeritud joogid
Transport:
39. Gaasiballoonide transpordi reeglid.
- kasutatavad sõidukid peaksid olema lahtised . Kui see pole võimalik, peavad sõidukid olema hea õhutusega.
- Mürgiseid gaase ei tohi transportida suletud sõidukis, va juhul, kui tegemist on erisõidukiga.
- Transportimise ajal peavad balloonide ventiilid olema suletud ja kõik seadmed eemaldatud.
- Balloonid tuleb korralikult kinnitada ning need ei tohi ulatuda üle sõiduki külgede või tagaosa .
- Lekkimise ohu korral tuleb sõiduk parkida ohutusse kohta ning lekke tuvastamise korral
helistada hädaabinumbril.
40. Gaasiballoonide käsitlemise ja ladustamise nõuded.
MITTE KUNAGI EI TOHI
- Täielikult avada atsetüleeniballooni ventiili . Poolest pöördest piisab.
- Balloone mistahes viisil rikkuda. Kui on kahtlus , et balloon on rikutud, tuleb võtta ühendust tarnijaga.
- Üritada ballooni parandada.
- Peita ballooni kahjustusi.
- Balloonis gaase segada.
- Gaasi ühest balloonist teise juhtida.
- Kõrvaldada ballooni, mis ei ole teie oma.
- Kasutada regulaatorite või voolikute ühendamisel adaptereid, mis ei ole vastava gaasi jaoks heaks kiidetud .
Ladustamise nõuded:
- Hästi õhutatud kohas ja katuse all, soovitavalt õues, tasasel ja hea äravooluga pinnal ning varjus;
- Püstises asendis, vältida ümberkukkumist;
- Tühjad ja täis balloonid tuleb ladustada eraldi.
- Balloonid tuleks sorteerida vastavalt gaasi omadustele ( põlev , inertne, oksüdeeriv jne).
- Keelatud on ladustada põlevgaase koos teiste gaasidega.
- Ladustamiskoht tuleb märgistada nõuetele vastavate ohumärgistega.
41. Faasidiagrammid ( selgitus , joonis- vee oleku diagrammi näitel).
Seovad kõikide faaside (tahke, vedel, gaas) püsivuspiirid. Võimaldavad määrata aine agregaatolekut einevatel temperatuuridel ja rõhkudel, samuti keemis ja sulamistemperatuuri erinevatel rõhkudel.
Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised teljestikus P-V-T, sagedamini P-T diagramm.
Pinnad diagrammil kujutavad ühe faasi eksisteerimistingimusi (rõhk ja temperatuur). Kõverad kujutavad neid T ja P tingimusi, mille juures kaks erinevat faasi on omavahel tasakaalus.
42. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused ja kasutamine.
Superkriitiline olek – ainet, mille rõhk ja temperatuur on tema kriitilise punkti väärtustest kõrgemad
muutuvad järsult CO2 keemilised ja füüsikalised omadused.
Omadused: odav, kergesti puhastatav, mitte-toksiline ja kasutamine ei põhjusta keskkonnale lisakoormust. Keemiliselt suht inertne, puudub plahvatus- ja süttimisoht
Kasutamine: suures ulatuses taimse materjali ekstraheerimisel. Laborites keerulise koostisega materjalide keemilise koostise iseloomustamiseks ( põlevkivi ). Süsihappegaasi geoloogilisel ladustamisel – pumbatakse otse mõnda geoloogilisse struktuuri (kivisöe vahekihti , gaasimaardlasse, soolasesse põhjaveekihti)
43. Veeaur õhus, absoluutne ja suhteline niiskus.
Teatud rõhu juures tekib gaasist vedelik, edasisel kokkusurumisel rõhk ei muutu, muutub vedeliku suhteline hulk anumas . Veeaur liigub suurema osarõhuga piirkonnast väiksema veeauru osarõhuga ruumi. Veeauru küllastusrõhk sõltub ainult temperatuurist. Kui õhus on kindel kogus veeauru, sellel kindel osarõhk, kui temp alandada, siis osarõhk=const, muutub küllastusrõhk, tekib kondensaat
Absoluutne – veeauru tegelik hulk õhus – g H20 m H2O m-3.
Suhteline - õhu tegeliku niiskusesisalduse suhe maksimaalsesse väljendatuna % (RH)

• (tegelik veeauru rõhk temperatuuril t1 / küllastnud veeauru rõhk temperatuuril t1) * 100 %
  
• (veeauru tegelik sisaldus temp t2 gm-3/maks veeauru sisaldusega temp t2 g m-3 ) * 100%
  

44. Mis on kastepunktid (seletus)?
Kastepunkt – temperatuur, mille juures õhus olev veeaur kondenseerub. Punkt, kus veeauru rõhk ületab küllastatud veeauru rõhu. Temperatuur, mille juures õhu tavarõhu 1 atm korral moodustub kondensaat.
45. Vedelike üldomadused.

• Raskusjõu mõjul voolavad
  
• Voolavus – muudab kuju, pidev molekulide ümberpaiknemine soojusliikumise tagajärjel
  
• Ei täida osaliselt täidetud anumat ühtlaselt
  
• Ei pruugi seguneda omavahel
  
• Vähe kokkusurutavad, molekule pole võimalik kokku suruda
  
• Molekulide kaugused aines on võrreldavad molekulide mõõtmetega
  
• Eristatav nn lähistruktuur – korrapärane ehitusega molekulirühmad
  
• Temperatuur tõuseb, soojusliikumine intensiivistub
  

46. Viskoossus .
Viskoossus – vedelikukihtide omadus takistada vastastikku üksteise või vedelikku asetatud kehade liikumist. Väheneb temperatuuri kasvuga. Viskoossuseks nim takistust voolamisel st mida väiksem, seda kiiremini voolab, mida suurem seda aeglasemalt. Määratakse vedeliku väljavoolamise kiirusega anumast läbi peenikese ava.
47. Pindpinevus .
Pindpinevus – energiahulk, mis on vajalik pinna suurendamiseks või vähendamiseks ühe pinnaühiku võrra.
- jõud mis rakendub vedeliku pinna osakestele ja on suunatud vedeliku mahu sisse. Vedeliku pinnaosakestele mõjuvad jõud on väljaspoolt tasakaalustamata ning seetõttu pind omab teatud vabat energiat. Põhjustatud pinnal asuvate molekulide energiaülejäägist, võrreldes vedeliku sees asuvate molekulidega. Kuna pinnakihi molekulidele mõjuvad jõud on suunatud vedeliku sisse, siis võtab piisk kera kuju.
Pindpinevus on pinnanähtus, kus vedeliku pinnakiht käitub kui elastne kile. Vedeliku pinnamolekulid mõjustavad üksteist tõmbejõududega, mis on suunatud piki pinda ja püüavad pinna suurust vähendada.
48. Vedelike tõus kapillaarides ja pragudes.
Vedelike tõusmine mööda kapillaare on põhjustatud pindpinevusest. Kui vedelik märgab pinda, siis märgav vedelik tõuseb mööda kapillaare üles, tõusu kõrgus on pöördvõrdeline kapillaari raadiusega . Näiteks:vesi tõuseb 1m-15m, kappilaari raaduius1mm-1,5cm
49. Pindaktiivsed ained
- ühendid, mille lisamisel väheneb vedeliku pindpinevus ( seep )
- pika süsinikuahelaga molekulid, mille ühes otsas on aktiivne rühm, näit. happerühm (-COOH), sulfoonhappe rühm (-SO3H).
Üks ahela ots on vett tõrjuv ( hüdrofoobne ), teine veelembene ( hüdrofiilne )
Alandavad pindpinevust - hüdrofiilne molekuliosa seostub vee molekulidega, nõrgenevad jõud vee molekulide vahel, seega ka pindpinevus -> vee molekulid saavad tungida väiksematesse lõhedesse ja pooridesse.
Eemaldavad mustust - hüdrofiilne ots seostub vee molekulidega, hüdrofoobne ots mustusekübekesega, nii viiakse mustus pesulahusesse. Takistavad mustuse tagasisadenemist - tensiidi molekulid ümbritsevad kohe mustuseosakese - tekivad mitsellid. Nii takistatakse mustuseosakeste ühinemist ja tagasisadenemist.

• Räni (Si) aatomeid sisaldavad polümeerid (hüdrofobiseeriv aine), kui sellega katta klaaskuulid, siis vesi ei märga klaaskuuli pinda ja kuulike jääb pinnale ujuma.Näide: värvide sisse millega märgistati teid pandi kaetud kattega klaaskuulikesi. Need jäid värvikihi pinnale ja peegeldasid valgust, seega suurendasid märgistuse kulumiskindlust.
  

50. Vesi, keemilised omadused.

• Külmumistemp 273 K, keemistemp 373 K, tihedus 1,00 g/cm3
  
• Sisaldab lahustunud ja suspendeeritud lisandeid
  
• Omadused:
  - hea lahusti ioonilistele ja polaarsetele ühenditele
  

• Kõrge soojusmahtuvus – neelab palju soojust, temperatuur palju ei tõuse
  
• Tahkes olekus tihedus väiksem kui vedelas, jäätumine alates pinnast
  
• Keemis ja sulamistemmp oluliselt kõrgemad kui sarnastel ühenditel (H2S; H2Te)
  
• Suhteliselt tugevad molekulidevahelised jõud (vesinikside)
  
• Moodustuvad elektrostaatilise vastastikmõju tagajärjel kolmemõõtmelise võrgustiku, kus iga vee molekul on seotud nelja lähedalasuva vee molekuliga
  
• Keemiliselt – aktiivne ühend reageerib paljude metallidega, mittemetallidega, sooladega ja oksiididega.
  
• Leelismetallidega 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2
  
• Happeliste oksiididega SO2 + H2O -> H2SO3
  
• Aluseliste oksiididega CaO + H2O -> Ca(OH)2
  
• Vähedissotsieeruva ühendina on paljude ioonvahetusreaktsioonide saaduseks
  

51. Loodusliku vee koostis.
Looduslik vesi on suspensioon vesilahustes st. tahkete osakestega vesilahus .
Peamised koostisosad: H2O, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3 , Cl-, SO42 -, H+, OH-, lisaks tahked ained ja mikroorganismid (savi, muda)
52. Katlakivi tekke reaktsioon ja tema eemaldamine (vt praktikumi töö).
53. Karbonaatne karedus (vt praktikumi töö).kõrvaldamine
Karbonaatne karedus ehk karbonaatkaredus on vee karedus, mis on põhjustatud kaltsiumi- ja magneesiumiühendite ( CO32 - ja HCO3-) esinemist vees. Sellise vee karedus kaob vee keetmisel , ehk vesi muutub keemilise reaktsiooni käigus kaltsiumkarbonaadi ja magneesiumhüdroksiidi sadestumisel pehme(ma)ks.
Karbonaatse kareduse kadumist iseloomustavad järgmised võrrandid (reaktsioon toimub vee keetmisel):

• Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O
  
• Mg(HCO3)2 → Mg(OH)2↓ + 2CO2
  

54. Püsiv ehk mittekarbonaatne karedus (vt praktikumi töö).kõrvaldamine
- põhjustavad vees lahustunud sulfaadid (CaSO4, MgSO4 ), silikaadid (CaSiO3, MgSiO3,), kloriidid (CaCl2, MgCl2 ) jt. Need soolad ei sadestu vee kuumenemisel, kuid kloriide sisaldav vesi põhjustab metallide korrosiooni. Tööstuses tuleb jahutusveena eelistada võimalikult pehmet vett, vajaduse korral tuleb seda pehmendada.
Kõrvaldamine:
Karedas vees, mis sisaldab nii HCO−3 kui Ca2+ ja Mg2+ ioone, tekib kuumutamisel
tahke faas — katlakivi, järgmise kemismi alusel:
• Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel üle 65 ◦C lagunema
2HCO−3 → CO2−3 + CO2 + H2O (3.2)
• Sellest tingituna hakkavad kulgema järgmised reaktsioonid:
Ca2+ + 2HCO−3 → CaCO3 ↓ + CO2 + H2O (3.3)
Mg2+ + 2HCO−3 → Mg(OH)2 ↓ + 2CO2 (3.4)
Reaktsioonide käigus tekkivat sadet nimetatakse katlakiviks.
Kare vesi raskendab pesemist ja suurendab pesemisvahendite kulu mitmesuguste rasklahustuvate
orgaaniliste ühendite tekke tõttu:
2C17H35COONa + Ca2+ → (C17H35COO)2Ca↓ + 2Na+ (3.5)
seep lahustumatu lubjaseep
Katlakivi tekkimise vältimiseks tuleb looduslikust veest eemaldada kas Ca2+ ja Mg2+ või HCO−3 , rasvhapete Ca– ja Mg–soolade moodustumise vältimiseks tuleb aga eemaldada veest Ca2+ ja Mg2+. Ülalnimetatud ioonide eemaldamise protsessi nimetatakse vee pehmendamiseks.
55. Soolade kõrvaldamine veest ioniitidega (vt praktikumi töö).

• Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone.
  
• Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone
  
• Anioniidid – adsorbendid, mis seovad lahustest anioone
  
• Osaline puhastamine Na-kationiidiga
  

Protsessi saab läbi viia kahe metoodikaga:
1. Vesi juhitakse läbi ioniidi (kolonntüüpi või reaktortüüpi seadmed);
2. Vette lisatakse ioniit , segatakse ning ioniit eraldatakse veest setitamise või filtreerimisega.
Vee osaline pehmendamine Na-kationiidiga
Na-kationiitfiltris on kationiidi pind küllastatud Na+ ioonidega. Vee juhtimisel läbi sellise kationiidi (Na-kat) vahetuvad vees sisalduvad Ca2+ ja Mg2+ ioonid Na+ ioonidega filtrist .
Ioonidikihti läbinud vesi sisaldab seega Ca2+ ja Mg2+ ioonidele ekvivalentses koguses
Na+ ioone. Anioonide sisaldus seejuures ei vähene (HCO−3 , SO2−4 , Cl− läbivad filtri
muutusteta), Na+ moolide arv aga suureneb Ca2+ ja Mg2+ moolide arvuga võrreldes
kaks korda. Kuna Na-soolade lahustuvus on suur, ei teki sellise vee kuumutamisel
katlakivi ega rasklahustuvaid ühendeid pesemisvahendite aktiivkomponentide – pindaktiivsete
ainetega.
Protsess on tsükliline – kui Na+ ioonid on Ca2+ ja Mg2+ ioonidega välja vahetatud ,
tuleb filtrit regenereerida. Seda tehakse 7...8%-lise naatriumkloriidilahusega, mis küllastab
filtri taas Na+ ioonidega ja viib sealt välja Ca2+ ning Mg2+ ioonid.
56. Vedelkütused.
Biokütused - bioetanool, biodiisel (toodetakse taimeõlidest)
Mootorikütused ( masinad , autod):
- bensiinid (kergete süsivesinike segu, mis keeb temperatuurivahemikus 30–200°C,
- diislikütused (süsivesinike segu, mis keeb temperatuurivahemikus 200–350°C),
- vedelgaas ,
- petrooleum/petrool, ingl. kerosine (lennukimootorites) süsivesinike segu keemistemperatuuride vahemikuga 175°C-325°C.
- vedelkütuseid toodetakse naftast, etanooli saadakse taimede seemnete või suhkrutööstuse jäätmete kääritamisel,
57. Lahuse mõiste.
Kahest või enamast komponendist koosnev homogeenne süsteem. Lahus=lahusti+lahustunud aine
58. Lahuste klassifikatsioon agregaatoleku järgi.
Gaas, vedel, tahke
Eristada saab agregaatoleku põhjal:

• Gaas-gaas (õhk)
  
• Gaas-vedelik ( soodavesi – co2 vees)
  
• Gaas-tahke (h2 pallaadiumis)
  
• Vedelik-gaas (veeaur õhus)
  
• Vedelik-vedelik ( viin , etanool vees)
  
• Tahke-vedelik (NaCl vees, merevesi)
  
• Tahke-tahke ( valgevask , Cu/Zn)
  

59. Lahuste klassifikatsioon aine sisalduse põhjal.
Küllastunud lahus – lahus, mis sisaldab antud temperatuuril ja rõhul max koguse lahustunud ainet
Küllastumata – lahus, milles antud ainet veel lahustub
Üleküllastunud – aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse. Vähesel mõjutamisel liigne ainehulk eraldub.
60. Lahustuvus.
Aine omadus lahustuda mingis lahustis - puhta aine mass, mis lahustub 100 grammis lahustis antud temperatuuril. Jagatakse lahustumatuks, lahustuvaks ja hästilahustuvaks.
61. Lahuste kontsentratsioonide väljendusviisid: protsent, molaarsus ,
molaalsus, moolimurd , normaalsus.
Protsent – lahustunud aine mass sajas massiosas lahuses C%=(lahustunud aine mass/lahuse mass)*100%
Molaarsus – lahustunud aine moolide arv ühes kuupdetsimeetris lahuses CM=naine/Vlahus
Molaalsus – lahustunud aine moolide arv 1 kg-s lahustis Cm=naine/mlahusti
Moolimurd – lahustunud aine moolide arvu suhe lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Cx=naine/(naine+nlahusti)
Normaalsus – lahustunud aine grammekvivalentide arvu ühes liitris lahuses. Lahuse normaalsuse molaarsuse c kaudu: N = z•c = z•n/V = n/V•feq, kus c – molaarne kontsentratsioon (mol/l); n – ainehulk (mol, see on aine massi ja molaarmassi suhe); V – lahuse ruumala (l); z –aine ekvivalent; feq –ekvivalentsusfaktor (feq= 1/z)
62. Kolloidlahused .
- lahused , kus lahustunud aine osakesed on palju suuremad (d osake ~2-200 nm). Need osakesed on tekkinud paljude molekulide või aatomite liitumisel ja nad on suhteliselt ebapüsivad.
63. Gaaside lahustuvus vedelikes (Henry-Daltoni seadus).
Gaasi lahustuvus vedelikus on võrdeline tema osarõhuga lahuse kohal. Rõhu kiire vähenemine põhjustab osa gaasi eraldumist lahusest.
Seadus ei kehti veega reageerivate ainete kohta (NH3, SO2, CO2). Näiteks NH3 reageerib osaliselt veega ja tema lahustuvus osutub oodatust kõrgemaks.
64. Gaaside lahustuvuse sõltuvus temperatuurist.
Gaasi lahustuvus temperatuuri tõustes väheneb. Näiteks külma vee soojenemisel eralduvad anuma seinale õhumullid lahustuvuse vähenemise tõttu. Eksotermiline protsess
NB! Termiline saastamine: vee temperatuuri tõus põhjustab lahustunud hapniku vähenemise veekeskkonnas aga elu sõltub sellest.
65. Lahuse aururõhk (Daltoni seadus).
Aine aururõhk on tema auru rõhk tasakaaluolekus vedelfaasiga või tahke faasiga.
D: Gaasi lahustuvus vedelikus on võrdeline tema osarõhuga lahuse kohal. Rõhu kiire vähenemine põhjustab osa gaasi eraldumist lahusest. Seadus ei kehti veega reageerivate ainete korral. Henry-Daltoni seadus väidab, et gaasisegu komponendi lahustuvus vedelikus on jääval temperatuuril võrdeline komponendi osarõhuga.
Tasakaalu korral on auru faas küllastatud ja vedeliku kohal on küllastunud aururõhk. Temp. tõstmisel küllastunud auru rõhk suureneb.Auru faas vedela lahuse kohal võib koosneda lahuse mõlema komponendi molekulidest. Vedelik autustub ka keemistemperatuurist madalama temp juures. Auru faas vedela lahuse kohal võib koosneda mõlema kompnendi molekulidest (vesi ja etanool). Lahuse üldine aururõhk p on võrdne kummagi komponendi auru osarõhkude summaga p=p1+p2 = Daltoni seadus
66. Raoulti seadus.
Komponendi aurude osarõhk lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi moolimurru ja aururõhu korrutisega: Plahusti = CX lahusti * P°lahusti.
Võrrand näitab, et mittelenduv lahustunud aine vähendab lahusti omadust üle minna aurufaasi – mida rohkem on lahuses lahustunud ainet, seda väiksem on lahusti moolimurd.
67. Lahuse keemistemperatuuri tõus (graafik ja selgitus).
Kõrgem kui puhta lahusti keemistemperatuur.
∆Tk=i*Ke*Cm, kus Cm - lahuse molaalne kontsentratsioon; Ke-ebulliskoopiline konstant; i-isotooniline tegur.

• Vedelik keeb, kui küllastunud auru rõhk saab võrdseks atmosfäärirõhuga; lahuse keemistemp. on alati kõrgem kui puhta lahusti keemistemp.
  

68. Lahuse külmumistemperatuuri langus (graafik ja selgitus).
Madalam puhta lahusti külmumistemperatuurist: ∆Tk=i*Ke*Cm, kus Ke-ebulliskoopiline konstant.

• Vedeliku külmumine algab temperatuuril, mille juures vedeliku ja jää auru rõhud võrdsustuvad; lahuse külmumistemp. on alati madalam kui puhta lahusti külmumistemp
  

GRAAFIKUD
69. Difusioon .
Difusioon - aineosakeste soojusliikumisest tingitud protsess, mis viib kontsentratsioonide ühtlustumisele süsteemis. Iseeneslik protsess, kiireneb kõrgemal temperatuuril, toimub kiiresti gaasides , aeglasemalt vedelikes.
Lahustes põhjustab osakeste liikumise kõrgema kontsentratsiooniga aladelt madalama kontsentratsiooniga aladele.
70. Osmoos , osmootne rõhk, pöördosmoos, tähtsus.
Poolläbilaskev membraan - õhukene vedel või tahke kile (paber, tsellofaan, pärgament , elusraku seinad vms.), mis laseb läbi vaid teatud molekule või ioone.

• Osmoos - lahusti molekulide liikumine läbi poolläbilaskva membraani kõrgema kontsentratsiooniga lahuse suunas.
  
• Osmoosist põhjustatud vedelikusambale vastavat rõhku tasakaaluolekus, kus lahusesse tungivate ja sealt tagasi pöörduvate lahusti molekulide arv võrdsustub, nimetatakse osmootseks rõhuks (p).
  π = iCM RT , πV = inRT
  

CM - lahustunud aine molaarne konts., mol/dm3
n - lahustunud aine moolide arv, mol
V - lahuse ruumala, dm3
Osmootne rõhk on arvuliselt võrdne rõhuga, mida avaldaks lahustunud aine, kui ta ideaalgaasina täidaks antud temperatuuril lahuse poolt hõivatud ruumala.

