Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Milledega iseloomustatakse neid sertifikaadis ?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Milline protsess on lahustumine?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Millistega Millised keemilised protsessid toimuvad vee kuumutamisel üle 65C ?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Kui on siis kuidas ?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Kui siis kuidas on võimalik määrata vesilahuste pH väärtusi?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Kui a H 84 10-3 mol L b H 42 10-12 mol dm-3?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Millised ained on happed millised alused?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Millist ainet ja materjali nimetatakse tahkeks?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Millist informatsiooni on võimalik saada röntgenfaasianalüüsi abil ?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Q: Millistel juhtudel toimub keemiline reaktsioon elektrolüütide vesilahustes?

Vastus leiad õppematerjalist: Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Männamets, Helen

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused (2)

Tallinna Tehnikaülikool - Keemia - Keemia ja materjaliõpetus

5 VÄGA HEA

Esitatud küsimused

Milledega iseloomustatakse neid sertifikaadis ?
Milline protsess on lahustumine?
Millistega Millised keemilised protsessid toimuvad vee kuumutamisel üle 65C ?
Kui on siis kuidas ?
Kui siis kuidas on võimalik määrata vesilahuste pH väärtusi?
Kui a H 84 10-3 mol L b H 42 10-12 mol dm-3?
Millised ained on happed millised alused?
Millist ainet ja materjali nimetatakse tahkeks?
Millist informatsiooni on võimalik saada röntgenfaasianalüüsi abil ?
Millistel juhtudel toimub keemiline reaktsioon elektrolüütide vesilahustes?
Millised keemilised reaktsioonid võivad toimuda plahvatuste korral?
Millised on kõige plahvatusohtlikumad süsteemid argielus näiteid ?
Millest sõltub difusiooni kiirus?
Millised reaktsioonid on redoksreaktsioonid?
Millised ained on oksüdeerijad millised redutseerijad?
Milline nähtus on metallide korrosioon ?
Milliste omaduste järgi hinnatakse tsingikihi kvaliteeti?
Millised on kasutatud kaitsmisviisi ohud ?
Millised on seal korrosioonitõrje meetmed ?
Milliseid protsesse nimetatakse elektrokeemilisteks?
Millest oleneb selle suurus?
Milline on kontaktkorrosioon ?
Kuidas tõrjuda kontaktkorrosiooni ?
Millest oleneb elektrokeemilise korrosiooni kiirus ?
Mis on metallide korrosioonis anoodipiirkond ja mis katoodipiirkond ?
Millised katoodiks ?
Millised soolad hüdrolüüsuvad ja kuidas ?
Kuidas määratakse vees HCO3 - sisaldust ?
Kuidas töötavad Volta ja Jacobi galvaanielemendid skeem ja toimuvad reaktsioonid ?
Millistel tingimustel moodustuvad tekivad igapäevases elus galvaanielemendid ?
Milline protsess on elektrolüüs?
Mis on lagunemispinge ja mis on ülepinge?
Millest olenevad nende suurused?
Mida käsitlevad ja formuleerige Faraday seadused?
Miks alumiiniumi kui materjali oksüdeeritakse ?
Milline nähtus on korrosioon?
Kuidas vältida vähendada kontaktkorrosiooni?
Milline katoodipiirkond?
Milliste meetoditega kaitstakse metalle korrosiooni vastu loetlege ja kirjeldage?
Milline on kemism ja tõrje meetodid ?
Mis on ülepinge ja mis lagunemispinge?
Millest oleneb tahke aine pinna märgamine vedelike poolt ?
Kui on siis kuidas kui ei siis miks?
Mida nimetatakse keemiliseks reaktsiooniks ?
Mis on eelduseks keemilise reaktsiooni toimumiseks ?
Millistest tsingikihi omadustest oleneb terase vastupidavus korrosioonile?
Mis katoodipiirkond ?
Kus ja milleks neid kasutatakse ?
Millest sõltub lähtub tsinkimise meetodi valik?
Kui ja siis kuidas ?
Milliste omaduste järgi hinnatakse tsinkkatte omadusi terasel?
Millised on tüüpilised kontaktkorrosiooni kohad ehitistes rajatistes ja kommunikatsioonides?
Milliste viisidega saav vältida kontaktkorrosiooni ja vähendada kontaktkorrosiooni kiirust ?

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?
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 reaktsioonis ei saa seda lõhkuda lihtsamateks aineteks. Lihtaine valemina kasutatakse vastavate elementide sümboleid (üheaatomilised: Fe, Au, Ag, C, S; kaheaatomilised: H2, O2, F2, Cl2, Br2). Enamik elementidele vastavaid lihtaineid on toatemperatuuril tahked ained või gaasid. Mõistete kasutamine: Segadust tekitavad mitmed asjaolud :1) Aatomite liigil ja nendest moodustunud lihtainetel on enamikel juhtudel ühesugune nimi! (Erandid – hapnik moodustab osooni; süsinik moodustab teemanti, grafiiti , tahma .) Segadusse ajab näiteks lause: veri sisaldab rauda – kas veri sisaldab raua aatomeid sisaldavaid aineid, lihtaine raua pulbrit või mõlemaid? – tegemist on siiski raua aatomitega, mis on aine hemoglobiin koostises. 2) Nii puhaste ainete kui ainete segude koostise väljendamine teatud ühendite kaudu, milliseid konkreetne aine ei pruugi üldse sisaldada . Näitelause: kivim on aluseline kui SiO2 sisaldus on 45 – 52 % – Kivimites võivad Si aatomid olla mineraalis kvarts (valem on SiO2) ja paljudes silikaatides. Antud lauses 45 – 52% on summa kvartsi sisaldusest ja Si aatomite sisaldusest silikaatides, ümberarvutatuna SiO2-ks. 3) Ühel ja samal tähisel ja mõistel võib olla erinevates valdkondades sageli erinev sisu. Näide: Mõiste “aluselisus” – Keemias väljendab see mõiste OH– sisaldust, geoloogias aga Si aatomite sisaldust kivimites. Süsteemsuse olemus: Süsteem on kas vahetult omavahel seotud ja üksteist mõjutavate või lihtsalt üksteist mõjutavate objektide ja nähtuste (tegurite) kogum. Süsteemsuse olulisus inseneride jaoks: Praktikas uuritakse väga paljude ainete ja materjalide ning nähtuste omadusi mingis keskkonnas ja mingitel tingimustel. Kui jäetakse määratlemata süsteem, kus vastav aine või materjal või nähtus asub ning ilmneb, või tehakse seda ekslikult, saadakse eksitavad või valed tulemused, mis võivad viia väga tõsiste tagajärgedeni. Rajatiste ja ehitiste projektid on vastava reaalse süsteemi mudelid. Kui projektis jäetakse mõni süsteemi kuuluv nähtus kas üldse käsitlemata või käsitletakse ebapiisaval tasemel, võivad tagajärgedeks olla avariid, õnnetused, konstruktsioonmaterjalide hävimised jm. Näide: Kahes Tallinna suurelamus valmistati kuuma vee süsteem tsingitud terastorudest. Tingituna ebaõigest kasutusrežiimist tekkisid korrosiooni tulemusena ühes majas torudesse esimesed augud 1,5 aasta, teises 5 aasta pärast. Roostevaba terasest kuumaveekatel. Arvestamata jäeti roostevaba terase korrosiooni spetsiifika ning suitsugaasi torudesse tekkisid korrosioonist põhjustatud augud paari aasta jooksul. Süsteemne materjalide korrosioonitõrje: põhineb sellel, et teostatakse põhjalikud uuringud materjalide ja nende omaduste kohta ning uuritakse, kuidas mõjutavad materjalid teineteist korrosiooni seisukohalt. Püütakse leida parim variant, et korrosiooni oht oleks minimaalne.

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). Aine olekud – tahke, vedel, gaasiline, aur. Tavatingimused: 20 ºC (293 K) ja 1 atm (101325 Pa). Kõik ained, mis on tavatingimustel vedelas olekus, on võimalik üle viia tahkesse olekusse, kuid mitte kõiki gaasilisse olekusse (temperatuuri tõustes ja rõhu langemisel osad ained lagunevad); tavaolekus tahke aine võib viia vedelasse olekusse, aga mitte kõiki gaasilisse olekusse. Samuti on aineid ja materjale, mis eksisteerivad ainult kahes olekus ( parafiin – vedelikuna, kuid vähesel määral gaasilisena; jood läheb kiiresti gaasiliseks). Ainete ja materjalide omadused sõltuvad nende elementkoostisest ja struktuurist. Füüsikalised omadused sõltuvad osakeste massist ja nende paiknemise tihedusest, keemilise sideme tüübist ja struktuurist (kõvadus, sepistatavus, venitatavus, sulamis- ja keemistemp), laetud 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.

Liht- ja liitaine , puhta aine, materjali, homogeense ja heterogeense segu mõisted. Vastavad näited insenerimaterjalide valdkonnast.
Lihtaine koosneb ühe ja sama elemendi aatomitest (hapnik, osoon , raud, vesinik ). Ei saa lõhkuda. Enamik elementidele vastavaid lihtaineid on toatemperatuuril tahked ained või gaasid. Liitaine koosneb kahe või enama elemendi omavahel seotud aatomitest (H2O, H2SO4, CO2, NaCl). Tal on koostiselementidega võrreldes teistsugused füüsikalised ning keemilised omadused. Puhas aine on kindla koostisega aine, koosneb ainult ühe aine osakestest , põhiainet on 99,9999% (lisandeid on 0,0001%). Homogeenses segus on segu keemiline koostis ja struktuur segu mistahes osas ühesugune (nt lahus, õhk). Heterogeenne segu või süsteem koosneb kahest või enamast kas keemilise koostise või struktuuri poolest erinevast homogeensest osast (faasist), segu, mille koostis ja omadused on segu piires erinevad (nt suspensioon, mille osakesed on erinevad). Faas on heterogeense süsteemi üks homogeenne osa. Faasid võivad erineda üksteisest füüsikalise oleku (tahke, vedel, gaas ), keemilise koostise või struktuuri poolest, s.t. faaside vahel on piirpinnad.

Ainete valemite mõiste, keemilise reaktsiooni võrrand ja nende seletused (sisu). Mis on keemiline reaktsioon , tooge vähemalt viis üheselt arusaadavat näidet. Milliseid reaktsioone nimetatakse redoksreaktsioonideks. Keemilise reaktsiooni võrrand (mõiste), selle koostamine ja kasutamine praktikas. Näited.
Ainete valemite mõiste ja seletus: 1) empiirilises valemis – esitatud on iga elemendi aatomite lihtsaim suhe ühendis. See ei näita iga elemendi aatomite koguarvu , kovalentse või keemilise sideme tüüpi ühendis. 2) molekulivalem (gaasid, vedelikud, molekulvõrega tahkis , nt N2, CH4) – kujutab lihtaine või ühendi ühe molekuli koostist ja näitab, milliseid elemente molekul sisaldab ja milline on iga elemendi aatomite arv molekulis, kuid ei näita keemilise sideme tüüpe molekulis. 3) lihtsustatud struktuurivalem – näidatud on aatomite rühmade (nt karboksüülrühm) järjestus molekulis ja keemilise sideme tüüp nende aatomite rühmade vahel (näidatud kriipsukestena). 4) täielik struktuurivalem – näitab molekulis aatomite paigutust üksteise suhtes. Valemis on märgitud ka kõik molekulis esinevad sidemed. Keemiline reaktsioon on muundumine , mille tulemusena muutuvad aine keemilised omadused või moodustub uus aine. Keemilisel reaktsioonil katkeb vähemalt üks ja tekib juurde vähemalt üks keemiline side erinevate elementide vahel. Ühinemisreaktsioon: moodustub kahest või enamast lähteainest üks uus – H2 + Cl2  2HCl Lagunemisreaktsioon: moodustub ühe aine lagunemisel ja tekib 2 või enam uut ainet – Cu(OH)2  Cu + H2O Asendusreaktsioon : asendavad lihtaine aatomid ühendi koostises oleva elemendi aatomeid – Fe + CuSO4  Cu + FeSO4 Vahetusreaktsioon: moodustub kahest liitainest koostisosade vahetamise tulemusena, tekib 2 uut lihtainet – BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl Redoksreaktsioonid: Klassifitseerimine käib mitmete tunnuste järgi, kuid oluliseim on oksüdatsiooni astmete järgi – kui reaktsiooni käigus muutub vähemalt ühe elemendi aatomite oksüdatsiooniaste, nimetatakse reaktsiooni redoksreaktsiooniks – 2H2 + O2  2H2O Keemilise reaktsiooni võrrand: Keemilise reaktsiooni üleskirjutis sisaldab reageerivate ainete ja reaktsiooni saaduste keemilisi valemeid ning näitab reaktsioonis osalevate ainete moolide arvu. Näide: 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; on tavaks kirjutada gaasina eralduva aine valemi järele ↑ ja sademena eralduva aine järele ↓. Praktikas kasutamine: fotokeemia – valgustamine, kiirguskeemia – kiiritamine, katalüüs. Võrrandite põhjal tehakse keemiliste reaktsioonidega seostuvaid arvutusi.

