Keskkonnakeemia spikker (1)

Faasid - ruumiliselt üksteisest eraldatud homogeensed süsteemiosad.
Faasisiire e. Faasiüleminekud on aine üleminek ühest faasist teise. Faasiüleminek toimub, kui on tegemist aine agregaatoleku või kristall-modifikatsiooni muutustega. (faasiüleminekud toimuvad kindlal temperatuuril ja rõhul.
Keemistemperatuur - temp. Mille korral aururõhk saab võrdseks välisrõhuga.(mida madalam rõhk seda madalam keemit
Aurustumine ja kondenseerumine- Iga vedeliku ja ka (tahkeaine)kohale tekib tema aur. Osa vedeliku molekulidest läheb gaasilisse faasi ja sealt uuesti vedelikulisse faasi. Gaasi vedeliku kohal nim. auruks. Kui aurustumine ja kondenseerumine saavad võrdseks siis jõuab süsteem tasakaaluolekusse.(kõrge aururõhuga aineid nim. lenduvateks. AURUFAASIKS alla
Aururõhk- vedeliku või tahke ainega tasakaalus oleva auru rõhk. Mis iseloomustab aine molekulide konsentratsiooni
Aurustumissoojus (kj/mol)- on energiahulk mis on vaja ühe mooli vedeliku aurustumiseks keemistemperatuuril.
Sulamistemp.- on temp. mille juures on tahke ja vedel faas tasakaalus rõhu 1 atm. Korral. Aine sulamissoojus on energiahulk ,mis on vajalik 1 ühe aine mooli sulatamiseks sulamistemperatuuril .(enamus tahketest ainetest tahkumisel vähendavad ruumala ja tihedus suureneb erandiks on vesi).
Sublimatsioon - nim. tahke aine üleminek gaasilisse faasi jättes samas läbimata vedelikulise faasi
Olekudiagrammid- seovad erinevate faaside püsivuspiirid suletud süsteemis. Tihti kasutatakse p-T diagrammi . Olekudiagrammilt saab määrata aine olekut erineval temp. ja rõhul samuti keemis ja sulamistemp. Erineval rõhul.
Kolmikpunkt- punkt kus tahke vedelik ja gaas on tasakaalus. Nende kõik parameetrid on selles punktis võrdsed.
Kriitiline punkt- kõrgeim rõhu ja temp. kombinatsioon, mille korral gaasifaas ja vedelikufaas on tasakaalus.
Kriitiline temp. on temp millest kõrgemal ei saa aintud aine eksisteerida vedelas olekus (374°C j)
Kriitiline rõhk- on vedeliku maksimaalseks võimalikuks aururõhuks. Kriitilisest temp. kõrgemal eksisteerivat olekut nim. superkriitiliseks olekuks.
Kahekomponendilised süsteemid- sageli on kasutussel diagrammid kahemõõtmelises teljestikus. Praktikas on rõhk muutumatu olles = välisrõhuga. Eksisteerivad alad kus on tasakaalus kaks faasi. Diagrammilt saab lugeda temp. antud kahest ainest koosnev segu sulab või aurustub ning milline on seejuures tekkiv auru ja vedeliku faasi koostis.
Lahjendatud lahuse omadused:i) vedelik keeb temp. , mille juures tema aururõhk saab võrdseks välisrõhuga.. ii)vedeliku külmumine algab temp. mille juures vedeliku ja tahke aine aururõhud võrdsustavad. iii) kõik puhtad vedelikud külmuvad ja keevad püsiva rõhu juures kindlal temperatuuril.
Ideaalseld lahused- nende moodustamisel ei esine ruumala ega soojusefekte .
Raoult´i seadus- aine aururõhk ideaalse kohal on võrdne puhta aine aururõhk ja moolimurru korrutisega vedelas faasis. Lahuse aururõhk kui puhta lahusti aururõhk. Lahustunud ained alandavad lahuse külmumistemperatuuri. Lahuse üldine aururõhk on võrdne komponentide aururõhuga.
Lahuse külmumine ja keemine
1)Lahjendatud lahuse külmumistemp. alanemine on võrdeline lahuse molaalsusega.
2)Lahjendatud lahuse keemistemperatuuri tõus on võrdeline lahuse molaalsusega.
3)isotoonilisustegur i arvestaab mittelenduvate osakeste hulga suurenemist lahuses elektrolüüdi dissotseerumise tule
Difusioon-soojusliikumisest tingitud iseeneslik aineosakeste liikumine kõrgema kontsentratsiooniga aladelt madalama kontsentratsiooniga aladele .
Osmoos-lahusti ühesuunaline liikumine läbi poolläbilaskva membraani puhtast lahustist lahusesse.
Pöördosmoos-kui lahusele rõhku mis on suurem osmoosest rõhust, sunnitakse lahuusti molekule üle minema lahustist lahusesse.