• Pöördosmoos on nähtus, kus lahusti liigub läbi poolläbilaskva membraani lahustunud aine väiksema kontsentratsiooni suunas, seega vastupidiselt osmoosile; see juhtub rakendatava lisarõhu tõttu. Rakendades soolalahusele suuremat rõhku kui osmootne rõhk, saab sundida lahusti molekule üle minema poolläbilaskva membraani puhtasse lahusesse.
  
• Tähtsus: Osmootse rõhu mõõtmist kasutatakse lahustunud ainete (kõrgmolekulaarsete ühendite) molaarmassi määramisel.
  

Loomade ja taimede ainevahetuses oluline.
Vee jaotumine kudedes oleneb osmootsest rõhust.
Pöördosmoosi tehnoloogiat kasutatakse tänapäeval laialdaselt joogivee tootmisel mereveest .
71. Elektrolüüdi mõiste, näited, nõrgad ja tugevad elektrolüüdid .
- ühendid mis lahustudes vees moodustavad ioone. Põhjustavad elektrijuhtivust.
AaBb↔aAb+ + bBa-
Elektrolüüt  on aine, mille elektrijuhtivus põhineb ioonide vabal liikumisel. Kõige tüüpilisem elektrolüüt on ioonne lahus, kuid elektrolüüt võib olla ka tahke või vedel aine, näiteks metall.

• HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3, H2SO4,
  

• Leelis ja leelismuldmetallide hüdroksiidid: NaOH, KOH,
  

• Tugeva happe ja aluse reaktsioonil tekkinud soolad
  

Nõrgad elektrolüüdid: lahustamisel vees mittetäielikult ioniseerinud, põhjustavad vähest elektrijuhtivust
(H3PO4↔H3O+ + H2PO4 - )

• Vesi, ammoniaak NH3
  
• Soolad: HgCl2
  
• Enamus orgaanilisi happeid : etaanhape, oblikhape , metaanhape
  
• Happed : HF, H2S, HCN, H2SiO3 , H3PO4
  

Tugevad elektrolüüdid: ioniseeruvad täielikult lahustudes vees. Tugevateks elektrolüütideks on tugevad happed, tugevad alused ning soolad, mis on hästi lahustuvad.

• soolhape  (HCl), väävelhape  (H2SO4), lämmastikhape  (HNO3), kaaliumhüdroksiid  (KOH), kaaliumkloriid  (KCl), naatriumkloriid  (NaCl)
  

72. Vee ioonkorrutis.
Ka vesi on lahuses mõningal määral ioniseerunud: 2H2O↔H3O +OH ehk H2O↔H + OH
Seega on happe lahuses OH ioone ja aluse lahuses H ioone, mis tekivad vee dissonantsioonist, kuid kõikides vesilahustes kehtib seos
CH+ - COH = const = Kv (vee ioonkorrutise tähis) tähistavad vesinik - ja hüdroksiidioonide molaarset kontsentratsiooni.
Standardtingimusel: Kv = 1,00*10-14.
73. pH mõiste, näited, määramine.
Happelises lahuses on ülekaalus vesinikioonid (CH+ > COH-) ja aluselises lahuses hüdroksiidioonid (CH+ Lahuste happelisi - aluselisi omadusi kirjeldatakse arvuliselt vesinikeksponendi ehk pH mõistega

• Coca- Cola pH on 2,2, seega on see happeline
  
• Veri 7,35-7,45 seega kergelt aluseline
  
• Merevesi – aluseline 8,0
  
• Apelsinimahl pH 2,6-4,4 happeline
  

Määramine: Visuaalselt võimaldavad lahuse pH-d hinnata indikaatorid - ühendid, mis omavad happelises ja aluselises keskkonnas erinevat värvust. pH väärtuste vahemikku, milles indikaatori värvus muutub, nimetatakse indikaatori pöördealaks.
Looduslik indikaator - punase kapsa mahl
Indikaatorpaber - Pole eriti täpne, mugav kasutada;
Immutatakse indikaatorainete seguga
Ioonselektiivsed elektroodid (klaaselektrood)- ühendatakse nn. pH- meetriga
74. Kristalsed ained, näited.
Kristalsed ühendid - ühendid, millel on korrapärane perioodiliselt korduv osakeste (ioonide, aatomite, molekulide) paigutus. Osakesed moodustavad kristallivõre , mille sõlmedes nad paiknevad. Osakesi iseloomustab soojuslik võnkumine , mis on seda intensiivsem, mida kõrgem on t°.
Aine: Tahkesse olekusse üleminekul suureneb osakeste korrapärase paigutuse aste ja suurenevad jõud osakeste vahel.
Energia, mis eraldub kristallide tekkimisel ioonidest, aatomitest või molekulidest - võreenergia. Mida suurem võreenergia, seda püsivam on ühend (kõrgem sulamis t°).

• Kvarts, SiO2, NaCl, rutiil – TiO2
  

75. Amorfsed ained, iseloomustus, näited.
- üleminekuvorm vedelike ja tahkete kristallide vahel;
- ühendid, millel puudub korrapärane 3- mõõtmeline struktuur ja mis võivad võtta suvalise kuju

• Amorfsete ainete omadused (tugevus, elektrijuhtivus) on ühesugused igas suunas – nad on isotroopsed.
  
• Puudub kristallvõre ; ei voola; omavad kindlat kuju.
  
• Mehaaniliselt suhteliselt tugevad;
  
• Pole kindlat sulamistemperatuuri- soojenemisel viskoossus kahaneb ja vedelike omadused tugevnevad;
  
• Struktuurielemendid kõrge püsivusega.
  

Näiteks: silikaat- ja orgaaniline klaas, polümeerid
76. Klaas (sh fiiberklaas ja värviline klaas)- koostis, liigitus.
- optiliselt läbipaistev anorgaaniliste materjalide sulamisprodukt. Klaasid tekivad sulas olekus oleva tahke aine tahkumisel.
Puhas kvartsklaas: 100 SiO2; termokindel klaas: 60-80% SiO2, 10-25% B2O5, Al2O3; tavaline klaas: 75% SiO2, 15% Na2O, 10 CaO
Liigitus:

• Pudeli ja aknaklaas
  
• Kuumuskindel klaas
  
• Keemiliselt vastupidav klaas ( ei sisalda Na2O, K2O)
  
• Optiline klaas – suur murdumisnäitaja
  
• Kristallklaas – suur murdumisnäitaja
  
• Karastatud klaas – karastamise teel saadud
  
• Tripleks klaas – 3 kihiline, karastatud klaasikihtide vahel plastmassikiht
  
• Sitall – talub kõrgeid temperatuure
  
• Kvartsklaas – raske töödelda, puruneb kergelt, keemiliselt püsiv, väike elektri ja soojusjuhtivs
  

Värviline klaas:
Metalli-ioonide lisamine klaasimassile Cr2+ sinine; Cr3+ roheline; Co2+ roosa ; Mn2+ oranz ; Fe2+ sinine-roheline
Kolloidosakeste lisamine Au osakesed (10-4g/mL) erineva diameetriga 4-10 nm roosa; 10-75 nm rubiinpunane ; 75-
110 nm roheline; 110-170 nm pruun
Värviliste kristallide lisamine
Egiptuses sarlakpunane klaas- lisati punast Cu-oksiidi
Fiiberklaas:
- on klaas fiibri (kiu) kujul.
Saadakse viskoosses olekus klaasist filamentide väljatõmbamisel
Klaasvill- saadakse lühikestest klaasfiibritest (kiududest), mida hoiab koos polümeerne materjal
Kasutamine: Optilised kiud- klaasist kiusüdamik, mille pind on kaetud väiksema murdumisnäitajaga klaasiga, selle peal on plastikiht. Valgust juhtiva sisu läbimõõt on 9 mm ja kogu kiu 125 mm. Valmistatakse eriti puhtast SiO2-st, lisatakse Ge.
77. Kristallvõrede tüübid: aatom -, molekul- ja ioonvõre .
Aatomvõre - sõlmpunktides aatomid, seotud kovalentse sidemega ( teemant , SiO2);
Molekulvõre- sõlmpunktides elektriliselt neutraalsed molekulid, seotud nõrkade van der Waalsi jõududega (jää, tahke He, CH4, O2, CO2, P4, S8);
Ioonvõre- sõlmpunktides vahelduvad katioonid ja anioonid , seotud elektrostaatiliste jõududega (NaCl, CaBr2, K2SO4 , soolad);
78. Vedelad kristallid- omadused, kasutamine.
Anisotroopsed omadused - ka vedelas olekus omadused sõltuvad suunast ; näiteks elektrijuhtivus;
Nende ühendite osakesed võivad üksteise suhtes ümber paikneda, kuid nad säilitavad oma orientatsiooni (näiteks on teljed paigutunud niidikujuliselt ühes suunas). Struktuur muutub kuumutamisel või voolu läbijuhtimisel, selle tulemusel muutuvad ka omadused (värvus).
Kasutatakse arvutites, kellades jne. Näiteks: 4, 4’-dimetoksüasoksübenseen
79. Süsiniku nanotorud - ehitus, kasutamine.
Fullereenid : Kümned, sajad või tuhanded C aatomid ühinenud palli või torusarnasteks molekulideks. Kõige suuremaid
nim. C nanotorudeks. C60 – kõige tuntum fullereen .
Süsiniknanotoru on silindrilise nanostruktuuriga süsiniku allotroop. Nende silindriliste süsiniku molekulide ebaharilikke omadusi väärtustatakse nanotehnoloogias, optikas, materjaliteaduses ja teistes tehnoloogia valdkondades. Erakordsele soojusjuhtivusele, mehhaanilistele ja elektrilistele omadustele sobivad nad kasutamiseks nanoelektroonikas, elektromehaanilistes mikrosüsteemidesja nanorobootikas.
Lahustuvad heksaanis ja tolueenis; hajutavad valgust; ei juhi elektrit; reageerivad leelis- ja leelismuldmetallidega
Nanotorud saadakse ühe süsiniku aatomi paksuse lehe kindla nurga all kokku rullimisel. Rullimisnurk ja nanotoru raadius määravad toru elektrijuhtivuse. Nanotorud võivad olla otstest avatud või kinnised (kapslikujulised). Üksikud nanotorud moodustavad köiesarnaseid struktuure, mida hoiavad koos van der Waalsi jõud.
Kasutamine:

• Struktuurimaterjalid - riided ja spordivarustusest kuni sõjavarustuseni välja. Saab valmistada materjale, mis on seni teadaolevatest tugevamad. Kuulivestid
  
• Elektrikaablid ja –juhtmed.
  