Ainete ja materjalide iseloomustamise printsiibid nende pakenditel ja saatedokumentidel. Sertifikaat, mõiste kahesugune sisu, vastavad näited. Millised on vesilahuste peamised omadused, milledega iseloomustatakse neid sertifikaadis ? 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) ?
Ainete ja materjalide partiide sertifikaatide tüüpsisu: Agregaatolek normaalrõhul ja toatemperatuuril (20 – 25oC) (tahke, vedel, gaas); värvus silmale nähtava spektri ulatuses; tahke aine/materjali korral: osakeste kuju, suurus ja suuruste jaotus (fraktsiooniline koostis), osakeste pinna iseloomustus. Vedelike korral: viskoosssus erinevatel temperatuuridel , lahuste korral kontsentratsioon, pH jm; tihedus; sulamistemperatuur , keemistemperatuur ; koostis: kas elementide aatomite või puhaste põhiaineteainete sisaldus ning lisandainete sisaldus, %; mitmesugune info, nagu: tule- või plahvatusohtlikkus, hügroskoopsus, hoidmistingimused, säilivusaeg, kokkusobivad ja kokkusobimatud ained, jm. Sertifikaat 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. Plastid , kunstnahad, kemikaalid . Sertifikaat on dokument, mis antakse välja mingile tootele ( sertifitseerimise ) 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 . Valmis tooted (auto aku). Vesilahuste peamised omadused - pH, kontsentratsioon, külmumistemp, elektrijuhtivus, värvlahuste puhul valguse neeldumine, küllastunud auru rõhk lahuse kohal jne. Sertifikaati märgitakse need tunnused, mis on antud aine kasutamise seisukohast olulised. Iseloom: vedelad on enamasti anorgaanilised kuid ka orgaanilised; võivad olla tuleohtlikud, toksilised ja kergesti lenduvad . Ülesanne:

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 elemendi väikseim osake, millel säilivad selle elemendi keemilised omadused, koosneb positiivse laenguga tuumast ja seda ümbritsevast elektronkattest. Elektron on negatiivse laenguga (e–) aatomi stabiilne elementaarosake . Molekul on elektriliselt neutraalne , 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 stabiilne väliselektronkiht. Jagunevad – katioonid ja anioonid . Valem on informatsioon ühendi keemilise koostise ja struktuuri kohta, milles kasutatakse elementide keemilisi sümboleid; jagunevad empiirilisteks ja struktuurilisteks. Empiiriline valem näitab aine elementaarkoostist ja elemendi ning elemendi gruppide omavahelist suhet, nt H2S. Struktuurivalem näitab lisaks empiirilisele ka kuidas need on omavahel seotud, nt O=C=O. Mool – (mol) on aine hulga SI ühik, mis sisaldab 6,02∙10²³ mistahes aine osakest. Faas - ühtlane piirpindadega eraldatud süsteemi osa. Faas on heterogeense süsteemi üks homogeennne osa. Faasid võivad erineda üksteisest füüsikalise oleku, keemilise koostise või struktuuri poolest s.t et faaside vahel on piirpinnad. Nt liiva ja vee segu koosneb kahest faasist – tahkest faasist (liiv) ja vedelast faasist (vesi). Süsteem on omavahel seotud vastasmõjus olevate objektide terviklik kogum (suletud, avatud või poolsuletud). Homogeenses süsteemis või segus on süsteemi (segu) mistahes osas keemiline koostis ja struktuur ühesugune. Heterogeenne süsteem või segu koosneb kahest või enamast kas keemilise koostise või struktuuri poolest erinevast homogeensest osast (faasist). Arheniuse teooria – happed on ained, mis vesilahustes dissotseeruvad ja annavad prootoni. Alused on ained, mis vesilahustes dissotseeruvad ja annavad OH– iooni. Rakendamine piiratud ainult vesilahustega. Bronsted-Lowry teooria – happed võivad loovutada prootoni, alused võivad liita endaga prootoni. Alati eeldatakse prootoni ülekannet happelt alusele. Hapete ja aluste tugevuse määrab hapete ja aluste dissotsatsiooni (osaline või täielik lahustumine ioonideks) määr (dissotsiatsioonikonstant). Tugevad alused ja happed on täielikult dissotseeruvad. Nõrkade korral on see osaline. Dissotsiatsioonikonstant sõltub väga oluliselt keskkonnast (lahustist), kus reaktsiooni läbi viiakse, seetõttu võib ühes lahustis tugeva happena käituv aine olla teises lahustis suhteliselt tagasihoidliku tugevusega ja vastupidi. Hapete ja aluste tugevusest sõltub nende reaktsioonivõime. Vesinikeksponent ehk pH iseloomustab vesinikioonide sisaldust lahuses ja on negatiivne logaritm lahuse vesinikioonide kontsentratsioonist (mol/l). pH väärtused ulatuvad reeglina 0...14. On siiski ka ülihappelisi lahuseid, mille pH on negatiivne. Samuti on tugevalt aluselisi lahuseid, mille pH väärtus on suurem kui 14. Puhta vee pH = 7. Lahus on happeline kui pH 7 ja neutraalne kui pH = 7. pH skaala kehtib ainult standardtingimustel (1 atm ja 25°C). Näiteks NaOH pH on 14,0. Soolhappel 1,0. pH arvutamine prootonite kontsentratsioonist ja vastupidi: pH = -log[H+] => [H+] = 10-pH

Gaasi ja auru mõiste, nende üldised omadused ning nende omadusi väljendavad põhiseadused (normaaltingimused, tiheduste väljendamine ja määramine, mooli ruumala, kriitiline temperatuur ja rõhk, käitumine rõhu ja temperatuuri muutumise korral, segude iseloomustamine , osarõhud).
Gaas on aine, mis normaalrõhul ja toatemperatuuril on täielikult gaasilises olekus. (ainel pole kindlat ruumi ega kuju). Aur on selline aine gaasilises olekus, mille keemistemperatuur on kõrgem kui toatemperatuur, nt veeaur (st gaasilises olekus olevad ained, mis tavatingimustes on kas vedelad või tahked, nt vesi (vedel), jood (tahke)). Gaaside kõige iseloomulikumaks omaduseks on nende kokkusurutavus ja võime paisuda. Gaasidel ei ole kindlat kuju, nad täidavad anuma, võttes selle kuju. Gaasi ruumala ühtib anuma ruumalaga, milles ta asub. Ruumala sõltub toatemperatuurist ja rõhust. Gaas avaldab anuma seintele püsivat rõhku, mis on kõikides suunades ühesugune. Gaaside käitumist iseloomustatakse kriitilise temperatuuri ja rõhuga. Põhiseadused: Normaaltingimused: T = 273,15 K (0 ◦C); P = 101 325 Pa (1,0 atm; 760 mmHg) Vm = 22,4 dm3/mol. Tihedus on suurus, mis on võrdne ruumala ühikus olevate osakeste arvuga, ka mass ruumala ühikus  = m/V (kg/m3). Ühe mooli gaasi või auru ruumala normaaltingimustel on 22,4 g/dm3. Kriitiline temperatuur on temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega. N: CH4 - 82oC. Kriitiline rõhk on rõhk, mille korral gaas on nii vedelas, kui gaasilises olekus, s.t. vedela ja gaasilise oleku vahel on tasakaal. N: CH4 - 45,8atm. Käitumine rõhu ja temperatuuri muutumise korral – Gaasi maht on võrdelises seoses temperatuuri tõstmisega. Kui temperatuuri muutumisel gaas jääb täielikult gaasilisse olekusse, siis kehtib Gay Lussac ’i seadus, mis väidab, et konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht (V) võrdelises sõltuvuses temperatuuriga (T). P0∙V0/T0=P1∙V1/T1 Gaasi maht on pöördvõrdelises seoses rõhu tõstmisega. Kui rõhu muutumisel gaas jääb täielikult gaasilisse olekusse, siis kehtib Boyle ’i- Mariotte ’i seadus, mis väidab, et konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga (P). Boyle-Mariotte ja Gay-Lussaci võrrand: PV/T=P1V1/T1 Segude iseloomustamine - Segu gaasidest , mis omavahel ei reageeri, käitub ühe puhta gaasina, järgides ideaalgaasi seadust. Daltoni seadus: gaaside segu kogurõhk on summa iga individuaalse gaasi poolt avaldatud rõhkudest (osarõhkudest). Osarõhk on rõhk, mida vaadeldav komponent omaks, kui ta antud temperatuuril üksi täidaks kogu segu ruumala. Püld = P1 + P2 + P3 + ... (nt õhk on gaaside segu: põhikomponendid: N2 – 78%, O2 – 21%) Clapeyroni võrrand: pV = nRT. (R=8,314 J/K*mol).

Väävelvesiniku (H2S) iseloomulikud omadused, leidumine tehis- ja looduskeskkonnas, moodustumise kemismid. Väävelvesinikust põhjustatud ohud inseneriasjanduses.
Väävelvesinik ( divesiniksulfiid ) tekib looduses ja tehissüsteemides peamiselt väävli aatomeid sisaldavatest ainetest väävlibakterite toimel. H2S on äärmiselt toksiline gaas : Kontsentratsioonil >1000 ppm seiskub kohe hingamine . Kontsentratsioonil 800 ppm saabub 50%-il inimestel surm 5 min jooksul. Kontsentratsioonil 0,0047 ppm 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, kommunikatsioonikanalid ja –kaevud avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all, nafta ja naftasaaduste mahutid, heitveemahutid, täitepinnased. Väävelvesinikust põhjustatud ohud inseneriasjanduses: On olemas bakterid, millised toodavad H2S-st väävelhapet. Seetõttu võib H2S olemasolu süsteemis kiirendada kõikide konstruktsioonimaterjalide korrosiooni, millised ei ole vastupidavad H2SO4 toimele (süsinikterased, betoonid , alumiinium , tsink , vask, jt.).

Süsinikdioksiidi (CO2) iseloomulikud omadused, leidumine tehis- ja looduskeskkonnas, moodustumise kemismid. “Tootmine“ ja kasutamine. Süsinikdioksiidist põhjustatud ohud inseneriasjanduses.
Omadused: CO2 on värvusetu ja lõhnatu, hapuka maitsega gaas. Ta ei põle ega toeta põlemist (seepärast kasutatakse teda tule kustutamisel). Maitsetu . Õhust 1,5 korda raskem. Leidumine: Õhus leidub mahuliselt 0,03% CO2. Tekib hingamisel, põlemisel, kõdunemisel, tööstuslikes protsessides, on peamine põlemissaadus. käärimisel, mädanemis- ja kõdunemisprotsessidel. Laboratoorselt saadakse teda kaltsiumkarbonaadist hapete toimel : CaCO3+ 2HCl = CaCl2 + H2CO3; H2CO3 => H2O + CO2. CO2 looduslikud varud asuvad eeskätt vulkaanilistel aladel. Siin on CO2 isegi maapinnal või on maardlate kättesaamiseks puuritud puuraugud. Kasutamine: Tulekustutid on täidetud vedela CO2- ga või NaHCO3 lahuse ja väävelhappe ampulliga (NaHCO3 ja H2SO4 omavahelise reageerimisel tekib CO2). Tugeval jahutamisel tardub CO2 tahkeks , jääga sarnaseks massiks nn „kuiv jää“, mida rakendatakse toiduainete (jäätis) säilitamiseks. Toiduainetehnoloogias kasutatakse nt CO2 paljude jookide gaseerimiseks. Ühtlasi saab seda kasutada joogivee desinfitseerimiseks ning heitvee neutraliseerimiseks. Ohud: Kogus kasvab, sest taimed ei jõua ära siduda. Põhjustab kliimasoojenemist, kasvuhooneefekte. Enamus elusorganisme tarvitavad hapniku ja hingavad välja CO2. Inseneriasjanduses tuleb arvestada korrosiooni ohtu. Süsinikdioksiid kahjustab betooni, kuna moodustab niiskusega kokkupuutes happe: CO2
+ H2O = H2CO3 Hape söövitab ka metalli.

Vedelas olekus käibegaaside diagrammidelt temperatuur-aururõhk saadav informatsioon (CO2, CO, CH4, C3H8, C4H10, Cl2 , SO2, O2, N2 ).
Gaas
Kriitiline temp (°C)
auru rõhk kriitilisel (kPa)
auru rõhk tava (kPa)
Mahutegur (m3)
CO2
30
7382 .5
6000
845
CO
-140,3
3498,7
674
CH4
-82,7
4596
630
C3H8
96,6
4250
1000
311
C4H10
134,9
3648
300
236
Cl2
144
7700
695
521
SO2
157,6
7884
344
535
O2
-118,6
5043
854
N2
-147
3399,9
691

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 järgmise valemiga: AH=mw/Va, kus mw on veeauru mass grammides, Va on gaasi ruumala (1 kuupmeeter ). Suhteline ehk relatiivne niiskus on õhus leiduva veeauru koguse ja selles õhuosas samadel füüsikalistel tingimustel maksimaalselt sisalduda võiva veeauru koguse 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, näiteks õhtul, hakkab suhteline õhuniiskus seega suurenema. Suhtelist niiskust õhus arvutatakse kahel viisil:
Temperatuuri, mille juures õhus olev veeaur kondenseerub (moodustub kondensaat: kaste, härmatis), nimetatakse kastepunktiks. Veeaur kondenseerub siis, kui veeauru osarõhk õhus ületab küllastatud veeauru rõhu antud tingimustel, s.o. temperatuuril ja rõhul. Rõhu kastepunkt on temperatuur, mille juures tavarõhust erinevate rõhkude juures hakkab õhus olev veeaur kondenseeruma. Kondensaadi koguse arvutusvõrrand tuleneb Boyle`i-Mariotte seadusest:(1) pH2O/Püld=V H2O/ 100, mille järgi veeauru osarõhu suhe üldrõhku on võrdne veeauru osaga 100-s mahuühikus õhus. Kui võrrandi mõlemaid pooli korrutada 100-ga, võrdub veeauru osarõhk õhus (gaasisegus) protsentides veeauru sisaldusega mahuprotsentides õhus või gaasisegus. Kuna õhu komprimeerimisel veeauru mahuprotsent ei muutu seni, kuni veeaur ei kondenseeru, tuleneb võrrandist (1): pH2O/Püld=pH2O,küll./Püld, kompr.. Selle võrrandi abil saab arvutada rõhu, mille juures hakkab komprimeeritavas õhus sisalduv veeaur kondenseeruma. Õhu kokkusurrumisel suureneb üldrõhu suurenemisega ka veeauru osarõhk õhus, sest veeauru osarõhu osa suurus ei muutu. Üldrõhul, mille juures veeauru osarõhu suurus ületab küllastatud auru rõhu suuruse sellel temperatuuril, hakkab veeaur kondenseeruma. Rõhk muutub, temperatuur muutub: Leian veeauru absoluutse sisalduse 1m3-s õhus enne tingimuste muutumist: Paur =RH*Pküll/100. V1aur=P0*Paur*Võhk/P1*P0. Leian pärast rõhu muutumist auru mahu: V12aur=V1aur*T2*P1/T1*P2 => m1aur=V12aur*M/V0. Leian 1m3 õhu mahu uutel tingimustel: V1õhk=Võhk*T2*P1/T1*P2. Leian maksimaalse võimaliku vee sisalduse uutel tingimustel: V2aur=Paurküll*V1õhk*P1/P2*P0, V22aur=V2aur*P2*T0/P0*T2. M2H2O=V22aur*M/V0. Kondensaadi mass: m=m1aur-m2H2O. Rõhk ei muutu, alaneb temperatuur: Ptegelik=Pküll(algtemperatuuril)*RH/100. Seejärel minnakse tegelikust veeauru rõhust üle veeauru mahule kasutades valemit: Vaur=Ptegelik*Võhk/Püld, sellest saab arvutada vee massi algtemperatuuri juures 1m3 õhus. m1=Vaur*1atm*T0*M/1atm*Talg*Vm. Õhu mahu muutumine temperatuuri muutumisel: V2=Ts*V1/T1. Pärast seda leitakse veeauru maht lõpptemperatuuril, leitud õhu mahus . Vaur=Pküll(lõpptemp)*V2/Püld. Sellest leitakse veeauru mass. Lõpuks leitakse veeauru kondensaadi mass m1-m2=mH2O.Temperatuur ei muutu, suureneb rõhk: Ptegelik=Pküll*RH/10, veeauru osarõhu suuruse saab leida valemiga: PH2Okompr=Püldkompr*PH2Otegelik/Püld. Gaasilisse olekusse jääb antud rõhu korral veeauru kogus, mis annas Pküll osarõhu, seega veeldub aur, mis omaks rõhu PH2Okompr-Pküll=Pveel. Õhu maht rõhu muutmisel: V2=V1*P1/P2. Sellest leitakse kondenseeruva õhu maht: Vaur=Pveel*V2/Püldkompr. Veeauru mass leitakse: m=Vaur*Pkompr*T0*M/P0*T1*V0.