Redoksreaktsioonid : Esineb kahte tüüpi keemilisi reaktsioone. Ühtedes ei muutu reageerivate ainete koostisse kuuluvate elementide oksüdatsiooniaste,
Teist tüüpi reaktsioonides aga elementide oksüdatsiooniaste muutub,
Selle reaktsiooni tulemusena suureneb tsingi oksüdatsiooniaste 0-lt II-le, vesiniku oksüdatsiooniaste väheneb I-lt 0-le. Redoksreaktsioonides toimub samaaegselt kaks protsessi - oksüdeerumine ja redutseerumine.
Aineid (aatomeid vōi ioone), mis loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijateks.
Elektronide loovutamise tulemusena redutseerija ise oksüdeerub.
Redoksreaktsiooni vōrrandi koostamiseks on esiteks tarvis teada nii lähteainete kui ka
lōppsaaduste keemilisi valemeid. Teiseks on vaja määrata reaktsioonist osavōtvate elementide
oksüdatsiooniastmed enne ja pärast reaktsiooni toimumist . Oksüdatsiooniastme arvutamisel tuleb arv:
1. Ühendis elementide aatomite oksüdatsiooniastmete summa on võrdne nulliga
2. Lihtainete oksüdatsiooniaste on null
3. Keemilises ühendis vesiniku o.a. on I (välja arvatud aktiivsete metallide hüdriidides)
Kolmandaks määrata, milliste elementide o.a. muutub reaktsiooni käigus. Neljandaks koostada vastavad oksüdatsiooni- ja reduktsiooniprotsesse väljendavad elektronvōrrandid ja leida koefitsiendid oksüdeerijale, redutsee
Tavalised keemilised redoksreaktsioonid toimuvad ühtlaselt kogu lahuse vōi gaasi faasis. Galvaanielemendis on reduktsioonireaktsioon ruumiliselt eraldatud oksüdatsioonireaktsioonist. Elektroodi potentsiaal. Metalli (elektroodi) viimisel selle metalli ioone sisaldavasse lahusesse algab lahuse ja metalli vahel osakeste vahetamise protsess. Aktiivse metalli, näiteks tsingi, kristallvōrest väljuvad katioonid ja siirduvad lahusesse. Elektronid jäävad metalli ja annavad sellele negatiivse laengu.
Metallide reastamisel standardpotentsiaali E° väärtuse järgi saadakse metallide pingerida , mis iseloomustab metallide keemilist aktiivsust:
1. Mida negatiivsem on antud metalli standardpotentsiaal, seda aktiivsem on ta keemiliselt
ning seda tugevamad on tema taandavad omadused.
2. Iga metall tōrjub pingereas temale järgnevad metallid nende soolade vesilahustest välja.
3. Metallid, mille standardpotentsiaal on negatiivne, tōrjuvad lahjendatud hapetest välja gaasilises ve..
Keemilised vooluallikad: Keemilised vooluallikad on galvaanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks.
Akuks nimetatakse korduvat laadimist ja tühjenemist võimaldavat galvaanielementi.
Galvaanielemendid. Galvaanielemendiks nimetatakse seadeldist, milles keemilise reaktsiooni energia muudetakse elektrienergiaks. Element koosneb kahest vastavasse elektrolüüdilahusesse paigutatud elektroodist, mis on omavahel ühendatud metalljuhtmega, elektrolüüdilahused aga on ühendatud elektrolüüdisillaga. Üheks näiteks võib olla element, kus tsinkplaat on tsinksulfaadi lahuses ja vaskplaat vasksulfaadi lahuses.
Galvaanielemendi elektromotoorjōud on määratud elektroodide potentsiaalide vahega
Korrosiooniks nimetatakse metallide keemilist hävimist ümbritseva keskkonna toimel. Metallide korrosiooni jaotatakse keemiliseks ja elektrokeemiliseks.
Keemiline korrosioon toimub tavaliselt kuivades gaasides või mitteelektrolüütidest vedelikes, kus metallid reageerivad otseselt agressiivsete komponentidega või oksüdeerijatega. Praktikas on see tähtis näiteks kuivas õhus kõrgematel temperatuuridel.
Elektrokeemilise korrosiooni korral koosneb protsess kahest omavahel seotud keemilisest reaktsioonist, mis toimuvad metalli kokkupuutel elektrolüüdilahusega. Anoodireaktsioonis läheb metall ioonidena lahusesse ja vabanevad elektronid.
Korrosiooni kiirus on seda suurem, mida kaugemal teineteisest asuvad pingereas galvaanilise paari moodustanud metallid. Korrosiooni mōjutab ka lahustunud elektrolüüt - mida tugevam see on, seda suurem on korrosiooni kiirus.