• Paberpatareid
  
• Päikeseelemendid
  
• Superkondensaatorid
  

80. Polümorfism -mõiste, näited.
Polümorfism - ühe aine esinemine erinevates kristallmodifikatsioonides.
Näiteks: C - teemant, grafiit , fullereenid;
S – monokliinne, rombiline
S (rombiline) ‡ 95,6 oC ‡ S (monokliinne) st. 119 oC
Alfa - HgI2 -> 1 27 oC -> beeta – HgI2
Punane registreeritakse
Saadakse difraktogramm, need on kataloogides. Võimaldab kindlaks teha ühes proovis 6-7 kristallainet
Näited difraktogrammidest:( dolomiit ja kaltsiit)
Betoon : Ca(OH)2 sisaldus on kvaliteedi määraja, saab määrata röntgenstruktuuranalüüsiga -> kvalitatiivne analüüs. Proovi lisatakse etalonainet räni, arvutatakse Ca(OH)2 refleksi kõrgused Si refleksi suhtes.
83. Pulbrid, näited.
Pulbrid - osakeste suurus 100-500 mm;
Pulbriliste kehade tugevus oleneb:

• Iseeneslik osakeste liitumine;
  
• Molekulaarjõududest;
  
• Elektrilistest jõududest;
  
• Kapillaarjõududest – so. kõige olulisem, kui pulbrisse satub vedelikku on agregaatide teke kindel.
  

Kui vedelik satub pulbritesse, siis sõltuvalt tahke aine ja vedeliku pinna omadustest võivad tahke aine osakesed liituda.
Vee polaarsete molekulide toimel moodustuvad suhteliselt tugevad pulbrilised kehad.
Pulbritel on 32 omadust, mida vaja teada nende tehnoloogilisel kasutamisel

• Kruusahunnik- iseloomulik puistenurk, valamisel toimub fraktsioneerumine. Puistenurk oleneb, milline on puistematerjali osakeste pinna omadused.
  
• Läätsed, odraterad, linaseemned -> kõige rohkem vajub laiali hunnik mille osakeste pind kõige siledam st. linaseemned -> läätsed -> odraterad.
  

Näited:

• Portlandtsement ;
  
• Kips;
  
• Kriit (CaCO3);
  
• Peenestatud lubjakivi (dolomiit);
  
• Jahud; tärklis (klimbid st agregaat )
  
• Ehituses moodustuvad agregaadid portlandtsemendi osakestest.
  

• 
  
• 84. Puistematerjalid , näited.
  
• Puistematerjalid – osakeste suurus >500 mm;
  

• kvartsliiv , ka kiviliiv (st. peenestatud ja jahvatatud looduskivi ), killustik.
  
• Tolm- savid, saviosakesed, väga peened
  
• Kodus tolm- kristalsed (kvarts, kaltsiit paekivist , vähe ka dolomiiti) ja amorfsed (nahaosakesed), tekstiiliosakesed.
  

• 
  
• 85. Poorid ja poorsus .
  
• Pulbrilistele kehadele on iseloomulikud poorid osakeste vahel ja osakeste sees.
  
• Poore klassifitseeritakse ristlõike järgi:
  

• mikropoor, läbimõõt 50 nm
  

• Poorid võivad olla: avatud, suletud, läbivad.
  
• Näiteks: Sisetingimustes kasutamiseks mõeldud tellised üle talve õues seistes purunevad kuna vesi läheb pooridesse ja jäätub.
  
• Poorsus- avatud pooride mahu ja üldmahu suhe.
  
• Efektiivne tihedus – aine massi ja täismahu (aine ja pooride mahu summa) suhe.
  
• Tegelik tihedus – aine massi ja mahu summa (pooride mahtu ei arvestata) suhe.
  
• NB! Käsiraamatutes antakse lihtainete tihedused tegeliku tihedusena, kaubanduses on kasutusel enamasti efektiivne tihedus. Eripind - pind m2 –tes 1 grammi pulbri kohta, kasutatakse pulbriliste ainete iseloomustamiseks. Eristatakse sisepinda, välispinda ja üldpinda
  
• 
  
• 86. Pulbriliste segude lahutamine.
  
• Tundmatu koostisega segu koostise määramiseks .
  
• Meetodid:
  
• 1. Osakeste suuruse järgi
  
• a) sõelumine. Näiteks: fraktsiooniline koostis , % > 1,0 mm 20%. 0,8 – 1,0 mm 15%. 0,4 – 0,8 mm 20%. 0,3 – 0,4 mm 15%.
• b) mikroskoopia- mikroskoobi all loetakse osakeste arv vastavas suuruste vahemikus. Mikroskoobi all saab eristada osakesi ka kuju järgi. Näiteks: pikergused 20%, sfäärilised 80%.
  
• c) sedimentatsioon- settimiskiiruse järgi vedelikus.
  
• 
  
• 2. Erikaalu järgi (suhteline tihedus vee suhtesühikuta)
  a) erineva tihedusega vedelikes (nn rasked vedelikud). Kasutatakse halogeenorgaanilisi ühendeid, mis on keskkonnale ohtlikud.
  b) õhu voolus- kergemad osakesed liiguvad kiiremini.
  
• 3. Magnetiliste omaduste järgi. Näited: pagaritööstuses puhastatakse jahu ja vilja, et eemaldada magnetiga metalli tükke ja naelu, mäetööstuses kasutatakse magnetiidi (Fe3O4) eraldamiseks mineraalidest magnetseparatsiooni.
  
• 87. Metallide ja sulamite liigitus sulamistemperatuuri järgi, näited.
  
• a) kergsulavad, mille sulamistemperatuur on väiksem kui pliil, s.t. 327 °C (tina, plii, antimon - Sb, elavhõbe, Mg, Al)
  
• b) kesksulavad (sulamistemperatuur suurem kui Pb, kuid väiksem kui Fe) (Cr, Mn, Ni, Au).
  
• c) rasksulavad , mille sulamistemperatuur on suurem kui raual, s.t. 1539 °C ( volfram -W, tantaal-Ta, molübdeen - Mo,
  
• nioobium- Nb, kroom - Cr, vanaadium -V, titaan -Ti jt.);
  
• 
  
• 88. Metallide liigitus.
  
• Mustad metallid (tegelikult raua sulamid):
  
• 1) malmid
  
• 2) terased.
  
• Mustad metallid - suur tugevus ja jäikus, suhteliselt madal hind.
  
• 
  
• Värvilised:
  
• a) tiheduse järgi:
  
• b) sulamistemperatuuri järgi :
  
• c) vääringu järgi
  
• 
  
• 89. Flotatsioon.
  
• - kasutatakse sulfiidide, karbonaatide ja silikaatide korral, mis ei märgu vee toimel.
  
• Maagi osakeste pind kaetakse õli vm. ainega, seejärel puhutakse õhku läbi maagi, õli ja vee suspensiooni.
  
• Moodustuvad mullid ja need põhjustavad maagi osakeste tõusmise segu pinnale. Maagi kontsentraat tekib seega segu
  
• pinnale ja eraldatakse.
  
• 
  
• 90. Malmid(Fe ja C sulam 2 - 6,7%): liigitus, omadused.
  
• Süsiniku modifikatsiooni järgi sulamistruktuuris eristatakse järgmisi malmi liike:
  

• valgemalm - kogu süsinik on Fe-ga seotud tsementiidina (Fe3C) (suure kõvadusega, habras ning halvasti lõiketöödeldav), kasut. toormalmina.
  
• hallmalm- kogu süsinik või suurem osa sellest on vabas olekus liblelise (helbelise) grafiidina (head valuomadused, hästi lõiketöödeldav, kulumiskindel), suuremõõtmelised tooted;
  
• kõrgtugev malm - süsinik on keraja grafiidina “pesadena”, saadakse hallmalmist (suur tugevus, plastsus ).
  
• tempermalm - süsinik on pesalise grafiidina (suurem löögitugevus, head valamisomadused), saadakse perliit –tsementiitstruktuuriga valgemalmist;
  

• 
  
• 91. Terased: liigitus, omadused.
  
• Raua ja süsiniku sulam , mille süsiniku sisaldus on alla 2% (malmides on süsiniku sisaldus üle 2%)
  
• Teraseid kasutatakse masina- ja aparaadiehituses, ehituskonstruktsioonides, energeetikas (õhuliinide ja antennide mastid) ja tööriistade valmistamisel.
  
• Teraseid liigitatakse:
  
• 1. Tootmisviisi järgi:
  

• martäänteras
  
• bessemer ehk toomasteras
  
• elektriteras.
  

• 2.Kasutusala järgi
  

• konstruktsiooniteras
  
• tööriistateras (lõikeriistad, mõõteriistad , stantsid, kiirlõiketerased);
  
• eriomadustega teras (rooste-, kulumis-, kuumuskindlad, jt.)
  

• 3. Keemilise koostise järgi:
  

• Süsinikterased suure ja väikese C sisaldusega
  
• Legeeritud terased (kroomteras, kroomnikkel, mangaanterased jt.)
  

• 4. Kvaliteedi järgi:
  
• Terase kvaliteet saavutatakse sulami ümbersulatamisel süsiniku taandamisprotsessi režiimi valikuga
  

• Kõrge kvaliteediga terased; mitte üle 0,015 % S ja 0,025 % P;
  
• Tavalise kvaliteediga 0,06 % S ja 0,07 % P.
  

• 5. Struktuuri järgi:
  
• Faaside ja tera suuruse saamisel rakendatakse termilist töötlemist
  

• Valuteras- lisatakse Si, et parandata terase vedelvoolavust. Niisugused terased täidavad hästi valuvorme .
  
• Süsinikteras- kõrgekvaliteedilistes terastes on vähendatud väävli ja fosfori
  

• 
  
• Roostevabad terased on vastupidavad keemilisele ja elektrokeemilisele korrosioonile, sisaldavad vähe süsinikku.
  
• Korrosioonikindlate teraste põhiliseks legeerivaks elemendiks on kroom (>11%). Veel lisatakse korrosioonikindluse tõstmiseks terastesse Ni, Ti, Mo, mangaani .
  
• Kuumustugevad terased, millede töötemperatuur on kuni 350ºC on süsinikterased. 350ºC …500ºC juures kasutatakse kroomi , molübdeeni, volframi , alumiiniumi ja titaani sisaldusega teraseid.Struktuur ja koostis kõrge temperatuuri juures ei muutu.
  
• 
  
• 92. Värvilised metallid.
  
• Ei sisalda rauda.
  
• Liigitatakse
  
• a) tiheduse järgi:
  
• • kergemetallid - 5000 kg/m3 (Al, Mg, Ti)
  
• • keskmetallid 5000 - 7800 kg/m3 (Sn, Zn, Cr)
  
• • rasked metallid üle 7800 kg/m3 (Pb, Cu, Co, Au, W, Mo);
  
• b) sulamistemperatuuri järgi
  
• c) vääringu järgi
  
• • väärismetallid (Pt, Ag, Au, Pd, Rh, Ru, Ir, Os)
  
• • haruldased metallid (Li, Be, Ti, Ga, W),
  
• 
  
• Tööstuslikult kasutatakse
  
• 1) kergeid värviliste metallide Al, Mg, Cr, Ti, Fe jt. sulameid lennukitööstuses;
  
• 2) Al, Cu, Cr, Zn - aparaadiehituses;
  
• 3) Ag, Cu, Cr, Al, Zn - mõõteriistades;
  
• 4) Al, Cu, (Ag), Fe - juhtmetena elektrotehnikas ja energeetikas;
  
• 5) Cu ja Pb, Sn, Zn, Al sulamid ( pronksid , messingid , babiidid) - masinaehituses.
  
• 
  
• 93. Vask ja tema sulamid.
  
• Vaske toodetakse vaskpüriidist.
  
• Vask on punaka värvusega, sepistatav, valtsitav ja traadiks tõmmatav metall.
  

• hea soojus - ja elektrijuht.
  
• Kuumutamisel õhus kattub vask musta värvusega vask(II)oksiidi kihiga .
  