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 ja materjalid, mis voolavad tavatingimustel raskusjõu mõjul; tekivad gaaside jahutamisel ja kokkusurumisel ning tahkete ainete kuumutamisel; ei oma kindlat kuju, kuid omab kindlat mahtu. Kokkusurutavus on väga väike, selleks on vaja väga suurt rõhku. Aurumine: Aine üleminek vedelast olekust gaasilisse. Vedelikus on osakesed pidevas soojusliikumises, sellest tingituna on kõigil osakestel kineetiline energia, mis pole kõigil ühesugune. Need osakesed, mille kineetiline energia on keskmisest energiast suurem, ületavad naaberosakeste külgetõmbejõu ja eralduvad vedeliku pinnalt gaasilisse keskkonda. Seda nähtust nimetatakse aurumiseks ja kuna vedeliku osake on gaasilises olekus, siis ta omab mingit kindlat rõhku, mida nimetatakse auru rõhuks. Kui aurude kontsentratsioon gaasi faasis on konstantne , siis aurude osarõhku nim küllastunud aururõhuks (Pküll). N: H2O 20°C, siis Pküll = 17.5mmHg. Benseen 26.1 °C, Pküll = 100mmHg. Lenduvus on aine aurustumis - või sublimatsioonivõime. Ühel ja samal temperatuuril sõltub nende vedelike keemistemperatuurist ja aurude difusioonikiirusest ümbritsevasse keskkonda. Lenduvusest saab rääkida ainult lahtises süsteemis. Mida suuremad on jõud molekulide vahel, seda väiksem on lenduvus. Mida madalam on temp, seda suurem lenduvus: bensiin 3,5; tolueen 6,1; atsetoon 2,1. Keemine on intensiivne aurumisprotsess kogu vedeliku ruumala ulatuses. Keemine algab temperatuuril, kus vedeliku küllastunud auru rõhk saab võrdseks välisrõhuga või ületab selle. Kui välisrõhk langeb, siis langeb ka keemistemperatuur ja sulamistemperatuur. N: Puhas vesi keeb 1 atm 100°C, kui rõhk on kõrgem, siis kõrgem ka keemistemp. Keemisprotsessi ajal jääb temperatuur samaks. Kondenseerumine: Aine üleminek gaasilisest olekust vedelasse tahke aine pinnal, osakesed lähevad gaasilisest olekust vedelasse (või tahkesse). Toimub süsteemi jahutamisel või kui välisrõhk on suurem küllastunud aururõhuga. Kondensaat on kondenseerumisprotsessi produkt . Tahkumine – vedeliku üleminek vedelast tahkesse (põhjuseks näiteks temperatuuri langemine ). Temperatuuri vähenedes väheneb liikumiskiirus ja kineetiline energia. Kui tõmbejõud osakeste vahel ületavad tõukejõud, siis tekib osakeste vahel kindla pikkusega side ja selle järel moodustub vedelikus selle aine tahked osakesed. N: vee jäätumine. Tahke aine vedelas lahustis: Absoluutselt mittelahustuvaid aineid pole olemas. Rõhk oluliselt mõju ei avalda. Lahustuvus suureneb temp tõustes, kui lahustumisprotsess on endotermiline(H>0). Väheneb temperatuuri tõustes, kui lahustumisprotsess on eksotermiline (HF(koh) märgav vedelik tõuseb mööda kapillaare üles, tõusu kõrgus on pöördvõrdeline kapillaari raadiusega (H=2χ/ρgr) 2) Fadh 7 ja neutraalne kui pH = 7. Vesilahuste pH väärtusi on võimalik määrata mitmel viisil: a) indikaatorained (Lihtsaim viis pH määramiseks on kasutada indikaatoreid, mis oma olemuselt on kas nõrgad orgaanilised alused või nõrgad orgaanilised happed, mille ioonid on erineva värvusega kui molekulid. Olenevalt prootonite kontsentratsioonist lahuses nihkub dissotsiatsiooni tasakaal kas molekulide või ioonide tekke suunas. Kasutatakse kas indikaatoraine lahuseid (lisatakse tilkadena; täpsem meetod, kui paberiga); indikaatorpabereid (indikaatorite lahusega immutatud ja kuivatatud filterpaber , kaasas värvuseskaala, lahuse tilga laskmisel paberile tekib värviline laik, võrdlemine skaalaga).). b) ioonselektiivsed elektroodid vastava mõõtaparatuuriga (pH- meetrid ) – täpsus kuni 1/100 pH. c) kodused vahendid 1) valada piima lahusesse (kui koalguleerub, siis happeline; kui näppude vahel libe, siis aluseline); 2) tee ekstrakt + lahus (kui lahus muutub heledaks, siis on happeline). Lahuste pH väärtused: a) [H+]=8,410-3 mol/L => pH= -log 8,410-3= 2,08 b) [H+]=4,210-12 mol/dm3 => pH= - log 4,210-12 = 11.38.

Millised ained on happed, millised alused? Hapete ja aluste moodustumine. Näited! Milles seisneb hapete ja aluste tugevus ning reaktsioonivõime ? Tooge näited tugevatest ja nõrkadest hapetest ja alustest ! Millised on prootonite kontsentratsioonid järgmistes lahustes: a) pH = 2,7; b) pH = 8,8; c) pH = 12,8 ?
Happed on ained, mille pH on alla 6; osake (aine), mis loovutab prootoni H2SO4  2H+ + SO42-; HSO4-  SO42- + H+ Alused on ained, mille pH on üle 8; osake (aine), mis liidab prootoni OH- + H+  H2O. Happed moodustuvad, kui vesilahustes dissotsieerudes antakse lahusesse vesinikioone . Hapnikhappeid saab vastavate oksiidide reageerimisel N: H2O + SO3  H2SO4, vesiniksulfiidhape ja vesinik-halogeniidhapped on vastavate gaasiliste ainete vesilahused ja neid saadakse vesiniku reageerimisel veega (N: H2 + Cl2  2HCl) või vastavate soolade reageerimisel tugevama happega (N: FeS + H2SO4  FeSO4 + H2S). Aluseid võib saada oksiidide lahustest veega (N: Na2O + H2O  2NaOH). Raskesti lahustuvate aluste saamiseks käsitsetakse soola lahuseid leelistega (N: CuSO4 + 2NaOH  Cu(OH)2 + Na2SO4). Hapete ja aluste tugevuse määrab happe ja aluse molekulide dissotsiatsiooni määr. Hapete ja aluste tugevusest sõltub üldiselt ka hapete ja aluste reaktsioonivõime. Tugevate aluste või hapete molekulid on disotsieerunud 90-95% ulatuses, nõrkadel mõni protsent. Tugevad happed: soolhape , lämmastikhape ja väävelhape. Nõrgad happed – etaanhape, süsihape H2CO3 (3,8), oblikhape Tugevad alused - LiOH, NaOH, KOH Nõrgad alused – Zn(OH)2, Mg(OH)2, Fe(OH)3 Hapete reaktsioonivõime oleneb happe prootonite loovutamise võimest ehk aktiivsusest – pingerida. Prootonite konsentratsioon: pH = -log[H+] => [H+] = 10-pH a) pH = 2,7 => [H+] = 10-2,7 ≈ 0,00199 mol/dm3 b) pH = 8,8 => [H+] = 10-8,8 = 1,58 * 10-9 mol/dm3 c) pH = 12,8 => [H+] = 10-12,8 ≈ 1,5810-13 mol/dm3

Millist ainet ja materjali nimetatakse tahkeks? Millega on määratud tahkete ainete ja materjalide kõik omadused ? Tahke aine ja materjali eksisteerimise vormid, tegelik ja efektiivne tihedus (mis need on ja 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. Poorsed – makrosisestruktuuri seisukohalt nähtav. Kui sisestruktuur sisaldab poore, siis see tähendab et ainel on tühimikud e poorid. Kihilised – kui sisestruktuur sisaldab kihte, siis see tähendab et aine on kihtidena kokku pakitud e kihiliselt. 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 kindlate tasakaaluasendite ümber. 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. (amorfne hõbe lahustub vees). Amorfsed ained muutuvad kristallilisteks sulami ülikiirel jahutusel.. Tegelik tihedus keha massi suhe tema mahtu (koos pooridega) Efektiivne tihedus on sellise aine tegelik tihedus, millel puuduvad poorid. See määratakse pulbri massi jagamisel pulbri mahuga. Tahked ained ja materjalid võivad olla: homogeensed – segu või süsteemi mistahes osas on keemiline koostis ja struktuur ühesugune; heterogeensed – segu või süsteem koosneb kahest või enamast, kas keemilise koostise või struktuuri poolest homogeensest osast (faasist). Tõstes temperatuuri on võimalik muuta tahkete 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 näiteks 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 ja tavaelus 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, liiv; suurus >500 m. Pulbrid – tsement, kriit, kips; osakeste suurus 100- 500 m. Tolmud – suitsugaasid, jahu, suhkur; osakeste suurus 10 - 30m. Eripinnad – mõõdetakse [m2/g] ja eristatakse: väline eripind (oleneb suurusest ja kujust ); sisemine eripind (avatud pooride seinad, osakeste vahele jääv pind); üldine eripind (sisemine ja välimine kokku). Eripinnad on koos suurusega pulbrite olulisimad näitajad. Klassifikatsioon läbimõõdu järgi: makropoor >50 nm; mesopoor 2 – 50 nm; mikropoor Autoadhesioon – osakeste omavaheline iseeneslik liitumine (kleepumine); seda põhjustab molekulaar-, elektriline, magnetiline, kapillaar - ja mehaaniline jõud. N: jahu. Agregaat – nõrga sidemega primaarsete osakeste kogum. Põhjustatud pindpinevusest ja adhesioonijõududest. N: kastmes jahuklimbid Aglomeraat – tugevate sidemetega osakeste kogum; moodustub kuumutamisel või surve alla agregaatidest (difusiooni tagajärjel – soojusliikumisel ühe aine osakesed teise sisse) või moodustub osakeste sulafaas (sulanud osa liidab teised sulanud); sellel põhineb pulbermetallurgia – pulbrite segu pressitakse vastavaks detailiks ja kuumutatakse (paagutamine) redutseerivas atmosfääris temperatuuril, mis on madalam, kui segus kõige madalamal temperatuuril sulava komponendi sulamistemperatuur. Poorid täidetakse määrdeainetega. Kuumutamisel või surve alla agregaatidest tekkinud. N: punased ehitustellised, põranda-ja seinaplaadid, klinktertellis. Pulbrite fraktsioonilise koostise määramine suuruse järgi: a) sõelumise teel b) mikroskoopia – mikroskoobi all loetakse osakeste arv vastavas suuruse vahemikus; c) sedimentatsioon – settimiskiiruse järgi vedelikus. Faasikoostise määramine 1) osakeste suuruse järgi – sõelumine, mikroskoopia, sedimentatsioon 2) erikaalu järgi 3) Magnetiliste omaduste järgi 4) Osakeste pinnaenergia järgi.

Aglomeraatidest insenerimaterjalid ( loetleda enamkasutatavaid): valmistamine ja näited kasutamise kohta. Nende tüüpomadused.
Materjal on näiteks klinkertellis, punased ehitustellised, põranda- ja seinaplaadid. Aglomeraat moodustub kõrgemal temperatuuril pressimise teel (sulanud osa liidab teised sulanud). Pulbrite segu pressitakse vastavaks detailiks ja kuumutatakse (paagutamine) redutseerivas atmosfääris temperatuuril, mis on madalam, kui segus kõige madalamal temperatuuril sulava komponendi sulamistemperatuur. Poorid täidetakse määrdeainetega. Tüüpomadused - 1)pulbri tehnoloogilised omadused, 2)keemiline koostis, hõõrdejõud, autoadhesioon, struktuurne koostis, ja geomeetrilised parameetrid , 3)pulbri kui terviku parameetrid (osakeste pakkimise tihedus, fraktsiooniline koostis, tugevus tõmbele, takistus nihkele, sisehõõrdekoefitsient. Pulbrilise keha tugevus sõltub: autoadhesioon, molekulaarjõud, elektrilised jõud, kapillaarjõud.

Millist informatsiooni on võimalik saada röntgenfaasianalüüsi abil ?
Rönttgenfaasianalüüsis lastakse materjalist läbi röntengkiiri vastavates seadmetes ning see annab soovitava objekti kohta järgmist infot: kas tegemist on kristalse või amorfse ainega (või seguga ), millise kristallaine või ainete seguga on tegemist (segudes võimalik identifitseerida max 7 –8 kristallainet), võimalik määrata kristallaine võre parameetrid, võimalik kvantitatiivselt määrata kristallainete protsentuaalset sisaldust proovis.

Mõisted kristallaine struktuurist: elementaarrakk, võre parameetrid. Võre klassifitseerimine võre sõlmpunktides olevate osakeste ja nende paiknemise geomeetria järgi. Näited. 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. Kui elementaarrakud paiknevad kehas korrapäraselt, siis seda keha nimetatakse monokristalliks (N: kvartsi monokristall – mäekristall). Kui ei paikne korrapäraselt, on tegemist polükristalse kehaga. Võre parameetrid on sidemete pikkused a, b, c ja nende vahelised nurgad , , .Elementaarrakk võib kasvada ruumis kõigis 3 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 , poorsed paekivid) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. NB! Ainete sisestruktuur on peamine faktor, millest oleneb aine ja materjali kõvadus, tugevus. Võre klassifitseerimine sõlmpunktides olevate osakeste järgi: aatom (teemant) – võre sõlmpunktides neutraalsed aatomid, mis on üksteisega seotud kovalentsete sidemetega; molekul – sõlmpunktides neutraalsed molekulid, mis on seotud nõrkade jõududega (naftaliin) (kõige pehmemad ja nõrgemad; enamik kristallilisi aineid); ioon – sõlmpunktides korrapäraselt vahelduvad katioonid ja anioonid; metall – sõlmpunktides on positiivsed ioonid; kihilised ahelalised kordinatiivsed võred – erijuhud , kihtide vahelised sidemed nõrgad, kihis eneses tugevad. Klassifitseerimine paiknemise geomeetria järgi – kuubiline , tetragonaalne, rombiline , heksagonaalne, monokliinne, trikliinne, trigonaalne. Kristalsete ainete identifitseerimine: enamik kristallaineid on polükristallid (koosnevad väikestest monokristallidest): korrapärane siseehitus , ebakorrapärane väliskuju. Kristalseid aineid on võimalik identifitseerida röntgenanalüüsiga (põhineb röntgenkiirguse difraktsioonil) nii puhtal kujul kui segudes amorfsete ainetega (amorfsetest läheb kiirgus läbi murdumata) kui segudes teiste kristallidega (max 7-8 ainet, kuna igal ühel on erinev difraktsioon).