Elektrolüüs-ainete lagunemine elektrivoolu toimel. Anood+ ja Katood -.... Elektrolüütide vesilahused : Katoodil redutseeruvad väheaktiivsed metallid, aktiivsed metallid ei redutseeru, redutseerub vesi(H2O) 2H2O+2e→2OH- + H2 Anoodil oksüdeeruvad anioonid. Halogeenidel anoonid, tekib vastav mittemetall (NaCl vesilahus )
Aine keemilist lagunemist alalisvoolu läbijuhtimisel elektrolüüdilahusest vōi sulatatud elektrolüüdist nimetatakse elektrolüüsiks. Alalisvoolu läbijuhtimisel elektrolüütide lahusest vōi sulatatud elektrolüüdist liiguvad katioonid katoodile ja anioonid anoodile. Elektroodidel ioonid kaotavad oma laengu ja muutuvad neutraalseteks osakesteks.
Elektrolüüsiprotsesside detailsemaks käsitlemiseks liigitatakse elektrolüüsi järgmiselt:
1) elektrolüüs sulatatud soolades,
2) elektrolüüs vesilahustes inertsete elektroodidega
3) elektrolüüs vesilahustes metallelektroodidega.
1. Sulatatud soolade elektrolüüsil redutseerub katoodil metall ja anoodil oksüdeerub anioon.
2. Elektrolüütide vesilahuste elektrolüüsil vōtavad elektrolüüsiprotsessist osa ka vee molekulid. Inertsed elektroodid esinevad elektrolüüsiprotsessis ainult laengute edasikandjatena ja ise protsessi käigus keemiliselt ei mu
3. Metallelektroodide kasutamise korral soolade vesilahuste elektrolüüsil on eriti oluline anoodi materjal. Kasutatakse lahustuvaid (Cu, Zn, Ni) ja mittelahustuvaid anoode.
Orgaaniliste ainete liigitus: Süsivesinikud- sisaldavad ainult C ja H aatomeid. Funktsionaalrühmi sialdavad ühendid- sisaldavad lisaks O, N ka teisi aatomeid.
Alkaanide omadused: 1)põlemine- metaan, bensiin 2)Pürolüüs- krakkimine 3)halogeenimine- CH4+Cl2→CH3Cl+HCl 4) vees halvasti lahustuvad
Alkeenid- süsinike vahel kaksikside ; Alküünid- süsinike vahel kolmikside
Aromaatsed süsivesinikud ehk AREENID n: benseen
Polümeer on kõrgmolekulaarne ühend, mille makromolekul koosneb korduvatest väiksematest struktuuriühikutest - monomeeridest. Näiteks: monomeeri eteeni CH2=CH2 polümerisatsioonil saadakse polüetüleen(-CH2-CH2-)n
n- polümerisatsiooniaste ehk liitunud monomeeride arv.
Polümeeride füüsikalis-keemilised omadused on määratud suuresti ahela geomeetriaga: lineaarsed polümeerid lahustuvad orgaanilistes lahustites ja kuumutamisel sulavad. Ruumilised ei lahustu ega sula. Hargneva ahelaga käituvad väga erinevalt. Mida vähem on kõrvalahelaid, seda suurem on sarnasus lineaarse ahelaga polümeeri omadustele. Polümeeri pikk ahel ei ole tavapäraselt sirges olekus, vaid on ümbritsevate molekulide mõjutuste tõttu keerdunud puntraks. Polümeeride olekut iseloomustab molekulide pakkimuse kord ning tihedus . Esindajad: Polüetüleeni ; Polüstürooli; Polüvinüülkloriidi (PVC); Polütetrafluoroetüleen; Kautšukid saadakse dieenide polümerisatsioonil ja neil on põhiahelas kaksikside; Polüamiidid ;
Pihussüsteemid-kahest või enamast faasist koosnevad süsteemid kus üks on ühtlaselt pihustuna jaotunud teisele. Osakeste kogupindala ja ruumala suhe suur.Süsteem kus üks aine on pihustunud ja ühtlaselt jaotunud nim. pihussüsteemiks ehk dispergeeritud süsteemideks.
Koloidsüsteemide jaotus: I Lüofiilsed(hüdrofiilsed) tugev vastastoime makromolaarsete ainete lahused. II Lüofiilsed –nõrk vastastoime III Assotsieerunud kolloidid: seebid
Koloidosakese laengu tekkimine: Ioniseeruvad rühmad osakeste pinnal.
Vee puhastamine: Koagulatsioon- osakeste ühinemine suuremateks elektrostaatiliste tõukejõudude vähendamisel.
Flokulatsioon-osakeste ühinemine”siduvate”osakeste kaudu.
Kaogulatsioon- kutsub esile ioon , mille laeng on vastasmärgiline osakese laengule.
Tiksotroopia-välismõju tagajärjel sisemine struktuur laguneb ja süsteem läheb üle sooliks.
Sorptsioon- mingi komponendi isevooluliselt kulgev kogunemine faasidevahelisele piirpinnale.
Adsorptioon-komponentide konsentratsiooni muutus pindkihis faaside sisemisekontsentratsioon
Adsorbent - faas mille pinnal adsorptsioon toimub