• Kuivas õhus on vask püsiv.
  
• Niiskes õhus tekib vaskesemete pinnale aja jooksul korrosiooniprotsessi tagajärjel pruuni või roheka värvusega paatinakiht. Rohekas paatinakiht, mida näeme vanadel vaskesemetel, tekib väga aeglaselt.
  

• Külmtöötlemisel saadakse kõva vask,
  
• Kuumutades kõva vaske 600 – 650 0C (400 0C) juures vältides õhu juurdepääsu, saadakse pehme suurema elektrijuhtivusega vask.
  
• 
  
• Sulamid:
  

• Pronks on Cu sulam tina (Sn), plii (Pb), raua (Fe) või alumiiniumiga (Al).
  
• Messing ehk valgevask on Cu ja Zn (kuni 45%) sulam;
  
• kui 10% Zn siis nimeks tombak
  
• Babiit on vase, tina, plii ja antimoni sulam
  
• Uushõbe
  
• Melhior - vase ja nikli (30%) sulam, mis sisaldab 1% mangaani ja 0,8% rauda. Sellel materjalil on suur korrosioonikindlus .
  

• 
  
• 94. Al ja tema sulamid.
  
• Saadakse boksiidist elektrilise rafineerimise teel.
  
• Al2O3 + 2NaOH + 3H2O -> 2Na[Al(OH)4]
  
• 2Na[Al(OH)4] + CO2 -> 2Al(OH)3 + Na2CO3+ H2O
  
• Al(OH)3 -> Al2O3
  
• Plastne ja mitte eriti kõva elektrit ning soojust hästi juhtiv. Sulamite saamiseks lisatakse vaske, magneesiumi, räni, tsinki , niklit või mangaani.
  
• 
  
• Al sulamid jagunevad survega töödeldavateks ja valusulamiteks.
  
• Survega töödeldavad sulamid jagunevad: termiliselt mittetöödeldavad ja termiliselt töödeldavad. Kõik alumiiniumisulamid kaotavad 300 oC juures oma tugevuse.
  

• duralumiinium - Vase ja alumiiniumi sulamit nimetatakse
  
• silumiin - alumiiniumisulam sisaldab 8-14% räni;
  
• Al sulamid Mg ja Ti-ga: kasutatakse transpordivahendites;
  
• Al –Li sulam: eriliselt väikese tihedusega ( CaO + CO2
  
• CaO + H2O -> Ca(OH)2
  
• Ca(OH)2 + Mg2+ -> Ca2+ + Mg(OH)2
  
• Saadud Mg(OH)2 neutraliseeritakse HCl-ga, saadakse MgCl2, mis kuivatatakse, sulatatakse ja elektrolüüsil saadakse Mg.
  
• MgCl2 -> Mg + Cl2
  
• Sulamid:
  

• Väike tihedus 1,7 g/mL;
  
• Kasutatakse lennukitööstuses (lennukite osad), autode osad, audio-video-kommunikatsiooni aparatuuris (laptopid, TV, mobiiltelefonid jm).
  
• Suhteliselt pehmed , toatemperatuuril raskelt töödeldavad;
  
• Keemiliselt suhteliselt ebapüsivad st korrodeeruvad eriti merekeskkonnas.
  
• Lisatakse ka Al, Zn, Mn jt elemente.
  
• Korduvkasutatav, odavam toota.
  

• 
  
• 96. Kolloidide klassifikatsioon.
  
  • 
    
  • Gaas
    
  • Vedel
    
  • Tahke
    
  • Gaas
    
  • -
    
  • Vedel aerosool
    
  • Tahke aerosool
    
  • Vedel
    
  • Vaht
    Vahukoor , seebivaht
    
  • Emulsioon
    
  • Majonees , kätekreem
    
  • Suspensioon
    
  • Piim, värvid, tint , veri
    
  • Tahke
    
  • Tahke vaht
    
  • Pimpskivi
    
  • Geel
    
  • Või, juust, tarrendid
    
  • Tahked kolloidid
    
  • rubiinklaas
    
• Keskkonna ja osakeste agregaatoleku järgi:
  

• Aerosool- gaasiline dispersioonikeskkond. Näiteks suits, tolm- tahke aine pihustunud gaasis; udu ja pilved - vedelik gaasis.
  
• Sool- vedel dispersioonikeskkond (hüdrosoolid, organosoolid) Näiteks: emulsioonid- vedelikutilkadel on kolloidosakeste mõõtmed;
  
• Vaht- gaas vedelikus, ka tahke vaht ( vahtplast ), gaasi või vedelikku sisaldav poorne aine (aktiivsüsi, mineraalid ), tahke kolloidlahus (värviline klaas).
  
• Hüdrofoobsed (omavad vees laetud pinda, moodustavad nn. elektrilise kaksikkihi),
  

• nõrgas vastastiktoimes keskkonnaga, liiguvad vabalt, võivad liituda üksteisega. Liitumine võib põhjustada nende eraldumist keskkonnast- koagulatsiooni. Pole püsivad. Näiteks savid.
  

• Hüdrofiilsed (sisaldavad rühmi, mis moodustavad H- sidemeid vee molekulidega)
  

• Näiteks valgud , mõned polümeerid
  

• Assotsieerunud (ka poolkolloidid ) (nende molekulis 2 osa, hüdrofoobne ja hüdrofiilne), näit. seep.
  

• Ühine kõigile- hoitakse suspensioonis tänu elektrostaatilistele jõududele vee molekulidega.
  
• 
  
• 97. Kolloidosakese ehitus.
  
• Kolloidlahused - lahused, kus lahustunud aine osakesed on suuremad (dosake ~2-200 nm). Need osakesed on tekkinud
  
• paljude molekulide või aatomite liitumisel ja nad on suhteliselt ebapüsivad.
  
• Dispergeeritud süsteem -üks aine (dispergeeritud aine) on ühtlaselt jaotunud teises aines (dispersioonikeskkonnas).
  
• Jämedisperssed süsteemid - 10-5 –10-7 m:
  
• Suspensioonid -tahke aine pihustunud vedelikus (savi, liiv- vees);
  
• Emulsioonid - üks vedelik teises ( rasv piimas)
  
• Kolloiddisperssed süsteemid- 10-7 – 10-9 m.
  
• 
  
• 98. Koagulatsioon .
  
• Koagulatsioon on kolloidsüsteemi osakeste liitumine suuremateks osakesteks, mis settivad lahuses või moodustavad erilise struktuuri – koageeli. Koagulatsiooni põhjustavad on enamasti füüsikalised tegurid ( ultraheli , elektrilised mõjutamised) ja keemilised (koagulantide kasutamine).
  
• 
  
• 99. Adsorptsioon (füüsikaline-, keemiline).
  
• Ainete kontsentreerumine tahke aine või vedeliku pinnal. iseeneslik protsess, eksotermiline, temp. tõus vähendab adsorptsiooni. Pindaktiivne osake - hästi adsorbeeruv lahuse komponent
  
• Adsorptsioon- iseeneslik protsess, eksotermiline, temp. tõus vähendab adsorptsiooni.
  

• Füüsikaline - van der Waalsi jõud, pööratav. Sidemed adsorbaadi ja adsorbendi pinna vahel sedavõrd nõrgad, et adsorbaati on võimalik adsorbendi pinnalt eemaldada. Adsorbent on regenereeritav ning ühte ja sama adsorbenti saab palju kordi kasutada.
  
• Keemiline- Seotud keemilise sideme tekkega adsorbendi pinna ja adsorbaadi vahel. Mittepööratav.Kemosorptsioon võib põhjustada adsorbaadi molekuli dissotsiatsiooni. sama adsorbenti saab kasutada ainult üks kord.
  

• 
  
• 100. Savi - keraamiline materjal.
  
• Laialt levinud;
  

• Tooted kergesti valmistatavad;
  
• Savi ja vee segu on kergesti vormitav
  

• Vee molekulid lähevad kihilise struktuuri sisse ja moodustavad saviosakeste pinnale õhukese kile. Osakesed saavad liikuda -> savi-vee segu plastsus.
  
• Savil baseeruvad materjalid jagatakse 2-ks:
  

• Struktuursed (ehitustellised, kanalisatsioonitorud)
  
• valgesavi tooted (portselan, lauanõud, sanitaartehnika).
  

• 
  
• 101. Tsemendid , Portland tsement- saamine, kasutamine.
  
• Anorgaanilised tsemendid: tsement, kips, lubi.
  

• Iseloomulik omadus: segades veega moodustavad pasta, mis kõveneb.
  
• Saab kasutada jäikade struktuuride valmistamiseks.
  
• Mõned tsemendid on siduvaks faasiks, mis seovad keemiliselt tahke aine agregaate suuremaks struktuuriks.
  
• Tsement käitub sarnaselt klaasjale massile, mis moodustub saviproduktide ja tulekindlate telliste valmistamisel (kuumutamisel). Erinevus- tsemendi puhul toimub protsess toatemperatuuril.
  

• Portland tsement
  

• Saadakse savi ja lupja sisaldavate mineraalide peenestamisel ja intensiivsel segamisel, millele järgneb segu kuumutamine ~1400oC.
  
• Seda protsessi nim. kaltsineerimiseks, mille tulemusena tekivad füüsikalised ja keemilised muutused lähteainetes.
  
• Saadud klinkerprodukt peenestatakse ja lisatakse väike kogus kipsi (CaSO4.2H2O) so. portland tsement.
  
• Materjali kõvenemine toimub keerukate hüdrateerimisreaktsioonide toimumise tõttu so. nn. hüdrauliline tsement, sest kõvadus tekib keemilisel reaktsioonil veega.
  
• Kasutatakse mörtides ja betoonis, et liita inertseid liivaosakeste agregaate seotud massiks.
  

• 
  
• 102. Betoon, Portland tsement betoon.
  
• Betoon
  

• Suurte osakestega komposiit, kus nii maatriks kui dispergeeritud faas on keraamilised materjalid.
  
• Erinevus betooni ja tsemendi vahel: Betoon- komposiitmaterjal, koosneb osakeste agregaatidest, mis on omavahel seotud tahkeks kehaks mingi siduva keskkonna toimel ja selleks on tsement.
  
• Levinuimad on betoonid, mis tehtud portland ja asfalttsementidest, agregaatideks on kruus ja liiv.
  
• Asfaltbetooni kasutatakse sillutiste materjalina,
  

• Portland tsement betoon
  

• Koosneb portland tsemendist, peentest agregaatidest (liiv) ja jämedamatest agregaatidest (kruus) ja veest.
  
• Agregaadid on täidismaterjalid , sest need on odavad, tsement aga kallis.
  
• Liivaosakesed peavad täitma vahed kruusaosakeste vahel. Tsemendi-vee segu peab olema piisavalt, et katta kõik liiva ja kruusaosakesed.
  

• NB! Kõik segu komponendid tuleb hästi läbi segada, et tekiks side tsemendi ja agregaatide osakeste vahel.
  
• Vähe vett -> halb side osakeste vahel; palju vett -> suur poorsus.
  

• Põhiline konstruktsioonimaterjal: saab valada kohapeal, kõveneb toatemperatuuril.
  

• Puudused: suhteliselt nõrk ja habras; temperatuuri muutused põhjustavad paisumist ja kokkutõmbumist; vesi tungib pooridesse ja see põhjustab pragunemist külmas kliimas.
  