Millistel juhtudel toimub keemiline reaktsioon elektrolüütide vesilahustes? Vee Ca2+ + Mg2+ sisaldus 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 plahvatuste korral? Millised on kõige plahvatusohtlikumad süsteemid argielus, näiteid ?
Elekrolüütide vesilahustes 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 toimub keemiline reaktsioon, mille käigus neutraalne elektrolüüdi molekul laguneb iooniks: CuCl2  Cu2+ + Cl2-. Samuti toimub keemiline reaktsioon elektrolüüdi vesilahuses, kui need lahused pole küllastunud. Elektrolüüdid – ained, mis annavad elektrit juhtivaid lahuseid. Vee karedus – iseloomustab Ca2+ ja Mg2+ -soolade sisaldust vees. Üldine karedus – Ca ja Mg ioonide kogusisaldus vees. Karbonaatne karedus määratakse CO32 - ja HCO3 - ioonide summaarse 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 välja sadenevad ühendid CaCO3 ja Mg(OH)2 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. Vee üldine karedus- mööduv karedus= jäävkaredus. 4,2-3,5=0,6 [mmol/dm3]. Jäävkareduse olemasolu näitab, et isegi vee pehmendamisel jääb mingil määral vette Ca ja Mg osakesi. Katlakivi – vees leiduvast karedust põhjustavatest sooladest ja metalli korrosiooni produktidest katla või soojusvaheti soojusvahetuspindade veepoolsele küljele moodustunud kõva sadesti. Katlakivi koosneb peamiselt leelismuldmetallide, raua ja vase ühenditest. Leidub eriti soojaveetorudes, kateldes, veekeedumasinates. Tekib pinnavee ja põhjavee kokku sattumisel või põhjavee kokkupuutel õhuga. Tekib vee korduval kuumutamisel. Ca2+ + 2HCO3- ->CaCO3+ CO2 + H2O ja Mg2+ + 2HCO3- -> Mg(OH)2 + 2CO2 Plahvatuste 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 vahelistest sidemetest väga väikese aja jooksul. Argielus kõige plahvatusohtlikumad süsteemid: süsteem aur-õhk – dietüüleeter, bensiin, atsetoon, metüülatsetaat, etanool , diklooretaan; süsteem gaas-õhk – butaan, C3H8, C2H2 , majapidamisgaas, CH4, NH3;süsteem tolm-õhk – kivisüsi, tärklis, jahu, suhkur, 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 piirkonda. Difusioon – teineteisega kokkupuutuvate ainete vastastikune segunemine aineosakeste korrapäratu soojusliikumise ( Browni liikumise) tulemusena (ilma mehhaanilise sekkumiseta). Difusiooni intensiivsus sõltub molekulide kineetilisest energiast. Molekulaarse difusiooni liikumapanevaks jõuks on kontsentratsioonide erinevus ehk - gradient . Difusioon kulgeb kõige kiiremini gaasides, järgmisena vedelikes, kõige aeglasemalt tahketes ainetes. Vertikaalsuunas on difusioon palju aeglasem kui horisontaalsuunas. Difusioon on looduses tähtis. Difusioon looduskeskkonnas – difusioon toimub koos välismõjudega, seega pole võrdeline kontsentratsiooni gradiendiga (ruumilise muutumise kiirus). Olulist rolli hakkab mängima osakeste tihedus ja temperatuurerinevus atmosfääri ülemiste ja alumiste kihtide vahel. Samuti mõjutab Maa külgetõmbejõud. Loomadel imbuvad toitained soolestikust verre või inimestel imbub hapnik läbi naha. Difusiooni kasutamine tööstuses – pulbermetallurgia, ehitusmaterjalide paagutamisel – nt punane tellis, osaliselt sulab, osaliselt difundeerub, väikeste detailide tsinkimine trumlis või vibroalusel, päikesepatareide valmistamine, elektroferees. Kui ühe metalli pinda katame teisega. Kroomime terast, siis paneme terase kroomipulbrisse ja kuumutame 1000C juurde. Kroomipulber imbub terase pinnakihti (difusioon). Adsorptsioon on pinnanähtus, mille puhul vedeliku või gaasi molekulid kogunevad molekulaarsidejõudude (van der Waalsi jõudude) toimel tahke keha pinnale. Ainet, mida adsorptsiooni käigus eemaldatakse, nimetatakse adsorbaadiks; ainet või keskkonda, mille piirpinnal adsorptsioon toimub nimetatakse adsorbendiks. Adsorptsiooniisotermid - adsorbeerunud aine hulga sõltuvus tema kontsentratsioonist või osarõhust antud temperatuuril. Adsorptsioon läheneb piirväärtusele, kuna adsorbaadi osakesed katavad kogu pinna ja edasine sidumine pole enam võimalik. Kromatograafia – analüüsimeetod kus uuritav segu juhitakse läbi sobivat adsorbenti sisaldava kolonni, milles segu komponendid jaotuvad adsorptsioonivõime erinevuste tõttu piki kolonni tsoonidesse. Kasutatakse tööstuses eri komponentide eraldamiseks gaasisegudest, majapidamisgaaside puhastamiseks lisanditest, gaaside valikuliseks kogumiseks ja säilitamiseks; nii tööstuses kui tavaelus gaaside segudest kahjulike ühendite kõrvaldamiseks. Näiteid praktikast: joogivee puhastamine aktiivsöega (väike Britta filter ); gaaside puhastamine toksilistest ja mittevajalikest ühenditest; külmutusseadmetest veeauru eemaldamine silikogeeliga.

Millised reaktsioonid on redoksreaktsioonid? Kirjutage vähemalt 4 redoksreaktsiooni võrrandit. Millised ained on oksüdeerijad, millised redutseerijad ? Loetlege enamkasutatavaid oksüdeerijaid ja redutseerijaid. Milline nähtus on metallide korrosioon ? Millised protsessid leiavad aset metallide korrosioonil, näited ?

Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus muutub elementide oksüdatsiooniaste. Redoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerumine ühe elemendi poolt ja redutseerumine teise elemendi poolt. N: S + H2  H2S; 3Fe + 2O2  Fe3O4 ; 2Ca+O2  2CaO; C+O2  C+4O-22; 2K+H2SO4  K2SO4 +H2; N-4–4e  N; Oksüdeerija – osakene (aatom, ioon, molekul), mis liidab elektrone: Cl2, O2, O3, Br2, H2O2, CrO3, MnO4-, NO3- Redutseerija - osakene (aatom, ioon, molekul), mis loovutab elektrone: C, CO, H2, H2S, Na, K, Mg, Al, SO2, SO32 -. Korrosiooniks nimetatakse materjalide keemilist, elektrokeemilist, bioloogilist või erosioonset hävinemist ümbritseva keskkonna toimel. Looduses: atmosfäär, vesi. Tehiskeskkonnas: teised materjalid, kemikaalide lahused, gaasilised ained, aurud , temperatuuri ja mehaanilised mõjutused. Metallid hävinevad üldjuhul elektrokeemilise korrosiooni tõttu. Korrosioonil asetleidvad protsessid: tehnikas kasutavad metallid sisaldavad reeglina näiteks teisi metalle ja elektrolüüdi lahusega kokku puutudes tekivad galvaanielemendid neist metallidest, aktiivsema metalli pinnalt lähevad lahusesse selle metalli ioonid ja metall hävib. Näited: Cu-Fe: Fe - 2e- -> Fe2+; Cu:2H+ + 2e- ->H2; Al-Fe: Al - 3e- ->Al3+ ; Fe: 2H+ + 2e- ->H2 Korrosiooni klassifikatsioon: keemiline korrosioon - toimub kuivades gaasides ja mitteelektrolüütsetes vedelikes ( naftasaadused ), kusjuures metallid reageerivad otseselt agressiivsete komponentidega või oksüdeerijatega: 2Mg + O2  2MgO; elektrokeemiline korrosioon - toimub elektrolüütide lahustes või sulatistes ja seda põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal. Harilikult muutub ka niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles lahustuvad õhust mitmesugused gaasid (H2S, CO2, SO2) ning soolad ümbritsevast keskkonnast (NaCl, CaCl2 jt). Näiteks raua rooste on erinevate hüdraatunud raudoksiidide segu: Fe2O3  xH2O või xFeO  yFe2O3  zH2O; biokorrosioon – selle põhjustavad mitmesugused pinnases ja õhus leiduvad aeroobsed ning anaeroobsed mikroorganismid . Näiteks sulfaatredutseerivad bakterid redutseerivad sulfaatioonid sulfiidioonideks, viimased aga reageerivad rauaga, moodustades raudsulfiidi. On baktereid, mis valmistavad väävli aatomeid sisaldavatest ainetest väävelhapet ja lämmastiku aatomeid sisaldavatest ainetest lämmastikhapet. Happed reageerivad aga nii metallide kui ka muude materjalidega; erosioonkorrosioon – materjali pinnaosakeste eraldamine liikuva gaasi (õhu) või vedelike korral. N: 1) Cu-Fe: anood Fe -2e–  Fe2+ ja katood 2H+ + 2e–  H22) Fe-Al: anood [Al(OH)3] Al -3e–  Al3+ ja katood (Fe) 2H+ + 2e–  H2

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?
Vesilahustest 20% -ses lämmastikhappes korrodeerub kõige kiiremini. Arvestatav korrosioon ka äädikhappelahuses ja alkoholides. Vees: Mida karedam vesi, seda vähem mõjutab temperatuur korrosiooni. Puhtas (destilleeritud) vees on tsingi kõige kiirem korrosioon 75 kraadi juures. Kõige väiksem tsingi korrosioon on pH 10 juures, mida happelisem, seda kiirem. Zn atmosfääris: kattub paatinaga (tsingiühend, millega kaetakse ka skulptuure 2ZnCO33Zn(OH)2. Kiht on hästi tihe, hästi nakkunud ning seepärast kaitseb tsinki . Vees on see kate raskesti lahustuv. Atmosfääris on korrosiooni kiirus 0,13µm-0,012mm aastas. Tsingis oleva raua ja vase kogus peaks olema minimaalne, kuna need kiirendavad tsingi korrosiooni. Tsingi korrosioonikindluse tõstmiseks kasutatakse nikli lisandit. Kõige enam kasutatava tsinkpleki kihi (paksusega 25-30µm) vastupidavus Maa atmosfääris u 40 aastat. Tsingitud teraskonstruktsioonides on tsink n.ö protektorkaitseks, terase korrosioon algab alles siis, kui tsingi kiht on korrodeerunud . Galvaaniliselt kaetud tsingitud terasplekki võib kasutada ainult siseruumides. Välistingimustes tuleb kasutada kuumtsingitud terasplekki. Puhtas õhus tekib hapniku, niiskuse ja süsinikdioksiidi toimel pinnale aluseline tsinkkarbonaat, mis moodustab tiheda, vees raskesti lahustuva ja pinnaga hästi nakkuva kihi ning pakub tsingile ja selle allolevale terasele tõhusat kaitset. Tänapäeval õhusaaste siiski vähendab tsinkkatte kasutusiga. Eriti kahjulikud on väävliühendid, mis muudavad tsingi pinnal asuva karbonaadikihi vees lahustuvaks tsingisoolaks, mille sadeveed ära uhuvad, võimaldades korrosioonil jätkuda. Seepärast korrodeerubki tsink linna- ja tööstuskliimas märgatavalt kiiremini kui puhtas maaõhus. Tsingi pinnale võib tekkida valget pulbrilist ainet, mida nimetatakse valgeks roosteks. Valge rooste tekib siis, kui uuele puhtale tsingipinnale koguneb kondensaat- või sadevett, mis sealt ära ei aurustu. Seetõttu ei puutu tsink kokku õhuga ja eelmainitud kaitsvat karbonaadikihti ei moodustu. Valge rooste teke jätkub nii kaua, kui vesi saab vahetult reageerida puhta tsingipinnaga. Reaktsioon peatub alles pinna kuivades ja õhu pääsedes tsingini. Valge rooste tekib esmajoones plekitahvlite ebaõigel ladestamisel või transpordil. Ladustamisel tuleb silmas pidada, et vesi saaks tahvlitelt ära voolata ning et tahvlite pinnad oleksid hästi tuulutatud. Zn katete valmistamine ja nendega katmine : a) kuumtsinkimine – materjal (teras) asetatakse korra sulasse Zn-i, kihi paksus 46 - 400µm; b) kuumpihustus – pihustatakse kuuma sula Zn-i, kiht 2 - 300 µm; c) elektrokeemiline (galvaaniline) – anoodiks Zn, elektrolüüdiks Zn-soola lahus, kasutatakse väikeste esemete puhul, Zn-kate suhteliselt õhuke ja poorne ; d) difusioonmeetod – puhastatud detail koos Zn pulbriga trumlisse. Ja tõstetakse temperatuur Zn sulamistemperatuuri lähedale, pinnale õhuke Fe-Zn kiht; e) tsinkpulbervärviga katmine – väga peenikene Zn- pulber , kuivanud värvikiht sisaldab massi järgi 95% Zn. Tsingikihi kvaliteeti hinnatakse tema paksuse, poorsuse , homogeensuse ehk ühtlase jaotumise järgi. Tsingikihi paksus varieerib terase ränisisaldusest ja kastmise ajast sõltuvalt 60-150 mikromeetrit.

Tsinkpindega teraskonstruktsioonide ja lehtmaterjali ning veetorude korrosiooni mehhanism vees ja atmosfääris.
Vesilahustest 20% -ses lämmastikhappes korrodeerub kõige kiiremini. Arvestatav korrosioon ka äädikhappelahuses ja alkoholides. Vees: Mida karedam vesi, seda vähem mõjutab temperatuur korrosiooni. Puhtas (destilleeritud) vees on tsingi kõige kiirem korrosioon 75 kraadi juures. Kõige väiksem tsingi korrosioon on pH 10 juures, mida happelisem, seda kiirem. Zn atmosfääris: kattub paatinaga (tsingiühend, millega kaetakse ka skulptuure 2ZnCO33Zn(OH)2. Kiht on hästi tihe, hästi nakkunud ning seepärast kaitseb tsinki. Vees on see kate raskesti lahustuv. Atmosfääris on korrosiooni kiirus 0,13µm-0,012mm aastas. Tsingis oleva raua ja vase kogus peaks olema minimaalne, kuna need kiirendavad tsingi korrosiooni. Tsingi korrosioonikindluse tõstmiseks kasutatakse nikli lisandit. Kõige enam kasutatava tsinkpleki kihi (paksusega 25-30µm) vastupidavus Maa atmosfääris u 40 aastat. Tsingitud teraskonstruktsioonides on tsink n.ö protektorkaitseks, terase korrosioon algab alles siis, kui tsingi kiht on korrodeerunud. Galvaaniliselt kaetud tsingitud terasplekki võib kasutada ainult siseruumides. Välistingimustes tuleb kasutada kuumtsingitud terasplekki. Puhtas õhus tekib hapniku, niiskuse ja süsinikdioksiidi toimel pinnale aluseline tsinkkarbonaat, mis moodustab tiheda, vees raskesti lahustuva ja pinnaga hästi nakkuva kihi ning pakub tsingile ja selle allolevale terasele tõhusat kaitset. Tänapäeval õhusaaste siiski vähendab tsinkkatte kasutusiga. Eriti kahjulikud on väävliühendid, mis muudavad tsingi pinnal asuva karbonaadikihi vees lahustuvaks tsingisoolaks, mille sadeveed ära uhuvad, võimaldades korrosioonil jätkuda. Seepärast korrodeerubki tsink linna- ja tööstuskliimas märgatavalt kiiremini kui puhtas maaõhus. Tsingi pinnale võib tekkida valget pulbrilist ainet, mida nimetatakse valgeks roosteks. Valge rooste tekib siis, kui uuele puhtale tsingipinnale koguneb kondensaat- või sadevett, mis sealt ära ei aurustu. Seetõttu ei puutu tsink kokku õhuga ja eelmainitud kaitsvat karbonaadikihti ei moodustu. Valge rooste teke jätkub nii kaua, kui vesi saab vahetult reageerida puhta tsingipinnaga. Reaktsioon peatub alles pinna kuivades ja õhu pääsedes tsingini. Valge rooste tekib esmajoones plekitahvlite ebaõigel ladestamisel või transpordil. Ladustamisel tuleb silmas pidada, et vesi saaks tahvlitelt ära voolata ning et tahvlite pinnad oleksid hästi tuulutatud.