• Omadusi saab parandada lisanditega.
  
• 
  
• 103. Värvid: mõiste, liigitus.
  
• - Peeneks jahvatatud pigmendist ja sideainest koosnevad kattematerjalid, milledega kaitstakse metalle korrosiooni
  
• eest. ( Pigmendid on peeneksjahvatatud värvilised pulbrid, mis segunevad hästi värvi koostisse kuuluvate vedelikega ja annavad värvile tooni, kuid ei lahustu neis.)
  
• - Värvid sisaldavad peale pigmendi ja sideaine veel täiteaineid , lahusteid, plastifikaatoreid , kuivatusaine,
  
• tahkesteid jt lisandeid.
  

• Sideained ühendavad pigmendiosakesi ja täitematerjaliosakesi aluspinnaga tugevasti nakkuvaks kelmeks. Sideainetena kasutatakse värnitsaid, looduslikke- ja tehispolümeere, emulsioone, liime ja muid kelmet moodustavaid aineid. Sideaine järgi liigitatakse värve õlivärvideks ja emailideks.
  
• Täiteained parendavad värvi ilmastikukindlust, veepidavust, tugevust, voolavusomadusi ja adhesioonivõimet. Täiteaineid kasutatakse ka pahtlite koostises. Täiteainetena kasutatakse pulbrilisel kujul kriiti, talki, kaltsiiti, dolomiiti, vilku.
  
• Lahustid , vedeldid- ei kuulu värvi põhikooseisu. Lahusteid lisatakse värvidele enne värvi kasutamist. Lahustiga reguleeritaksevärvi viskoossust . Vedelditega vedeldatakse värvi. Vedeldid sisaldavad kelmet moodustavaid aineid
  

• 
  
• LIIGITUS:
  *Veevabad värvid (lahustiksorgaanilinelahusti)–
  

• õlivärvid on pigmentide ja täiteainete suspensioonid. Sideainena kasutatakse värnitsaid ehk oksoole (taimeõlid); on hea nakkuvusega ilmastikukindlad, pikk kuivamisaeg.
  
• lakkvärvid - on pigmente sisaldavad lakid . Kuivades moodustavad lakkvärvid kõva läikiva kelme. Kasutatakse õlilakk-, alküüdlakk-, epoksüüdlakk-, nitrolakkvärve jne. pulbervärvidenakasutatakse termoreaktiivseid vaike ja termoplastseid polümeere.
  
• Pulbervärvid nakkuvad hästi metallidega ja moodustavad ilmastikukindla, läikiva katte.
  

• *Vesivärvid (lahustiksvesi) – liim -, lubi- ja silikaatvärvid.Kasutatakse
  
• siseruumide ja lagede värvimiseks.
  
• *Emulsioonvärvid – polüvinüülatsetaat-, akrüül -, glüftaal- ja stüroolbutadieenvärvid, mille sideaineks on polümeeri ja vee emulsioon. Kuivades vesi aurustub ja polümeer moodustab hästi nakkuva kelme. Emulsioonvärvid ei sisalda
  
• tuleohtlikke orgaanilisi lahusteid.
  
• 
  
• 104. Lakid: mõiste liigitus.
  
• Lakk -vedelik, mille kuivamisel moodustub kelme ning mis sisaldab orgaanilist lahustit .
  
• Lakitud põrandapinnal on pinnakihiks kile. See kile on vastupidav kriipimisele, aga ta pole kunagi nii kõva, et oleks täiesti kriipimiskindel.
  
• värvitu lakk – kujutab endast akrüülpolümeeri ja vastava orgaanilise lahusti lahust.
  
• 
  
• LIIGITUS:
  

• Vee baasil lakid - koosnevad veest, kilemoodustajast, sideainest ja lahustist . Lakid on praktiliselt lõhnatud, hea töödelda, hea nakkega, moodustavad elastse kile, koormatavad, väga hea kemikaalikindlusega. Kuivab 1-3 h,
  

• mittepõlevad.
  

• Polüuretaanlakid- nii 1- kui ka 2-komponentsed lakid.Koosnevad polüestervaigust, isotsüanaatidest ja lahustist. Kuivamisel eraldub lahusti ning edasi toimub keemiline reaktsioon. Kasutatakse väga suure koormustaluvusega pindadel. Lakk lõhnab lahusti järgi, on veekindel, kile on elastne ja kemikaalikindel, suure koormustaluvusega, ei kolletu, kuivamine 6-10 h. Lakk reageerib niiskusega.
  
• Õli-polümeerlakid- koosnevad õlist, linaõlist tehtud alküüdpolümeerist, lahustist. Kuivamisel aurab lahusti välja. Edasi toimub reaktsioon. Kuivamise ajal vaja vähemalt +15 oC ja hapniku juurdepääs. Lakk on kergelt töödeldav , kile on elastne, kuivamisaeg 12 h.
  
• Happega kivinevad lakid- kahekomponentsed lakid, kõvendiks on hape . Kuivamine toimub reaktsiooni teel. Sisaldab formaldehüüde, mis on tervisele ohtlikud. Lakk kuivab kiiresti 1-3 h.
  
• Kruntlakid- puidu kruntimiseks mõeldud lakid. Puitpinna värvust saab krundiga vähe mõjutada – enamasti heledamaks. Spetsiaalkrundid on isoleeriva mõjuga
  

• 
  
• 105. Keemiliste reaktsioonide liigitus.
  
• 1) Mittepööratavad ioonireaktsioonid :
  
• - Sadestusreaktsioon;
  
• - Gaasilise ühendi tekke reaktsioon;
  
• - Kompleksi moodustumise reaktsioon;
  
• - Nõrga elektrolüüdi tekke reaktsioon (neutralisatsioonireaktsioon).
  
• 2) Pööratav ioonireaktsioon: nõrga happe ja nõrga aluse vaheline neutralisatsioonireaktsioon.
  
• 
  
• 106. Redoksreaktsioonid , mõiste (osata tasakaalustada redoksreaktsioone).
  
• Redoksreaktsioon - keemiline reaktsioon, mille käigus aatom liidab või loovutab elektrone. Elektronide liikumise tõttu muutub ka aatomi oksüdatsiooniaste.
  
• 
  
• 107. Galvaanielement , töötamise põhimõte, näide.
  
• Galvaanielement - elektrivoolu allikas, kus toimub isevooluline keemiline reaktsioon ja sellest vabanev energia kasutatakse elektri saamiseks. Galvaanielement on ühekordse kasutusega, erinevalt akust ei saa seda uuesti laadida . Galvaanielement koosneb negatiivsest elektroodist (korpus) tavaliselt ( tsink ) ja positiivsest elektroodist (vask, grafiit või metallioksiid), mis on sukeldatud vedelasse või pastataolisesse (kuivelementidel) massi. Galvaanielemendis tekib elektrivool vooluringi ühendamisel positiivsel elektroodil  redutseerumis- ja negatiivsel oksüdeerumisreaktsioonitulemusel. Elemendi  elektromotoorjõud  sõltub elektroodide materjalist ja elektrolüüdi koostisest ning voolutugevuse piirväärtus elektroodide kujust ja keemiliste reaktsioonide kiirusest.
  

• seadis, milles redoksreaktsioonide tulemusel tekib elektromotoorjõud.
  

• 
  
• Kui lahuses toimub elektronide liitmine - loovutamine tsingi pinnal, siis galvaanielemendis on pandud need protsessid
  
• kulgema erinevates anumates ja elektronid sunnitakse liikuma mööda välist ahelat /juhet. Elektronide suunatud
  
• liikumine aga ongi elektrivool.
  
• Zn ja Cu plaadid – elektroodid:
  
• Zn anood (-), Cu katood (+)
  
• Elektronid liiguvad anoodilt katoodile!
  

• Näiteks: tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses. Vaskplaat vasksulfaadi lahuses. Zn-, Cu+- elektroodid ja elektronid liiguvad anoodilt katoodile, patareid 4,5 ja 9.0 V
  

• 
  
• 108. Elektroodpotentsiaalid, standartne elektroodpotentsiaal.
  
• Lahuses asuvate või nendega kokkupuutes olevate ainete redoksvõime kvantitatiivseks iseloomustamiseks kasutatakse elektroodpotentsiaale. Need ei ole muutumatud suurused. Sõltuvad aine oksüdeerunud ja redutseerunud vormide kontsentratsioonide suhtest , temperatuurist, lahusti loomusest, keskkonna pH-st.
  
• Slaidilt:
  2Ag+ + Cu = 2Ag + Cu2+
  
• Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel
  
• E = Ekatood – Eanood
  
• Pole võimalik mõõta üksiku elektroodi elektromotoorjõudu, tuleb kasutada võrdlust mingi kindla kokkuleppelise elektroodiga - vesinikelektrood.
  
• 
  
• Aine oksüdeerunud ja redutseerunud vormide kontsentratsioonide võrdsuse korral E=E0. Seda nim standardpotentsiaaliks. Mida suurem positiivne on E0, seda tugevam oksüdeerija ; mida väiksem on E0, seda tugevam redutseerija , seega anoodiks (redutseerijaks) on element, mille E0 on väiksem (tsink), katoodiks (oksüdeerijaks) element, mille E0 on suurem (vask). Tugevaim tuntud oksüdeerija on fluor F2 (mistõttu fluoril puuduvad positiivse oa-ga ühendid), tugevaim redutseerija metalliline liitium
  
• E0(F2/2F–) = 2,87 V
  
• E0(Li+/Li) = -3,05 V
  
• 
  
• 109. Galvaanielemendi elektromotoorjõu leidmine (osata arvutada standardpotentsiaalidest).
  
• 
  
• 
  
• 110. Metallide pingerida.
  
• - Metallelektroodide rida, järjestatuna standardsete redokspotentsiaalide kasvu järgi. Pingereas vesinikust eespool on aktiivsed metallid, mis tõrjuvad lahjendatud hapetest välja vesiniku.
  
• Mg + H2SO4 Æ MgSO4 + H2
  
• Pingereas eespool asuv metall tõrjub soola lahusest välja temast pingereas tagapool oleva metalli.
  
• Metallide pingereas eespool asuv metall on galvaaniahelas anoodiks (-), tagapool asuv katoodiks (+).
  
• 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
  
• 
  
• 111. Nernsti võrrand.
  
• Elektroodpotentsiaal näitab, mil määral elektrokeemilises ahelas eksisteerivad kontsentratsioonid erinevad nende
  
• tasakaalukontsentratsioonidest
  
• Pöörduva poolreaktsiooni korral:
  
• 
  
• 
  
• 112. Keemilised vooluallikad: kuivelement (tavaline, leelis ja Hg patareid), Pb aku, kütuselement (vesinik-hapnik).
  
• Patarei on elektrokeemiline element (sageli järjestikku ühendatud mitu), mida võib kasutada konstantse pingega
  
• alalisvoolu saamiseks.
  
• Aku - korduvkasutusega alalisvooluallikas, reaktsioonid anoodil ja katoodil on pööratavad.
  

• anoodiks tsinkpurk
  
• katoodiks süsinikvarras
  
• elektrolüüdiks NH4Cl, ZnCl2 ja MnO2 segu tärklisekliistris
  
• anood: Zn - 2e- Æ Zn2+
  
• katood: 2NH4+ + 2MnO2 +
  

• 2e- -> Mn2O3 + 2NH3 + H2O
  
• 
  
• Pliakumulaator
  

• anoodiks Pb plaadid
  
• katoodiks PbO2, pakitud metallplaadi sisse
  
• elektrolüüdiks H2SO4 vesilahus (~40%)
  

• Anoodil (-): Pb + SO42- - 2e- -> PbSO4
  
• Katoodil (+): PbO2 + 4H+ + 2SO42- + 2e- -> PbSO4 + 2H2O
  
• summaarselt: Pb + PbO2 + 2H2SO4 -> 2PbSO4 + 2H2O
  
• Laadimisvoolu toimel kulgevad mõlemad reaktsioonid vastassuunas . Järjestikku on tavaliselt ühendatud 6 elementi, iga elemendi emj E = 2 V, kokku 12V.
  
• Vesinik-hapnikelement
  

• Elektrolüüdiks kuum KOH lahus, anoodiks ja katoodiks inertsed, poorsed süsinikelektroodid.
  
• Katalüsaatoriks anoodis Ni lisand (ka Pt, Ag, CoO), katoodis Ni ja NiO lisand (ka Pt, Pd). Anoodiruumi juhitakse pidevalt vesinikku, katoodiruumi hapnikku.
  
• Summaarne reaktsioon oleks nagu vesiniku põlemine hapnikus, aga oksüdeerumine ja redutseerumine on teineteisest eraldatud. Element töötab pidevalt kuni gaase peale antakse.
  

• 
  
• 113. Elektrolüüsiahel, töötamise põhimõte, näide. ????
  
• 
  
• Reaktsioon kulgeb anoodilt katoodile, vajab välist pingeallikat.
  
• Anoodiks on Cu ja katoodiks Zn.
  
• 
  
• 114. Elektrolüüs : sulatatud soolade ja vesilahuste elektrolüüs, näited.
  
• Sulatatud soolad:
  
• Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus , NB! Vastupidine pooluste tähistusega galvaaniahelas)
  
• ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks.
  
• Anoodil anioon oksüdeerub:
  
• 2Cl- - 2e- -> Cl2
  
• n Katoodil katioon redutseerub:
  
• Na+ + e- -> Na |*2
  
• 
  
• Soolade elektrolüüs
  
• 2Na+ + 2Cl- -> Cl2 + 2Na
  
• Selle reaktsiooni DG = +769 kJ, seepärast tuleb reaktsiooni läbiviimiseks kulutada suures hulgas elektrienergiat –
  
• teha tööd.
  
• Elektrolüüsiprotsessides toodetakse tööstuslikult aktiivseid metalle ( leelismetallid , alumiinium).
  
• 
  
• Vesilahuste elektrolüüs:
  NaCl vesilahuses toimub katoodil mitte Na+ ioonide, vaid vee redutseerumine:
  
• 2H2O + 2e- -> H2 + 2OH
  
• anood: 2Cl- - 2e- -> Cl2
  
• katood: 2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-
  
• 2Cl- + 2H2O -> Cl2 + H2 + 2OH ehk molekulaarsel kujul:
  
• 2NaCl + 2H2O -> Cl2 + H2 + 2NaOH
  
• Na+ ioonid protsessis ei osale. 90% kogu maailma
  
• klooritoodangust baseerub sellel protsessil.
  
• 
  
• 1. Pingerea alguse metallid Li kuni Al katoodil ei redutseeru (redutseerub vesi, tekib vesinik);
  
• 2. Ülejäänud metallid kuni vesinikuni redutseeruvad paralleelselt vee molekulide redutseerumisega;
  
• 3. Vesinikust paremal olevate metallide puhul redutseerub katoodil metall;
  
• 4. Hapnikhapete anioonid anoodil ei oksüdeeru, oksüdeeruvad vee molekulid;
  
• 5. Hapnikuta hapete puhul oksüdeeruvad anoodil anioonid;
  
• 6. Anoodil oksüdeerub sageli ka anoodi materjal ise (tekivad tema ioonid lahusesse või sadenevad välja oksiididena).
  
• 
  
• NÄIDE:
  
• CuSO4 lahuse elektrolüüsil peaks katoodil redutseeruma vask (vastavalt reeglile 3) anoodil, aga oksüdeerub vesi (reegel 4):
  
• anood: 2H2O -> O2 + 4H+ + 4e
  katood: Cu2+ + 2e- -> Cu(t) |*2
  
• summaarselt:
  
• 2H2O + 2Cu2+ -> O2 + 4H+ + 2Cu(t)
  
• Elektrolüüsi kasutatakse metallesemete pinna katmiseks teise metalliga (nikeldamine, kroomimine , hõbetamine), et
  
• vältida korrosiooni; metallesemetest koopiate valmistamiseks (galvanoplastika).
  
• 
  
• 115. Elektrolüüsi kasutamine.
  
• Keemiliste ühendite ja lihtainete saamine;
  
• Tööstuslik rakendus:
  
• 1) H, Cl, F ja halogeenühendite tootmine;
  
• 2) metallide (Na, K, Mg,Al, Ni, Cu) tootmine ja puhastamine lisanditest ( elektrometallurgia );
  
• 3) Õhukeste metallist kattekihtide saamine metallesemete pinnale, et saada korrosiooni ja kulumiskindlust või dekoratiivset välimust (galvanotehnika);
  
• 4) Leeliste ja raske vee tootmine;
  
• 5) Vesinikperoksiidi jt. peroksoühendite saamine
  
• 6) orgaaniliste ühendite elektrosüntees.
  
• 
  
• Näide: Al elektrokeemiline tootmine
  
• Sulatatud boksiidist 1000 oC; boksiit Al2O3 on lahustatud krüoliidis AlF3.
  3NaF ning viidud Fe vanni, mis on katoodiks. Anoodidena kasutatakse süsielektroode. Vedel Al koguneb elektrolüüsivanni põhja, anoodil eraldub CO2.
  
• Anoodil: C + 2O2- = CO2 + 4e
  Katoodil: Al3+ + 3e- -> Al
  
• Protsessis tekib CF4, mis on kasvuhoonegaas.
  
• 
  
• 116. Korrosioon : mõiste, liigitus.
  
• Korrosioon on materjalide hävimine ümbritseva keskkonnaga toimuvate reaktsioonide tõttu.
  
• Korrosiooni tulemusena metallilised materjalid purunevad kas osaliselt või täielikult muutudes kasutamiskõlbmatuteks.
  
• Liigitus:
  

• keemiline korrosioon
  
• elektrokeemiline korrosioon
  
• biokorrosioon
  
• erosioonkorrosioon
  

• 
  
• 117. Keemiline korrosioon: mõiste, näited.
  
• Toimub kuivades gaasides ja mitteelektrolüütsetes vedelikes, metallid reageerivad otseselt keskkonna komponentidega või oksüdeerijatega. Keemilisel korrosioonil ei teki elektrivoolu.
  
• 
  
• Näited:
  
• 2 Mg + O2 -> 2 MgO
  
• Raua korrosioon kuivas õhus (hapnikus).
  
• 
  
• 118. Elektrokeemiline korrosioon: selgitus, näited.
  
• Toimub vett sisaldavates keskkondades ja seda põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi
  
• kokkupuutepinnal. Alati kaasneb elektrivoolu tekkimine. Harilikult muutub niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles lahustuvad mitmesugused gaasid (H2S, CO2, SO2) ning ümbritsevas keskkonnas lahustunud soolad (NaCl).
  
• Esineb metallide kokkupuutumisel hapete, aluste
  
• või soolade lahustega, mereveega, saastatud
  
• heitveega, looduslike vetega.
  

• Metallide hävimine õhus või pinnases, kus elektrolüüdiks on õhuke veekile, milles on lahustunud gaasid CO2, H2S, SO2, NO2 jt. Need moodustavad veega reageerides elektrolüüte;
  

• Näiteks raua rooste on hüdrateeritud raudoksiidide segu:
  
• Fe2O3. xH2O või xFeO . yFe2O3. zH2O.
  
• Elektrokeemiline korrosioon toimub vaid vee ja hapniku juuresolekul. See on elektrokeemiline protsess, mille üksikstaadiumid pole päris selged, aga põhilised reaktsioonid on järgmised:
  
• 
  
• 
  
• 
  
• Toimub raudpleki ja vaskneedi, tinatatud pleki või tsingitud pleki puhul, mida katab niiskuskiht.
  
• Raudpleki ja vaskneedi puhul on metallide Fe ja Cu vahel otsene kontakt.
  
• Kui tinatatud pleki pind on kraapimise või kriimustamise tõttu rikutud, moodustub seal galvaanipaar Fe - Sn
  
• 
  
• 119. Korrosioon uitvoolude toimel, kaitse.
  
• Metall korrodeerub välisallikast tuleva voolu toimel.
  
• Uitvoolusid põhjustavad trammid , metroo, elektrirongid, keevitusseadmed, elektrolüüsivannid.
  
• Vool saabub tarbijasse alalisvooluallikast õhuliini kaudu ja pöördub sinna tagasi mööda relssi. Osa elektrivoolu satub
  
• relsilt pinnasesse ja torustikesse (kui need on lähedal), ning hiljem torustikust läbi pinnase relssi tagasi.
  
• 
  
• Kaitse: viiakse torude elektrijuhtivus minimaalseks, isoleeritakse liited dielektrikutega; elektrodrenaaž- uitvoolude ärajuhtimine uue metalltorustikuga mille potentsiaal on suurem; katoodkaitse; prodektorkaitse
  
• 
  
• 120. Biokeemiline korrosioon: mõiste, näited.
  
• Biokorrosiooni põhjustavad mitmesugused pinnases ja õhus leiduvad aeroobsed ning anaeroobsed mikroorganismid ( bakterid , seened ja vetikad ). Organismid lagundavad aineid näit. rauabakterid, seened.
  
• Näiteks sulfaatredutseerivad bakterid taandavad sulfaatioonid
  
• sulfiidioonideks, viimased aga reageerivad rauaga,
  
• moodustades raudsulfiidi.
  
• 
  
• Bakterite elutegevusest tekkivad orgaanilised happed kahjustavad isegi roostevabu teraseid.
  
• • Biokorrosioon kahjustab põllumajanduses kasutatavat tehnikat ja eriti elektriseadmeid.
  
• • Biokorrosioon kahjustab ka ehitiste metallkonstruktsioone,
  
• 
  
• 121. Korrosiooni ohtlikkus materjalidele.
  
• Kõige ohtlikum -kristallidevaheline korrosioon.
  

• Metallipind peaaegu ei muutu, korrosioon levib metalli sisemuses kristallide vahel-> raskesti jälgitav.
  
• Põhjustab ootamatuid avariisid.
  

• 
  
• 122. Metallide ja nende sulamite reageerimine korrosioonile (rida). + selgitused
  
• 
  
• 
  
• 123. Konstruktsioonielementide õige paigutus korrosiooni vältimiseks.
  
• - Ei tohi olla sõlmi, takuid, süvendeid, kuhu võiks koguneda niiskus
  
• - Vältida järske üleminekuid ja teravaid nurki, kõige paremad on ümarmaterjalid
  
• 
  
• 124. Gaaskorrosiooni tõrje: legeerimine .
  
• Legeerimine - sulamitele kuumuskindlate komponentide lisamine. Raua legeerimiseks kasutame põhiliselt räni, kroomi, alumiiniumit.
  