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 ? (Vastav teave otsida internetist).
Terasest gaasi- ja naftatorustikud, mis on pinnases ja vees, neile torustikele on pandud topeltkorrosioonitõrje. Torude ümber mähitakse suure tihedusega polüetüleenist kile ning lisaks pannakse torudele katoodkaitse välise vooluallikaga: kaitstav objekt ühendatakse vooluallika miinus -klemmiga ja torust saab katood. Vajalik on vooluringi saavutamine. Kui tekib selline vooluring , siis toru ei korrodeeru, kuna katood ei hävi (katoodile antakse elektrone juurde). Kile on oma olemuselt vähesel määral poorne. Aja jooksul hakkab läbi pooride imbuma vett, aeglaselt hakkab korrodeeruma teras. Kile all tekivad mikromahud lahust. Sellisesse lahusesse hakkab osmoosi tõttu vett juurde tulemas. Lahuse maht suureneb, osmoose rõhu tõttu surutakse kilet torust eemale, korrodeeruv pind suureneb. Samuti kui katoodkaitse puhul kasutatav voolutugevus pole õige, siis teatud juhtudel võib katoodkaitse vooluring hoopis soodustada korrosiooni. Nord Streami gaasitraasi materjalid – teras, betoon, polüuretaani vaht, polüetüleen (korrosiooni vastu). Torud kaetakse seest hõõrdumisevastase kihiga (kodulehel polnud täpsemalt kirjas, milliste materjalidega). Nord Streami korrosioonitõrje meetmed – Väliselt: primaarne kaitse – torud kaetakse väljast kolmekihilise polüetüleenist korrosioonivastase kihiga (mille peale pannakse omakorda betoonikiht). Sekundaarne kaitse – katoodkaitse. Tehakse regulaarset kontrolli. Torude võrdlemisi paksud seinad vähendavad võimalust, et korrosioonist tekkivad tõrked gaasitoru töös enne kui korrodeeruvad kohad avastatakse. Täiendav korrosioonikaitse tagatakse alumiinium- ja tsinkprotektoritega. Protektorid kujutavad endast kindlat ja iseseisvat kaitsesüsteemi lisaks korrosioonikaitsekihile. Torude välimine korrosioonikaitsekiht kaetakse rauamaaki sisaldava betoonist raskuskihiga. Betoonkihi peamine eesmärk on gaasijuhtme stabiilsuse tagamine merepõhjas, kuid samas annab see ka lisakaitse väliste objektide, näiteks kalapüügivahendite eestSiseselt: Kõrgetasemeline teras peaks vähendama H2S-st 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. Nord Streami korrosiooniriskid – Merevees sisalduvad soolad, mis antud keskkonnas pääsemisel läbi toru kaitsva betoonkihi (110mm) ohustavad enim 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 millised toimuvad elektrivoolu toimel. Metallide tootmine: I ja II rühma metalle (nt. Ca, Na) toodetakse sula halogeniitidest (NaOH, CaCl2). Vesilahustest toodetakse Fe, Cd, CO, Zn, Mn, Cu. Al toodetakse sulaboksiidi ja krüoliidi segust (ainult elektrolüüsiga). N: Al toodetakse sulast Al2O3 * nH2O + Na2AlF6 NaOH tootmine: NaCl vesilahus – 2NaCl + H2O =H2↑+ Cl2↑ +2NaOH; Cl2 tootmine: sulat NaCl – 2NaCl (elektrolüüs) = 2Na + Cl2. Kemikaalide tootmine – KmnO4; HclO4; H2O2; Cl2. Metalli rafineerimine ehk metallide puhastamine - see meetod põhineb metallide ja lisandite elektrokeemilise potentsiaali erinevusel. Nt CuSO4 = elektrolüüt, puhastamata Cu = anood, puhastatud Cu =katood. Galvaanielemendid on seadmed , milles keemiline energia muudetakse elektrienergiaks ehk keemiliste reaktsioonide tulemusena saadakse elektrivoolu. Galvaaniliste katete valmistamine: so metallikihi sadestamine eseme pinnale elektrolüüsi teel. Kaetav ese aset katoodina elektrolüüsi vanni, milles on katte metalli sisaldav elektrolüüdilahus. Anoodiks on harilikult kattematerjalist plaat. Kui elektrolüüti läheb vool, sadestub esemele metallikiht. Katete valikuliseks eemaldamiseks kasutada sama süsteemi, mida katmiselgi, kuid vahetatakse elektroodid - anoodiks detail, millelt kate eemaldatakse, katoodiks puhas eemaldatud metall. Katteid on võimalik eraldada suhteliselt selektiivselt, nt tinakatte eemaldamine teraselt, hõbetatud vasest hõbeda eraldamine. Detailide 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.

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. Elektroodi ülesandeks on voolu juhtimine keskkonda või sellest välja, aga ka elektrivälja tekitamine, mistõttu on elektrood tavaliselt metallist ja sihipärase kujuga. Inertne elektrood on elektrood, mis elektolüüsi ajal ei muutu (ei lahustu, nt plaatinaelektrood). Aktiivne elektrood on tavaliselt metallelektrood, millega elektriseerimise ajal toimub keemiline muundumine (lahustuv). Katoodiks on elektrood, mille standardne redokspotensiaal E0 on suurem, anoodiks on elektrood, mille E0 on väiksem. Standardpotentsiaal (E°) on galvaanielemendi emj, milles üheks elektroodiks on vesinikelektrood, teiseks uuritav elektrood. Uuritava elektroodi potentsiaal saadakse võrdlemise teel vesinikelektroodi potentsiaaliga, mille väärtus loetakse nulliks. Standardpotentsiaali suurus oleneb metalli ioonide konstruktsioonist lahuses. Standardpotentsiaali arvutamine: E = E°H+ - E°X, kus E°H+ > E°X. Standardpotentsiaali suurus oleneb metalli ioonide konstruktsioonist lahuses. Järjestus: Al(-1,66V), Zn(-0,76V), Fe(-0,44V), Sn(-0,14V), Cu(0,34V). Kontaktkorrosioon on korrosioon eri metallide kokkupuutekohtades. Kontaktkorrosiooni kohad: vasest veetorud ühendatud teras/tsinktorudega, terasest torudel messingist ventiilid / kraanid , ühenduses olevad Al ja Cu elektrijuhtmed (EI TOHI), tuleb vältida vase pinnalt voolava vee sattumist Al, Fe ja Zn pinnale. Kontaktkorrosiooni tõrjumiseks vältida vastavate metallide ühendust või vältida ühenduste sattumist vesilahustesse vm kohtadesse , kus tekiks elektrivool; eraldada kontaktid keskkonnast, mis soodustavad korrosiooni teket.
Ühtlane, laiguline, pisteline, keevitatud juures, pilu -, hõõrde-, kontakt-, kiht-, kihtide vaheline, kristallide vaheline ja sisene, väsimus. Kontaktkorrosiooni vältimine: kasutada samast materjalist neete, polte või isoleerida (ümbritsevast keskkonnast). Toimida järgmiselt: 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) ?
Nernsti võrrand: EMe = E°Me + RT / nF * ln[CMen+], kus R - 8,314J/kmol; T - temperatuur; n - üleminevate elektonide arv; F – Faraday arv (96485c/mol); Kui T=298K, siis Eme = E°Me + 0,059 / n * ln[CMen+]. Järeldused: 1) on võimalik valmistada GE, millede elektroodid on ühest ja samast elektroodi materjalist, elektrolüüt on sama, konstruktsioon on sama, kuid elektroodidel on erinevad temperatuurid. Sellist elementi nimetatakse temperatuuri GE-ks; 2) on võimalik valmistada GE ühest ja samast elektroodi materjalist, samal temperatuuril, kuid erineva kontsentratsiooniga elektrolüüdi lahuses. Seda GE nimetatakse kontsentratsiooni GE-ks. Elektrokeemiline korrosioon, mis leiab aset kas sulanud elektrolüüdi või elektrolüüdi lahuse osavõtul. Seisneb galvaanielementide moodustumises, milles hävib anoodiks olev metall või metalli piirkond. See toimub, siis kui kaks erinevat metalli, näiteks raud ja vask, on kontaktis elektrolüüdilahusega. Galvaanielemendid tekivad ka tehnilistes metallides, mis sisaldavad lisandeid, samuti siis, kui tehnilisene metall puutub kokku elektrolüüdiga. Elektrokeemiline korrosiooniprotsess toimub elektolüüdi lahuse või sulatiste toimel. Korrosiooni kiirus näitab ajaühikus korrodeerunud metalli massi pindalauhiku kohta (m2). Elektrokeemilise korrosiooni kiiruse määrab korrosioonivool Ikorr., mis sõltub katoodi ja anoodi elektroodi potentsiaalidest ja süsteemi takistusest Ikorr=(Ekat-Ean)/Rkogu. Metallide korrosioonis on anoodipiirkond piirkond, kus toimub oksüdeerimine, metall loovutab elektrone katoodile. Katoodipiirkond on aga piirkond, kus toimub redutseerumine, hapnik redutseerub. Anoodipiirkonnaks on korrodeerunud metalli pind ja katoodipiirkonnaks on puutumata metalli pind.

Puhaste metallide ja praktikas kasutatavate sulamite pingerida, nendes sisalduva informatsiooni analüüs. Galvaanipaari mõiste, nende saamine (tekkimine).
Metallelektroodide rida, järjestatuna E◦ ( standartne redokspotentsiaal ) 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, H 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. Mida enam vasakul pingereas on metalli sümbol, seda kergemini loovutavad selle metalli aatomid elektrone ja lähevad üle ioonidena lahusesse või moodustavad pinnale mõne ühendi 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. Elektrolüüdid on ained, mille lahused või sulatised juhivad elektrit. 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 suhtes anoodideks, millised katoodideka: pronksid (Cu sulamid Sn, Si jm.); tsink,tsink+ legeerivad lisandid; alutsink; alumiiniumi sulamid; roostevaba terased 301, 304, 310, 410, 430; messingid (Cu – Zn sulamid).
Katoodiks: pronksid; roostevabad terased, messingid
Anoodiks: tsink, tsink+legeerivad lisandid, alutsink, alumiinimumisulamid

Millised eelmises punktis loetletud metallide sulamid on passiveeritud roostevaba teraste mark 301, 304, 201, 286, 316L, suhtes galvaanipaarides anoodiks, millised katoodiks ?
Anoodideks: alutsink, alumiiniumi sulamid, tsink+legeerivad lisandid, messingid, pronks, tsink

Millised soolad hüdrolüüsuvad ja kuidas ? Nende vesilahuste pH-de piirkond (kirjutage vastavad reaktsioonivõrrandid)! Kuidas määratakse vees HCO3- sisaldust ? Kui palju tekib katlakivi, kui Ca2+ + Mg2+ sisaldus on 1,2 mmol⋅dm─3 ja HCO3― sisaldus 1,8 mmol⋅dm─3, 5 m3-st veest, kui katlakivi koostiseks võtta CaCO3 ?
Soolade 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-de piirkond: A) tugeva aluse ja nõrga happe sool: NaCH3COO + H2O = CH3COOH + OH, pH > 7 (aluseline kk); B) tugeva happe ja nõrga aluse sool: Me-soola katioon Me + 2H2O = MeOH + H2O, pH HCO3 sisalduse määramine: Uuritavasse vette (l00 cm3) lisada indikaatorit MO või MP. Seejärel tiitrida vett 0, l M soolhappelahusega kuni vee värvus muutub kollasest üle oranži punaseks. Mõõta kulunud soolhappe hulk. CmMHCO3= VHCl *CMHCl*1000/(Vvesi*1)[mmol/dm3). Arvuta valemi järgi HCO3- -ioonide kontsentratsioon (millimolaarsus – mM).VHCl – tiitrimiseks kulunud soolhappe maht [cm3];CMHCl – soolhappe molaarne kontsentratsioon [mol/dm3]; Vvesi – tiitrimiseks võetud vee kogus [cm3].

Kuidas töötavad Volta ja Jacobi galvaanielemendid (skeem ja toimuvad reaktsioonid) ? Kuidas viiakse läbi elektrokeemilist poleerimist (skeem ja orienteeruvad tehnoloogilised parameetrid) ning alumiiniumi ja titaani elektrokeemilist oksüdeerimist ?
Galvaanielemendid on seadmed, milles keemiline energia muudetakse elektrienergiaks. Põhiliselt jagunevad galvaani elemendid (GE): 1)Volta galvaanielement (1799) – kaks elektroodi samas elektrolüüdi lahuses. Volta element ei ole pööratav, ta töötab seni, kuni tsink elektrood on lahustunud. Sisuliselt elektrivoolu saab redoksreaktsioonide ja oksüdatsioonireaktsioonide tulemusena. Elektronid liiguvad mööda elemendi juhet anoodilt (Zn) katoodile (Cu) Zn²+ + 2e–  Zn ja 2H + 2e–  H2.
2) Daniel -Jacobi galvaanielemendis on kaks
elektroodi eri elektrolüüdi lahustes. See GE koosneb CuSO4 lahusesse sukeldatud Cu elektroodist ja ZnSO4 lahusesse sukeldatud Zn elektroodist. Elektronide liikumise suuna järgi välisahelas on katoodiks Cu ja anoodiks Zn. Elemendi töötamisel kulgevad elektroodide ja lahuse vahel järgmised elektrokeemilised reaktsioonid: Zn – 2e–  Zn²+ ja Cu²+ + 2e–  Cu. Protsess on pööratav. Pööramiseks liidetakse Cu elemendi välisvooluallika positiivse poolusega ja Zn elemendi negatiivse poolusega ja lastakse vool läbi. Daniel- Jakobi element on aja jooksul taastuv.
Elektrokeemiline poleerimine põhineb füüsikalisel nähtusel, kui vool liigub mööda tippe . Poleeritavad kehad asetatakse lahusesse, nad ühendatakse vooluallikaga nii, et üks oleks anood, teine katood. Kuna vool liigub eelistatult läbi teravike, siis need lahustuvad esimesena. Poleerimisel kasutatakse suuremaid pingeid, kui galvaanilisel katmisel. Parameetrid: terase poleerimisel on pinge 40-60V, voolutihedus 400-600 A/m2 ja elektrolüüdiks on HClO4 lahus. Alumiiniumi ja titaani elektrokeemilise oksüdeerimise korral ühendatakse Al detail vooluallika pluss-poolusega, elemendi pinnal tekivad ioonid, mis kohe reageerivad vesilahusega ja alumiiniumi pinnale tekib oksiidikiht . Kasutades erineva koostisega elektrolüüdi lahuseid, saadakse erinevate omadustega oksiidi kiht, s.o värvus, paksus, tugevus ja elektrilised omadused. Alumiiniumist detail, mis tuleb tootmisest omab 4-10 nm oksiidikihti, seda suurendatakse tehislikult 1000-2000 korda. Selleks kasutatakse kahte tehnoloogiat: 1) tekitatakse alumiiniumi pinnale oksiidi kiht, misjärel viiakse detail värvaine lahusesse, kus Al- oksiid adsorbeerib värvaine oma pinnale. 2) värvaine sisaldub juba elektrolüüdi lahuses ja värvikiht saadakse kohe, kuid värvide valik on eelmisest väiksem.

Millistel tingimustel moodustuvad (tekivad) igapäevases elus galvaanielemendid ? Kuidas saab valmistada galvaanielemente, tooge vähemalt viis näidet ?!
Galvaanielement – seade, milles redoksreaktsiooni tulemusena tekib elektrivool (näiteks vask- ja tsinkplaat lahuses, ühendatud juhtmetega). Kõikide metallide elektrokeemiline korrosioon toimub suuremas osas galvaanielemendina. Igapäevaelus tekivad galvaanielemendid kahe metalli kokkupuutel enamasti välitingimustes elektrolüüdi lahuses (vees); näiteks torustikes (terasest torudel messingist ventiilid/kraanid); erinevatest metallidest ehituskonstruktsioonidel; ehituskonstruktsioonidel, mis asetsevad teatud pinnases (nt: teras- hävimine soos 0,09 mm/aasta, liivas 0,12 mm/aasta ja savis 0,16mm/aastas ning tsink- soos 0,03 mm/aasta, liivas 0,003 mm/aasta ja savis 0,014 mm/aasta). Näiteid: Kõik metallid on süsiniku suhtes galvaanipaaris anoodiks; ühenduses olevad Al (anood) ja Cu (katood) elektrijuhtmed, torud. Galvaanielement tekib, kui Al ja Cu on ühenduses välitingimustes või vasest torudest ei või voolata vesi alumiiniumist (ega ka tsingist, terasest) torudesse ja anood hävib; tsingist ja alumiiniumist moodustatud galvaanipaaris on alumiinium anoodiks. Alumiiniumtsingist katuseplekk peab vastu, kui ta ei asu otseselt korstnate läheduses või saastunud atmosfääris; süsinikteras ja malm on passiveerimata roostevaba teraste suhtes anoodiks; passiveerimata roostevaba teras on vase sulamite ( messing , pronks) suhtes anoodiks.

Milline protsess on elektrolüüs? Elektrolüüsi printsipiaalne aparatuur ja põhiparameetrite suurusjärgud. Mis on lagunemispinge ja mis on ülepinge? Millest olenevad nende suurused? Milliseid suurtes kogustes kasutatavaid aineid toodetakse elektrolüüsi abil (näited)?
Elektrolüüs on protsess, milles alalisvoolu läbijuhtimisel sulanud elektrolüüdist või elektrolüüdi lahusest positiivse laenguga osakesed liiguvad negatiivse laenguga elektroodile ja vastupidi. Alalisvoolu toimel siirduvad elektrolüüdi katioonid katoodile, mille pinnal muutub nende oksüdatsiooniaste ja anioonid anoodile ja pinnal muutub mõne aniooni koostises oleva aatomi o-a ehk anoodilt võetakse elektrone ja antakse katioonidele elektrone, ioonide või elektrolüüdi keskkonnas olevate molekulide osavõtul on katoodi puhul tegu redutseerimis- ja anoodi puhul oksüdeerimisprotsessiga. Kui aatom on laetud, eraldub katoodil vesinik, anoodil aga hapnik. m=M*I*t/z*F, kus F - Faraday const (ühe mooli prootonite arv: 6,02*102~ prooton /mol=9,6487*104C/mol), I- voolu tugevus (A), t - aeg (sek), z -osakeste laeng; Printsipiaalne aparatuur: juhtmed , elektroodid, elektrolüüt, alalisvoolu allikas, vann. Lagunemispinge: (Elag) on elektroodidele antav pinge, mille juures algab elektrolüüs. Lagunemispinge on tavaliselt 940°C, pinge 4,2-4,5V); leeliste ja raskevee tootmine; vesinikperoksiidide jt peroksoühendite saamine; õhukeste metallist kattekihtide saamine (galvaanotehnika).

Mida käsitlevad ja formuleerige Faraday seadused? Kuidas viiakse läbi elektrokeemilist oksüdeerimist. Miks alumiiniumi kui materjali oksüdeeritakse ? Miks on enamikel juhtudel saadav oksiidikiht värviline?
Faraday seadused käsitlevad elektrolüüsi: Faraday I seadus: Elektrolüüsi ajal on elektroodidel toimuvates keemilistes reaktsioonides tekkiva aine hulk võrdeline elektrolüüti läbiva elektrihulgaga (laenguga). M=K*q=K*int(0>t)idt. Faraday II seadus: Kõikide ainete elektrokeemilised ekvivalendid on võrdelised nende keemiliste ekvivalentidega. Võrdsete elektrihulkade (I*t) mõjul elektrolüüsil eraldunud erinevate ainete masside m1 ja m2 suhe võrdub vastavate ioonide molaarmasside ja ioonlaengute jagatise suhtega Summaarne valem on esitatav kujul m=MIt(q)/zF, kus F on Faraday konstant ehk ühe mooli prootonite kogulaeng (F=9,6487*104 [c/mol]). I – voolutugevus amprites, t – aeg sekundites ja z – aine valents . Elektrokeemilisel oksüdeerimisel on anoodiks vaadeldav materjal või keha ning tema pinnale tekitatakse selle sama metalli või sulami oksiidikiht. Kasutades erineva koostisega elektrolüüdi lahuseid, saadakse erinevate omadustega oksiidikiht, so värvus, paksus, tugevus ja elektrilised omadused. Detail ühendatakse vooluallika pluss-poolusega, elemendi pinnal tekivad ioonid, mis kohe reageerides lahusega oksüdeeruvad ja moodustavad detaili pinnale oksiidikihi . Kõige enam oksüdeeritakse alumiiniumi, kuna oksüdeerimata Al ei pea looduskeskkonnas eriti kaua vastu – põhjuseks on atmosfääris alumiiniumi pinnale tekkiv poorne Al(OH)3 kiht, mis ei kaitse materjali sügavamaid kihte korrosiooni eest. Seetõttu tekitatakse alumiiniumpindadele paks oksiidi kiht, et ta oleks vastupidavam. Selleks kasutatakse kahte meetodit: a) tekitatakse alumiiniumi pinnale värvitu oksiidikiht, mida töödeldakse värvainelahusega, mis adsorbeerub oksiidi osakeste pinnale. Võib valmistada mistahes värvi, ent väike püsivus ja värvumine ei ole ühtlane. b) värvaine on juba elektrolüüdi sees, sellest tingituna moodustub ühtlase värvusega kiht. Suur püsivus, ühtlase värvusega kiht, ent väike värvivalik. Oksiidikiht on enamikel juhtudel värviline, sest värvaine on juba elektrolüüdi sees.

Milline nähtus on korrosioon? Metallide korrosiooni klassifikatsioon kulgemise kemismi- mehanismi järgi. Kirjeldage (joonistage) korrosioonikahjustuste ilmingud, kuidas klassifitseeritakse korrosiooni ilmingute järgi? Kuidas vältida (vähendada) kontaktkorrosiooni? Selgitage, milline on metallide korrosioonis anoodipiirkond ja milline katoodipiirkond?
Korrosiooniks nimetatakse materjalide hävinemist ümbritseva keskkonna (looduses õhk, vesi; tehiskeskkonnas lahused, gaasilised ained, temperatuuri ja mehaanilised mõjutused) tõttu. Klassifikatsioon: keemiline korrosioon - toimub kuivades gaasides ja mitteelektrolüütsetes vedelikes (naftasaadused), kusjuures metallid reageerivad otseselt agressiivsete komponentidega või oksüdeerijatega: 2Mg + O2  2MgO (N: kõrgtemperatuuriline gaaskorrosioon: ahjud, kolded , aurukatlad); elektrokeemiline korrosioon - toimub elektrolüütide lahustes või sulatistes ja seda põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal. Harilikult muutub ka niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles lahustuvad õhust mitmesugused gaasid (H2S, CO2, SO2) ning soolad ümbritsevast keskkonnast (NaCl, CaCl2 jt). Näiteks raua rooste on erinevate hüdraatunud raudoksiidide segu: Fe2O3  xH2O või xFeO  yFe2O3  zH2O; biokorrosioon – selle põhjustavad mitmesugused pinnases ja õhus leiduvad aeroobsed ning anaeroobsed mikroorganismid. Näiteks sulfaatredutseerivad bakterid redutseerivad sulfaatioonid sulfiidioonideks, viimased aga reageerivad rauaga, moodustades raudsulfiidi. On baktereid, mis valmistavad väävli aatomeid sisaldavatest ainetest väävelhapet ja lämmastiku aatomeid sisaldavatest ainetest lämmastikhapet. Happed reageerivad aga nii metallide kui ka muude materjalidega; erosioonkorrosioon – osakeste mehaaniline lahtirebimine pinnalt liikuva gaasi või vedeliku toimel (nt torustikes). Korrosioonikahjustuste ilmingud: ühtlane korrosioon (teras), laiguline korrosioon (teras), pisteline korrosioon (torud, milles liigub kuum vesi), piirpinna korrosioon, pilukorrosioon ( metallkonstruktsioonid ), hõõrdekorrosioon, kontaktkorrosioon, kihtkorrosioon, kihtide vaheline korrosioon (tõmmatud torud, valtsitud metalllehed), kristallide vaheline korrosioon, kristallide sisene korrosioon, väsimuskorrosioon. Kontaktkorrosiooni vältimine: kasutada samast materjalist neete, polte või valida need materjalist, mis on liidetava detaili suhtes katoodiks ja et potentsiaalide vahe oleks väike, polt elektriliselt isoleerida ühendatavatest detailidest, liitekoht tervikuna isoleerida keskkonnast. Metallide korrosioonis on anoodipiirkond piirkond, kus toimub oksüdeerimine, metall loovutab elektrone katoodile. Katoodipiirkond on aga piirkond, kus toimub redutseerumine, hapnik redutseerub. Anoodipiirkonnaks on korrodeerunud metalli pind ja katoodipiirkonnaks on puutumata metalli pind.

Raua ja raua sulamite korrosiooni seaduspärasused vees ja vesilahustes (pH, O2 ja Cl― mõju) ning atmosfääris (SO2 ja tolmu ning suhtelise niiskuse, temperatuuri ja terase legeerivate lisandite mõju). Kuidas korrodeerub tsingitud ja tinatatud teras ning alutsink sulamiga kaetud teras, vastus illustreerige vajalike skeemide ja reaktsioonivõrranditega ?!
Vees ja vesilahustes: peamine mõjutegur on pH. Kriitiline pH on 8,5, sellest suurema puhul korrosioon peaaegu peatub (muutub aeglasemaks), kuid tõuseb järsult happelises keskkonnas. Temperatuuri tõusuga korrosiooni kiirus tõuseb lineaarselt. Kloori mõju – kloriid kiirendab vesiniku eraldumist. Kloriidioonid moodustavad rauaioonidega paari ja rauaioonid viivad nad reaktsioonist välja. Cl – (ioonid) kiirendavad kõikide metallide korrosiooni. Hapniku mõju – Hapnik reageerides veega tekivad hüdroksiidrühmad. Rauad lähevad segusse ja moodustavad FeOOH. (joonis) Terasest vertikaalkonstruktsiooni korrosioon merevee pinnal. Vee süvakihi juures on korrosioon kõige aeglasem, kuna hapniku sisaldus on väike ja temp. Madalam. Vee pinnakihi juures on korrosioon kiirem kuna hapniku on rohkem. 3) Õhu suhtelise niiskuse mõju. Atmosfääris: Korrosiooni kiirendavad tolmu osakesed ja õhuniiskus >20%, samuti SO2. Korrodeeruva metalli pinnale tekib niiskuskelme, milles on lahustunud õhuhapnik. Harilikult muutub niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles on lahustunud mitmed õhus leiduvad gaasid, metall korrodeerub. Tekkinud mikrogalvaanielementide paaris Fe-C ja Fe-sementiit on puhas raud aktiivsemaks elektroodiks ehk anoodiks. Korrosiooni kiirendavad tolmu osakesed ja õhuniiskus > 20%, samuti SO2. Temperatuuri tõusuga korrosiooni kiirus kasvab lineaarselt. Kui niiskus ületab 60%, kiirus suureneb järsult. Cu lisand vähendab korrosiooni kiirust 3-4x. Kui õhus on 0,01% SO2 ja lisaks veel tahm , kiireneb kiirus peaaegu vertikaalselt üles. Tahma puudumisel on tõus pea poole väiksem. Raua võib katta elektrokeemiliselt mõne teise metalliga (Zn,Sn,Cr,Cu,Ag,Au,Pt,Pd jt) või metallide sulamitega. Kuna tsingi potentsiaal on raua potentsiaalist negatiivsem, oksüdeerub galvaanipaaris tsink. Seejuures tekib Zn(OH)2, mis reageerib õhus leiduva CO2-ga ja tsingi pinnale tekib tihe Zn(OH)2 ∗ xZnCO3 kiht, mis kaitseb tsingi pinda. Kui tsingi kate on vigastatud , kaitseb ta rauda, sest ta on anoodiks ja raud katoodiks, seega hävineb (läheb ioonideks) tsink, mitte aga raud, mille pinnal toimub vaid hapniku redutseerumine või, sõltuvalt keskkonnahappesusest, vesinikueraldumine(2H+ +2e− =H2). Tinakattega on lood vastupidi, sest tina potentsiaal on raua potentsiaalist positiivsem ja tinakatte vigastamine hoopis kiirendab raua roostetamist–anoodiks on raud. Katoodireaktsioon on siin sama ja toimub tina, kui passiivsema metalli, pinnal. Alutsink sulamiga kaetud-reaktsioon peaks kulgema esialgu Al-Zn paaris, kus hakkab oksüdeeruma Al, kuna ta on negatiivsema pot. kui Zn, kuid reakstioon on suhteliselt aeglane, sest Al on kaetud oksiidikihiga atmosfääris. Alles peale Al täielikku oksüdeerimist hakkab anoodiks Zn ja katoodiks Fe, nagu ka esimese näite puhul. On vastupidavam korrodeerumisele kui kuumtsingitud teras. Alutsink on ülitugeva kaitsega korrosiooni vastu.

Milliste meetoditega kaitstakse metalle korrosiooni vastu (loetlege ja kirjeldage)?. Kus leiab aset pilukorrosioon? Milline on kemism ja tõrje meetodid ? Kuidas eristada välimuse järgi galvaaniliselt tsingitud terasplekki teistest plekkidest?
Korrosioonitõrje printsiibid: 1) Pinna isoleerimine katetega a) värvid b) polümeerid (PVC, kumm ) c) metallid kantud peale kastmisega sulasse metalli (Zn, Sn, Ag); d) metallid kantud peale galvaaniliselt (Cu, Ni, Au, Co, Sn, Pb, Cr, Zn, Au-Ni); e) metallid kantud peale pihustamisega kõrgel temperatuuril normaalrõhul, f) metallid, kantud peale elektriväljas vaakumis, galvaaniliselt, pihustatult g) emailid h) keraamilised katted (TiC, TiN, Al2O3, ZnO2); 2) 2) Metalli pinnale tekitatakse mõne ühendi kiht: a) oksiid (oksüdeerumine) olulisim; b) kromaadid; c) fosfaadid (96-98 `C kuumutatud lahuses tooted 0,5- 2 tundi)näit: Mn( H2PO4 )2; 3) Elektrokeemiline kaitse: kaitstavate konstruktsioonide külge ühendatakse elektroodid, mis on anoodiks. Anoodid ühendatakse kaitstava konstruktsiooniga paljudest kohtadest , kindla vahemaa järgi; a) Protektorkaitse : Anood kaitseb pinda, kuna see hävib enne (maa sees torustikule kinnitatakse aktiivsemast metallist plaadid , samuti laevadel). b) Katoodkaitse välise vooluallika abil: vooluringist lastakse läbi alalisvool ; c) Anoodkaitse: pinnale moodustub passiivne oksiidi kiht; 4) inhibiitorid (ained, mis vähendavad keemilise reaktsiooni kiirust); 5) Kaitsemäärded; 6) Tõrje kuiva õhuga (õhu kuivatamine silikoongeeliga). Pilukorrosioon toimub kahe metalli kinnituskohtades metallkonstruktsioonis, kus pinnad on jäänud puhastamata. Selle ärahoidmiseks tuleks pinnad hoida puhtana, katta inhibiitoritega või kasut katoodkaitset. Pilukorrosioonile mõjub nt voolav vesi, mis sööb kinnituskohti. Sooli saab eraldada pestes veega või auruga. Õli ja rasvu eraldatakse leeliste lahustega. Rooste eraldamine – leekpuhastus; liivapritsi või veejoaga ; mehhaaniliselt; töötlemine hapetega. Tsingitud teraspleki eristamine – Kuumtsinkimismeetodil tsingitud terasplekk on märksa peenema ja tihedama mustriga, kui seda on galvaaniliselt kaetud terasplekil (u. 10 x suurem tsingikristalli muster).