• Legeeriv element peab vähendama põhikomponendi difusiooni kiirust oksiidikihis;
  
• Näiteks ZnO-le lisatakse Al,
  
• NiO-le Li.
  
• 
  
• 125. Kuumuskindlad kaitsekatted, metallkatted, mittemetalsed katted .
  
• Kuumuskindlad kaitsekatted. Metallide pinnale kantakse kuumuskindlate sulamite kiht (Al, Si, Cr sisaldavad sulamid, ka mittemetalsed katted nagu kuumuskindlad emailid - Cr2O3 , TiO2, ZnO, SiO2 sisaldavad sulatised).
  
• 
  
• Metall: teraste pinnale Al, Cr, Si
  
• 1) Aatomite termodifusioon- element viiakse sulami pinnakihti kõrgel temp.-l, redutseerivas kk-s, vaakumis ;
  
• 2) Termoaliteerimine- 400-1000 oC 2-5h, 0,3-0,5 mm kaitsekiht -> keeruline struktuur: Fe-Al sulam, intermetalne ühend FeAl3, Al tahke lahus Fe-s.; kõrge püsivusega SO2 gaasikeskkonnas kuni 900oC.
  
• 3) Termokroomimine- 1000-1150 oC pulbrilise Cr ja kaoliini seguga vaakumis -> õhem kaitsekiht; kõva, kulumiskindel pind, vastupidav.
  
• 4) Pealesulatusmeetod- vähem vastupidavate detailide katmine kuumuskindlama sulamiga
  
• 5) Termomehaaniline meetod (plakeerimine)- kasutatakse bimetall-lehtede valmistamisel; kuumuskindla metalli või sulami õhukesed lehed paigutatakse ühele või kahele poole kaitstavat metallilehte ja töödeldakse saadud paketti
  
• kuumvaltsimise või pressimisega. Näiteks C- teras -> Cr või Cr-Ni terastega; katte paksus 10-20% põhimetalli
  
• paksusest; kaetakse teraslehti ja – traati , terasest mahuteid, autoklaave.
  
• 6) Pihustusmeetod- kuumuskindel metall või sulam kantakse sulas olekus pihustatuna õhu- või inertgaasi kk-s metallile.
  
• 7) Galvaaniline meetod- saadakse õhuke kaitsekiht, gaasikorrosiooni puhul kaitseb madalal temperatuuril.
  
• 
  
• Mittemetall:
  
• 1) Kuumuskindlad emailid- klaasilise olekuni sulatatud keraamiline materjal, mis sisaldab kuumakindalid oksiide ja vähe difusiooni soodustavaid oksiide; vastupidavad 1000-1100 oC; puudus väike plastilisus -> purunevad temp. järsul muutumisel, mehaanilise löögi tagajärjel.
  
• 2) Rasksulavatest ühenditest katted- karbiidid, nitriidid, boriidid, silitsiidid- saadakse kõrgel temp. C, N, B, Si ja kaitstava metalli otsese reaktsiooni tulemusena; kaitsekatete kuumuskindlus väga suur kuni 2000 oC.
  
• 3) Metallkeraamilised katted- kuumakindlatele oksiididele lisatakse emaili valmistamisel metalle; kantakse metallidele atsetüleeni - hapniku leegis ja kuumutatakse vaakumis või inertgaasi kk-s.
  
• 4) Plasmapihustus- saab katta keerulise kujuga konstruktsioone
  
• 
  
• 126. Elektrokeemilise korrosiooni tõrje: metallkatted.
  
• Metallkatted. Raua võib katta elektrokeemiliselt mõne teise metalliga (Zn, Sn, Cr, Cu) - galvaniseerimine või kuumsukeldusmeetod.
  
• Katoodsed katted- kaetakse vähemaktiivse metalliga (Sn, Cu, Ni);
  
• Anoodsed katted- kaetakse Zn, Cd.
  
• Kuna tsink on pingereas rauast eespool, oksüdeerub raua asemel tsink. Seejuures tekib Zn(OH)2, mis reageerib õhus leiduva CO2-ga ja raua pinnale tekib tihe Zn(OH)2.xZnCO3 kiht, mis kaitseb raua pinda. Isegi kui tsingi kate on vigastatud , kaitseb ta rauda, sest ta on anoodiks ja raud katoodiks, seega läheb lahusesse ioonidena tsink, mitte raud.
  
• 
  
• 127. Tsink katete valmistamise meetodid.
  
• 1. Kuumtsinkimine (kuumsukeldusmeetod)- hapetega puhastatud terasdetailid või materjalid kastetakse või tõmmatakse läbi sula Zn. Kõige parem kvaliteet. (Kasut. ka Sn ja Ag)
  
• 2. Kuumpihustus - puhastatud detailidele pihustatakse sula Zn. Kasutatakse Zn pulbrit või traati, mis sulatatakse gaasi- või kaarleegis.
  
• 3. Elektrokeemiline (galvaaniline) katmine- detail on katoodiks, anoodiks on Zn, elektrolüüdiks Zn soola lahus, kasutatakse väikeste esemete katmiseks.
  
• 4. Difusioonimeetod- puhastatud detail pannakse koos Zn- pulbriga trumlisse, mis pannakse pöörlema ja kuumutatakse Zn sulamistemp. lähedale, pinnale tekib õhuke Fe- Zn kiht.
  
• 5. Zn pulbervärv- kasut. väga peenikest Zn pulbrit. Kuivanud värvikiht sisaldab 95% Zn.
  
• 
  
• 128. Al kaitse korrosiooni eest.
  
• Kõige stabiilsem on pH 4,5 juures. Reagerib kiiresti nii happelises kui aluselises keskkonnas. Al pinnale tekitatakse suhteliselt paks oksiidikiht .
  
• 1) Esmalt oksiidikiht, edasi kastetakse värvaineid sisaldavasse lahusesse või pihustatakse pinnale - > saadakse värvilised katted. Puudus: kihi paksus pole ühtlane, värvikindlus pole hea;
  
• 2) Koos oksiidikihiga saadakse värviline kiht st. elektrolüüsivannis,see on kindlam . Puudus: väike värvide valik.
  
• NB! Anodeeritud Al pind on tundlik nii happelistele kui aluselistele lahustele samamoodi kui anodeerimata Al pind.
  
• Al plaadid, kasut. fassaadi katmiseks -> osadel oksiidikiht väike (näha tooni erinevustest).
  
• 
  
• 129. Oksiid - ja fosfaatkatted.
  
• Metallkattega võrreldes vähemefektiivsed, aga sobivad hästi atmosfäärikorrosiooni tõrjeks ja on heaks aluspinnaks värvidele. Oksiidikihiga katmist rakendatakse näiteks sageli alumiiniumi kaitsmisel. Rauapinna katmisel pliimennikuga Pb3O4 raua pind osaliselt oksüdeerub moodustades tiheda kihi, mis takistab edasist korrosiooni;
  
• K2Cr2O7 kui tugeva oksüdeerija lisamine jahutusvedelikesse tekitab passiveeriva oksiidikihi , samuti metalli kastmine hetkeks HNO3 lahusesse.
  
• 
  
• Fosfaatimisel töödeldakse metallipindu mitmesuguste metallide (Mn, Fe, Zn) fosfaatsete soolade kuumade lahustega. Seejuures tekib metalli pinnale vähelahustuvate fosfaatide kiht (2-40 mm), mis pole küll ise korrosiooni tõrjuvate omadustega, aga on heaks aluspõhjaks värvidele.
  
• 
  
• 130. Pinna isoleerimine katetega (värv, lakk, õli, polümeerid, biokile jm).
  

• Kõige lihtsam viis on katta esemed mingi tiheda kattega, mis väldiks metallipinna kokkupuute õhu ja niiskusega (värvimine, lakkimine , õlitamine).
  

• Polümeerid (polüvinüülkloriid, fluoroplast, kumm jt.),
  
• Emailid
  
• Keraamilised katted (TiC- karbiid , TiNnitriid, Al2O3, Cr2C3, Cr2O3, jne.)
  
• Biokile (ingl. biofilm )- uus katte vorm, kus kasutatakse teatud bakteriaalseid kilesid metallide pinnal. Kasut. tugevalt korrodeeruvates keskkondades. Vähendab tunduvalt korrosiooni intensiivsust.
  

• 
  
• 131. Inhibiitorid - toime, näited.
  
• Inhibiitorite lisamine keskkonnale ( karbamiid , urotropiin, NaNO2, polüfosfaadid, kromaadid). Inhibiitorid vähendavad oluliselt korrosiooni kiirust. Kasut. sageli tööstuses, kus metallid puutuvad kokku happelahustega (ka näiteks katlakivi eemaldamise lahustes). Lisatakse keskkonda, mis on vahetus kontaktis metallkonstruktsiooniga.
  
• Näiteks automootorite jahutusvedelikud , alusvärvid metallide värvimiseks, betoonides terasarmatuuri kaitseks lisatakse betoonisegusse
  
• 
  
• 132. Elektrokeemiline kaitse: protektor-, katood-, anoodkaitse.
  
• Protektorkaitse: Raud roostetab siis kui ta osutub anoodiks. Seega kui ühendada raua külge mõni temast pingereas eespool oleva metalli tükk (Mg, Zn), saab anoodiks viimane: Mg – 2e– → Mg2+ raud on aga katoodiks, mille pinnal redutseerub õhuhapnik , raud ise säilib O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–.
  
• Katoodkaitse: Veel üks võimalus on ühendada kaitstav ese alalisvooluallika negatiivse poolusega - tekitada temast katood. Anoodiks aga kasutada suvalist vanametallitükki. Ka autode kerega ühendatakse just akumulaatori miinus poolus, et tagasi hoida korrosiooni. Pinnases asetatakse anood spetsiaalsesse ümbrisesse, mis koosneb koksi, kipsi ja NaCl segust .
  
• Anoodkaitse: Kasutatakse välist alalisvoolu allikat. Objekt ühendatakse alalisvooluallika posit. poolusega; neg. poolusega ühendatakse sobivast materjalist nn. abielektrood. Objekti pinnale tekitatakse komponentide oksiidide kiht. Anoodkaitse võimalik ainult kui metall antud keskkonnas passiveerub ja passiivset olekut saab säilitada välisvoolu abil. Kasutatakse Al sulamite, roostevaba teraste ja vahel süsinikteraste korral, ka kroomnikkelterased väävelhappe lahustes.
  
• 
  
• 
  
• 133. Korrosioonitõrje kuiva õhuga.
  
• Metallipind puhas, sile niiskus kondenseerub kui suhteline niiskus ~100%. Kui metallipinnal on tolmu, roostet, mikropragusid toimub kondensatsioon järsult kiireneb terasarmatuuri korrosioon. Kvaliteetbetoonides karboneerub pinnakiht 7-8 mm sügavuseni. Kui on betoon poorne siis 7-8 a. võib betoonikiht täielikult karboneeruda. Nt mustamäe majad.
  
• III tüüp - Betoonis toimub ümberkristalliseerumine st. faaside muutusedmaht suureneb.
  
• Kristallide kasv põhjustab surve mahuti seintele. Tekib ettringiit (mineraal)seob vettmaht suureneb.
  
• Tekivad soolade kristallhüdraadid.
  
• IV tüüp - Terasarmatuuri korrosioon- Betoon on tugevalt aluseline armatuur on kaetud Fe oksiidi kihiga, mis takistab raua korrodeerumist.
  
• Kui pH