Alumiiniumi korrosiooni seaduspärasused vees ja vesilahustes (pH mõju), lämmastikhappes (kontsentratsiooni mõju) ja atmosfääris (atmosfääri tüübi ja oksiidikihi paksuse mõju). Millised reaktsioonid kulgevad alumiiniumi kokkupuutel raua ja vasega?
Vees ja vesilahustes on Al kõige stabiilsem pH 5-8 juures. Korrosiooni kiirus suurim 20%-lise HNO3 lahuses, stabiilne 10%-lises. Al reageerib paljude orgaaniliste ainetega: Al reageerib kõrgetel temperatuuridel alkoholiga . Praktiliselt puhastes alkoholides keemistemperatuuril hävineb Al peaaegu täielikult. Atmosfääris: Looduskeskkonnas on Al vastupidavus suht väike. Korrosioonikindluse tõstmiseks valmistatakse Al pinnale 25mm Al2O3 kiht. Looduslik oksiidikiht on ebapiisav korrosioonitõrjeks (6-10μm). Alumiinium kokkupuutel raua ja vasega: Al on aktiivsem metall kui raud ja vask, kui Al moodustab raua või vasega galvaanipaari, siis Al hävib, sest ta on anoodiks. Anodeerimine 2 meetodil: 1)valmist värvitu kiht. 2)valmist värviline oksiidikiht (kas töödelda pinda värvainega või värvaine lisada elektrolüüti) Reaktsioonid: Fe-Al¯: anoodil [Al(OH)3 ] Al-3e=A3+ ja katoodil (Fe) 2H+2e=H2; Cu-Al¯: anood Al-3e=Al katood: (Cu) 2H +2e=H2.

Katoodkaitse, mõiste ja realiseerimise viisid. Kuidas elektrokeemiliselt kaitstakse terasest ja alumiiniumist konstruktsioone magedas vees, merevees ja pinnases. Kodumasinate elektrokeemilise korrosioonitõrje objektid ja viisid. Näiteid.
Katoodkaitse välise vooluallika abil: vooluringist lastakse läbi alalisvool ja anood laguneb. Kaitstav ese ühendatakse negatiivse poolusega, tekitatakse temast katood. Katoodkaitset saab kasutada seal, kus saab luua vooluringi (vees, pinnases). Pinnases (maa sees) olevaid terastorusid kaitstakse topelt : isoleeritakse ja pannakse peale katoodkaitse elektrolüüsi viisil (kasutatakse välisvooluallikat.) Konstruktsioonide kaitse – Al kerede kaitsmiseks merevees kasutatakse andoodina Zn, sest see on negatiivsema potentsiaaliga kui Al. Magedas vees aga on Al negatiivsem kui Zn, seega peab anoodiks võtma Mg. Ebaõige katoodkaitse režiimi korral võib korrosiooniprotsess kiireneda. Veeboilerite ja pesumasinate kaitseks kasutatakse protektorkaitset. Terase tsinkimine 1)Zn pulbervärv – kasutatakse väga peenikest pulbrit, kuivand värvikihi massist 95% Zn. Vastupidavus korrosioonile on hea, aga terast kaitsvad omadused on kehvad. 2) kuumtsinkimine – 1741 , hapetega puhastatud metallid või materjalid kastetakse tsingiga või tõmmatakse läbi sula Zn-i. Zn sulamistemp on 419,6 C tsinkimisvanni temp on 462 C. Kate valmistatakse paksusega 40-400µm, vastupidavus korrosioonile ja terast kaitsvad omadused on väga head. 3) kuumpihustus – puhastatud detailile või konstruktsioonile pihustatakse sula Zn, selleks kasutatakse Zn pulbrit või traati , mis sulatatakse gaasi või kaarleegis. Võib saada 2-5 kuni 100-300µm paksust kihti. Vastupidavus korrosioonile ja terast kaitsvad omad. väga head. 4) elektrokeemiline (galvaaniline) katmine – detail on katoodiks, anoodiks on Zn, elektrolüüdiks on Zn-soola lahus. Kasutatakse rohkem väikeste detailide katmiseks, kate on suhteliselt õhuke. Vastupidavus korrosioonile on halb, kuid terast kaitsvad omadused on väga head. 5) difusiooni meetod – puhastatud detailid pannakse koos Zn pulbriga trumlisse, trummel pannakse pöörlema ja kuumutatakse Zn sulamistemperatuuri lähedale. Pinnale moodustub õhuke Fe-Zn kiht. Vastupidavus korrosioonile on hea ja terast kaitsvad omadused on väga head. Al reageerib alkoholidega . Praktiliselt puhastes alkoholides keemistemperatuuril hävineb Al peaaegu täielikult. Alkoholide kasutamisel ei saa kasutada Al-aparatuuri. HNO3-korrosioon selles oleneb konstruktsioonist. Kõige kiiremini hävineb Al 20% HNO3 ja kõige vastupidavam on Al 90-100% lises NHO3 või suurema kontsentratsiooniga kui 100%. Viimane on suitsev lämmastikhape. Tööstusest välja lastaval Al on pinnal 6-10 mikrom paksusega Al2O3 kiht (see moodustub kokkupuutel õhuga). Al vastupidavuse tõstmiseks tekitatakse elektrokeemiliselt oksiidide kiht Al pinnale-25 mikrom. Al-detail on anoodiks. Oksiidide kiht valmistatakse kahel viisil: 1)oksiidide kiht saadakse värvusetu; 2)oksiidi kiht on värviline; a) värvitu oksiidi kihiga detail kastetakse (pritsitakse) värvaineid sisaldavasse lahusesse b) elektrolüüsil: lahus sisaldab värvaineid, sest kiht on läbinisti ühtlaselt värvunud. Al vastupidavus atmosfääris on nõrk (eriti Balti mere piirkonnas) näide: 10 aastat vees olnud alumiiniumist nurkprofiil ( tekkis kihile korrosioon).

Anoodide mõiste, materjalid ja kasutamise printsiibid metallide elektrokeemilises korrosioonitõrjes.
Anoodiks on negatiivsema potentsiaaliga metall, katoodiks aga positiivsema potentsiaaliga metall. Kui elektrolüüdi lahuses või sulatises (soolade, lahuste, hapete lahustes, aga ka niiskes õhus või pinnastes ) on kokkupuutes kaks erinevat metalli, siis tekib nn galvaanipaar. Anoodkaitse - pinnale moodustub passiivne oksiidi kiht (kasut roostevaba terase korral, ühend (+) klemmiga). Kaitstav detail (konstruktsioon) ühendatakse välisalalisvooluallika + poolusega ja – poolusega sobivatest materjalidest elektrood. Anoodkaitse kiirendab kaitstava metalli pinnale oksiidi teket. Kasutatakse peamiselt roostevaba terasest konstruktsioonide kaitseks. Elektrokeemilist meetodit saab kasutada seal, kus saab tekitada vooluringi: protektorkaitse, katoodkaitse, anoodkaitse.

Kuidas valmistatakse galvaanilisi katteid (millistest ainetest valmistatakse, milline on protsessi skeem ja protsessi orienteeruvad põhiparameetrid)? Mis on ülepinge ja mis lagunemispinge? Kuidas valmistatakse pindasid ette igasuguste katete pealekandmiseks (puhastamise meetodid, fosfatiseerimine, aktiveerimine )?
Galvaanilisel katmisel ( kroomimine , kuldamine, hõbetamine) metallikihi sadestamine eseme pinnale elektrolüüsi teel. Kaetav ese asetatakse katoodina elektrolüüsi vanni, milles on kattemetalli sisaldav elektrolüüdilahus. Anoodiks on harilikult kattematerjalist plaat. Kui elektrolüüti läheb vool, sadestub esemele metallikiht Elektrolüüdi lahus, kus katmisi läbi viiakse, peab sisaldama kattematerjali ioone. N: Fe katmine Cr-ga: Fe puhastatakse H2SO4-ga ja destilleeritud veega, kaetakse seejärel Cu-ga, Ni-ga ja Cr-ga. Saadava galvaanilise katte omadused sõltuvad elektrolüüdi omadustest (koostisest, temp-st, pH-st, ja kontsentrats), voolutihedusest (A/m2) ja ajast. Parameetrid: U = 10–30 V ja 400 – 600 A/m2. Sama tehnoloogiat kasutatakse ka katete valikuliseks eemaldamiseks, ainult et anoodiks on detail ja katoodiks puhas eemaldatav metall. Erinevuseks on veelgi suurema pingega vool. Puudused: kate on ebaühtlane - teravikele ja pinnast väljaulatuvatele osadele tekib paksem kiht. Lagunemispinge (Elag) – elektroodidele antav pinge, mille juures algab elektrolüüs. Lagunemispinge suurus oleneb elektrolüüsi rakus olevate elektroodide tasakaalude potentsiaalide erinevusest. Lagunemispinge on tavaliselt Ülepinge () – pinge, mille juures elektrolüüs lõpeb. Lagunemispinge ja süsteemis moodustunud galvaanielemendi elektromotoorjõu vahe = Elag-Egalv-el. Enne katmist puhastada . Metalli pinna puhastamine: 1) üldine puhastamine: soolade eraldamine vee või auruga; õlide ja rasvade eraldamine - kasutatakse leeliste (NaOH) lahust, leotamist vesiemulsioonides või hapete lahustes; 2) rooste eraldamine: a) leekpuhastus - pinna temperatuur tõstetakse 150°C, kasutatakse vanade ja paksude värvikihtide eemaldamiseks; b) liivapritsiga või veejoaga; c) mehhaaniline (kaabitsad, terasharjad); d) töötlemine hapetega (kasut vedelaid happeid või happeid pastaga). Pinna ettevalmistamine värvimiseks: 1) fosfatiseerimine? Fosfaatimine - pinnale kantakse vabasid fosfaadimolekule; 2) kromatiseerimine; 3) pinna katmine kaitsevärviga. Aktiveerimine – ainele energia juurde andmine. Sellega võib, aga alati ei pruugi toimuda reaktsiooni. Aktiveeritakse kuumutamisega, ultravioletkiirusega või mehaaniliselt.

Molaarmassi mõiste sisu, mõõtühik. Kuidas määratakse(arvutatakse) molaarmassi. Hüdrofoobsed ja hüdrofiilsed pinnad. Millest oleneb tahke aine pinna märgamine vedelike poolt ? Mis on märgamise kriteeriumiks ? Kas on võimalik mõjutada tahke aine pinna märgamist vedelike poolt ? Kui on, siis kuidas, kui ei, siis miks? Ioonvahetajad.
Molaarmass – molaarmass M on ühe mooli mass grammides (g/mol). Võrdub arvuliselt aine molekulmassiga (või aatommassiga). N: vee molaarmass MH2O = 18 g/l. Saab leida Mendelejevi tabelist või valemi n = m/M kaudu. Hüdrofiilsed pinnad (ained) – märguvad paremini veega kui süsivesinikega. Vee ja aine vastasmõju suur. Hüdrofoobsed pinnad (ained) – märguvad paremini süsivesinikega kui veega. Vee ja aine vastasmõju väike (puudub). Hüdrofobisaator – aine, mis muudab tahke aine pinnaveega vähem märguvaks, kui süsivesinikega e muudab hüdrofiilse pinna kas osaliselt või täielikult hüdrofoobseks. Märgamine oleneb pinna ja vedeliku vahelisest vastasmõjust. Märgamise kriteeriumiks on: a) vedelik märgab tahket ainet: 0F(koh)

märgav vedelik tõuseb mööda kapillaare üles, tõusu kõrgus on pöördvõrdeline kapillaari raadiusega (H=2χ/ρgr) 2) Fadh 12 või pH suuremates kogustes süsinikterase katmiseks e tsinkimiseks. NB! Uue tsingi pind on väga tundlik veele: Zn+H2OZnO+Zn(OH)2 – tekib valge rooste. Zn atmosfääris: kattub paatina kihiga ehk 2ZnCO33Zn(OH)2 – ga. Kiht on hästi tihe, hästi nakkunud ning seepärast kaitseb Zn-i. Taoline kate on vees raskesti lahustuv. Atmosfääris on korros kiirus 0,13µm-0,015mm aastas. Kõige enam kasutatava Zn- pleki kihi (paksusega 25-30µm)( Zn- kattega terasplekil 50 µm) vastupidavus Maa atmosfääris u 40 aastat. Fe ja Cu sisaldus võimalikult väike. Galvaaniliselt kaetud tsingitud terasplekki võib kasutada ainult siseruumides. Välistingimustes tuleb kasut kuumtsingitud terasplekki. (viimane joonis) Zn vesilahustes – sarnaselt Al-ga omane pisteline korrosioon; amfoteerne (reageerib nii hapete kui alustega). Korrosiooni kiirus on kõige väiksem kui pH=10, Zn korr on väga kiire, kui pH≥12 ja pH≤8. Zn vees - temperatuuri mõju korrosioonile destilleeritud vees. Kõige kiirem on korrosioon 75°C juures, OK kui 50° või >100°. Mida puhtam on vesi, seda kiiremini Zn korrodeerub. Mida karedam on vesi, seda aeglasem on korr, sest Ca-ioonid moodustavad Zn-pinnale kaitsvate ühendite kihi. Looduslikus vees tekib Zn pinnale aluseline karbonaat , mis on teise struktuuriga, poorsem, mis ei kaitse ZN nii hästi kui õhus tekkiv oksiid (teine joonis)
Raua ja rauasulamite korrosiooni seaduspärasused atmosfääris, vees ja vesilahustes. Vastused anda graafiliselt!
Vees ja vesilahustes – korrosiooni kiirus tõuseb järsult, kui pH 12,5. Korrosiooni kiirendajad on Cl-ioonid ja O2, merevee pritsete piirkonnas on korrosiooni kiirus kõige suurem. Teras on raua sulam , kus on grafiiti, sementiiti, väävli, fosfori jt ühendeid. Atmosfääris – Korrodeeruva metalli pinnale tekib niiskuskelme, milles on lahustunud õhuhapnik. Harilikult muutub niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles on lahustunud mitmed õhus leiduvad gaasid, met korrodeerub. Tekkinud mikrogalvaanielmentides paarid Fe-C ja Fe-sementiit on puhas raud aktiivsemaks elektroodiks ehk anoodiks. Põhimetalli pinnal toimub anoodne ja lisametalli pinnal katoodne reaktsioon. Korrosiooni kiirendavad tolmuosakesed ja õhuniiskus > 20%, samuti SO2. Temperatuuri tõusuga korrosiooni kiirus kasvab lineaarselt. Cu lisand vähendab korrosiooni kiirust 3-4 korda.
Milliste omaduste järgi hinnatakse tsinkkatte omadusi terasel? Võrrelge erinevate meetoditega saadud katete omadusi.
Kriteeriumid, mille järgi hinnatakse tsinkkatte omadusi terasel: 1) ühildumine terasega, 2) vastupidavus korrosioonile, 3) terast kaitsvad omadused, 4) vastupidavus mehaanilistele mõjudele, 5) piirangud ehitusdetailidele, 6) kuju muutmise oht, 7) kontrollivõimalused, 8) algsed kulutused, 9) hoolduskulud, 10) sobivus värvimiseks. Erinevate meetoditega saadud katete omaduste võrdlus: Kuumtsinkimine - Kõige paremad omadused on sellel meetodil (vastupidavus korrosioonile ja terast kaitsvad omadused on väga head Kuumpihustus - Vastupidavus korrosioonile ja terast kaitsvad omadused on väga head. Elektrokeemiline - vastpidavus korrosioonile on halb, terast kaitsvad omadused väga head. Difusioonimeetod - vastup korros on hea ja terast kaitsvad omadused on väga head. Tsinkpulbervärv - terast kaitsvad omadused on kehvad, vastupidavus korrosioonile on hea. Kõikide meetoditega valmistatud. katted sobivad värviga katmiseks ja vastupidavus mehaanilistele mõjudele on head.
Terase korrosiooni seaduspärasused pinnases ja merevees ning pinnase ja atmosfääri ning vee ja atmosfääri piirpinnal. Milliseid korrosioonitõrje meetmeid tuleks sellistel juhtudel kasutada ?
Pinnases – maakoore pealmise kihi aineline koostis ja struktuur moodustavad keerulise heterogeense süsteemi tahkest, vedelast ja gaasilisest faasist. Tahke faasi moodustavad mineraalide anorgaaniliste ja orgaaniliste ainete osakesed ning mikroorganismid. Vedela faasi - vesilahused. Gaasilise faasi - peamiselt N2, O2, CO2, H2S, SO2, NH3 ja CH4. Sellest tingituna sõltub metallide korrosiooni kiirus ja korrosiooni tüüp suuremal või vähemal määral peamiselt 14 pinnase omadusest: pinnase tüüp (liiv), pinnase asukoht (perioodiliselt vee all olev maa), struktuur (puutumata maa), homogeensus (metall on sama tüüpi / eri tüüpi pinnasega maas ), Maa eritakistus (mida suurem, seda väiksem korrosioon), vee sisaldus mida suurem, seda suurem korrosioon), pH (mida suurem, seda väiksem korrosioon), üldine happesus kuni pH=7, redokspotentsiaal pH=7 juures, Ca- ja Mg-karbonaadi sisaldus (mida rohkem, seda väiksem korrosioon), väävelvesiniku ja sulfiidi sisaldus, süsi ja koks, kloriid- ning sulfaatioonide sisaldus. Kõikidel neil näitajatel on oma väärtused (punktid), mille järgi võib arvutada vastava detaili eluea selles pinnases. Atmosfääri ja pinnase kokkupuutekohas võivad pinnasest välja tulevates metallkonstruktsioonides moodustuda galvaanipaarid, mille tulemusena on selles konstruktsiooni osas metalli hävimine kõige kiirem. Näiteks terasposti maasse panemisel on õige betoon pinnase tasapinnast kõrgemaks valda, et teras pinnaga kokku ei puutuks ega korrodeeruma ei hakkaks. Pinnases paiknevad igasugused torustikud , ankrud jne. Mõjufaktorid on igasugused lahused ja gaasid- peamiselt O2, CO2 ja väävelvesinik H2S, mis on eriti kahjulik, sest see võib toota väävelbakterit. CH4 on bioloogilise lagunemise produkt on biogaasi koostises ja see tekib prügimägedes. Atmosfääri ja pinnase kokkupuutekohas võivad pinnasest välja tulevates metallikonstruktsioonides moodustuda galvaanipaarid. N: Teras: Soos 0,09mm/aasta, liivas 0,12mm/aasta ja savis 0,16mm/aastas. Merevees on näiteks süsinikterase vertikaalse konstruktsiooni elemendi korrosioon kõige suurem veepiirist natuke kõrgemal ja allpool. Seega oleks otstarbekas konstruktsiooni osa kaitsta, mis 1-1,5 m veepinnast kõrgemal ja 1-1,5 madalamal. Pinnasel on korrosioon kõige suurem maapinna läheduses. Korrosioonikaitseks on võimalused: Tuleb alustada materjali valikuga. 1.Pinna isoleerimine katetega. (nt. värvid) 2. Metalli katmine korrosioonikindla metallikihiga 3. Protektorkaitse. 4. Katoodkaitse. (galvaanipaar, elektrolüüs)
Kemikaalide tähistamine tehnilistes, juriidilistes ja kaubanduslikes dokumentides .
Ainete ja materjalide tähistamine: 1. NIMI: 1.1) Nimi ei anna infot aine või materiali päritolu, kasutamise ega omaduste kohta (kriit, vesi); 1.2) Nimes sisaldub mingisugune info selle aine kohta (sooraud, seebikivi ); 1.3) Kaubanduslik nimetus. Reeglina ei sisalda mingisugust infot (määrdeõli, kiudained ). 2. VALEM: 2.1) Empiiriline – näitab ühendisse kuuluvate aatomite arvu vahekorda vähimate täisarvudega, ka elementide gruppide vahelist suhet (nt. N2 ja CH4); 2.2) Struktuuri valem – näitab lisaks elementide ja elemendi gruppide suhtele, kuidas need on omavahel seotud; 2.3) Valem tähtede ja numbrite kombinatsiooniga - saab nii ainet või materjali kui ka nende koostist identifitseerida vastavate käsiraamatute või Interneti otsingumootorite abil. (nt. El00-E199 toiduvärvid); 2.4) Nomenklatuursed nimetused - on standardiseeritud puhastele ainetele JUPAC poolt H2SO4 (tetraoksosulfaat(VI)vesinik). Lisaks keemilistele tähistustele kasutatakse juriidilistes ja tehnilistes dokumentides mitmeid numbrilisi tähistusi (koode), milledest tähtsamad on CAS ja EINEKS. CAS – Chemical Abstract Serviced (kemikaali (aine) reg. nr. andmebaasis ), EINEKS - European Inventon of Existing Commercial Chemical Substances – on kemikaali (aine) reg. nr. Euroopa kaubanduslike ainete loetelus. CAS registri number omistatakse ainele kui see lisatakse andmebaasi, igale CAS numbrile vastab üks ja ainult üks aine. CAS numbri järgi saab Interneti kaudu kätte ka selle kemikaali ohutuskaardi.
Kemikaalide ohutuskaardid : mis need on, milleks neid kasutatakse ja milline on nende kohustuslik sisu.
Ainete iseloomustamiseks antakse selle aine ohutuskaart, millel peavad olema alljärgnevad andmed: 1) identifitseerimine – nimi, valmistaja nimi jm. 2) koostis – keemiline koostis, CAS, EINECS jt nr. 3) ohtlikkus – omaduste kirjeldus jm vajalik 4) esmaabi viisid kemikaali sissehingamisel , allaneelamisel ja sattumisel nahale 5) tegutsemine tulekahju korral 6) õnnetuste vältimise abinõud – reeglid 7) käitlemine ja hoiustamine 8) mõju inimesele ja isikukaitse vahendid 9) füüsikalised ja keemilised omadused 10) püsivus ja reaktsioonivõime – kas aja jooksul muutub struktuur, keemilise reaktsiooni kasv või langus; 11) terviserisk; 12) keskkonnarisk 13) jäätmekäitlemise viisid 14) veonõuded –aineid mis omavahel kergesti reageerivad ei või koos transportida 15) reguleerivad õigusaktid 16) muu teave Ohutuskaardid on mõeldud ohtlike kemikaalide kasutajatele. Need aitavad ettevõtte juhil otsustada vajalike meetmete üle töötajate tervise ja keskkonna kaitsmiseks ning õnnetuste vältimiseks ja nendega toimetulemiseks .
Millised on tüüpilised kontaktkorrosiooni kohad ehitistes, rajatistes ja kommunikatsioonides? Milliste viisidega saav vältida kontaktkorrosiooni ja vähendada kontaktkorrosiooni kiirust ? Näited praktikast (Cu – Fe, Cu – Al, Cu – Zn, Al – Fe jt.).
Kontaktkorrosiooni kohad: vasest veetorud ühendatud teras/tsink/alumiiniumtorudega, terasest torudel messingist ventiilid/kraanid, ühenduses olevad Al ja Cu elektrijuhtmed, alumiiniumtsingist katuseplekk korstnate läheduses või saastunud keskkonnas. Cu-Fe (kuivas ei juhtu midagi , kuid välistingimustes kontaktis vask ja raud) ja Fe-Al (kontaktis raud ja alumiinium). Nii terasplekk kui alumiinium plekk hävib vahetult vaskneedi ja raudpoldi ümber. Kontaktkorrosiooni vältimine (vähendamine) – poltide ja neetide näitel: Poldid ja needid peaksid korrodeeruvas keskkonnas olema samast materjalist kui liidetavad detailid. Kui see ei ole võimalik, tuleb valida need materjalist, mis on liidetava detaili suhtes katoodiks ja et potentsiaalide vahe oleks väike. Polt elektriliselt isoleerida ühendatavatest detailidest. Liitekoht tervikuna isoleerida keskkonnast. Näiteks ei tohi ühendada otseselt Al ja Cu elektrijuhtmeid, messingit terasega, vaskveetorusid terasest veetorudega. 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 terastõmbeneete. Kaitsta saab: 1) panna vahelüliks polümeersest materjalidest torud; 2) ühendada mõnest sulamist torudega, et vähendada potentsiaalide vahet.
Milliseid korrosioonitõrjeid tuleb kasutada uute ehitiste, rajatiste, kommunikatsioonide ehitamisel , ja vanade renoveerimisel? Meetmeid esitada kasutamise järjekorras.
Betooni hooldamine ja korrosioonitõrje: betooni kaitsmine CO2, H2O, Cl- sissetungimise eest pinnakatetega, betooni poorsuse vähendamine ja tugevuse suurendamine pooride täitmise teel, betooni leelistamine uuesti, armatuuri elektrokeemiline kaitse, Cl- väljaviimine betoonist elektrokeemiliselt, armatuuri kaitse inhibiitorite viimisega betooni. Tähtsamad korrosiooni vastu võitlemise vahendid: 1. Korrosioonikindlate sulamite kasutamine. Teras muutub korrosioonikindlaks mitmete legeerivate metallide mõjul. Kõige tuntum on kroom (10-30%) sisaldav nn. Roostevaba teras. Terase korrosioonikindlust suurendavad veel räni-, nikli-, titaani- ja mangaanisisaldus. 2. Korrosioonikindlate metallkatete kasutamine. Metalli pind kaetakse korrosioonikindlama värvilise metalli kihiga. Kaitsekiht kas tekitatakse elektrolüütiliselt (kroomimine, nikeldamine, hõbetamine, kuldamine), sulametalli sisse kastmisel (tinatamine, tsinkimine) või pihustamisel (alumineerimine). Kroomimist (auto iluliistud) ja väärismetallidega katmist rakendatakse ka dekoratiivsel eesmärgil. 3.Mittemetalsete kaitsekatete kasutamine. Sel juhul isoleeritakse metalli välispind ümbritsevast keskkonnast õli-, värvi-, laki- või emailikihiga. Värvi- ja lakikihid annavad esemele dekoratiivse välimuse ja kaitsevad korrosiooni eest. Tõhusa korrosioonikindlusega on kuumuskindlad emailkatted.

.DOCX Laadi alla originaalfail 30 lk · .docx · 310 allalaadimist

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #1

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #2

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #3

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #4

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #5

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #6

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #7

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #8

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #9

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #10

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #11

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #12

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #13

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #14

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #15

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #16

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #17

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #18

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #19

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #20

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #21

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #22

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #23

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #24

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #25

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #26

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #27

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #28

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #29

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused #30

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

~ 30 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2011-04-13 Kuupäev, millal dokument üles laeti

310 laadimist Kokku alla laetud

2 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Helen Männamets Õppematerjali autor

Põhjalik materjal

keemia materjal materjaliõpetus

Sarnased õppematerjalid

docx

Konspekt eksamiks

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

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Keemia eksam 2011

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

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Keemia ja materjaliõpetuse eksam 2011

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

Keemia ja materjaliõpetus

docx

Nimetu

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

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Eksami abimees!

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

Keemia ja materjaliõpetus

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

docx

Keemia kordamisküsimustele vastuseid 2010/2011

olulisemad objektid ja mõjutegurid. Tavaelus on kõigile hästi tuntud süsteemid nagu: haridussüsteem, tervishoiusüsteem, keskküttesüsteem, ventilatsioonisüsteem, elektrisüsteem, sidesüsteem, Elementide ja nendest moodustunud lihtainetel on enamikel juhtudel üks ja seesama nimi, seetõttu selgita alati endale ja teistele nii sõnas kui kirjas, kas on tegemist mingi elemendi aatomitega mõnes aines või selle elemendi aatomitest moodustunud puhta lihtainega. 2. AINE ja MATERJAL Aine on osake, mis omab massi ja mahtu, võib esineda nii puhtana kui ühendites. (prooton, neutron) Materjal on keemilisest seisukohast mistahes keemiline aine, mille kasutamisel (töötlemisel) ei toimu keemilisi muutusi. (alumiiniumpotid) Tavatingimustel: 20C ja 1atm. Kõik ained mis on vedelas olekus on võimalik viia üle tahkesse, kuid mitte gaasilisse olekusse. (osad ained lagunevad temp. tõustes ja rõhu langedes.) Tahkeid

Keemia ja materjaliõpetus

doc

Keemia ja materjaliõpetuse eksami küsimuste vastused

Keemia ja materjaliõpetus - Küsimused ja vastused 1.Sõnastage ja seletage järgmised keemia põhiseadused jne 2.Aine ja materjali mõiste. 3.Liht ja liitainete, 4.Aine Valemite mõiste ja sel. 5.Ainete ja materjalide isel.: 6.Aatomi, molekuli, iooni jne.: 7.Gaasi ja auru mõiste jne.: 8.Vedeliku mõiste jne.: 9.Vedelike voolavuse, visk.: 10. Vedelate lahuste ...: 11. Ainete vees lahustuvuse isel.: 12. Loodusliku vee koostis 13. Vee dissotsiatsioon.: 14. Millised ained on happed 15. Millist ainet ja materjali nimetatakse tahkeks.: 16

Keemia ja materjaliõpetus

Rohkem sarnaseid