www.eaei-ttu. extra .hu
Keemia ja materjaliõpetus
Kokkusobivus sõltub ainete ja materjalide omadustest ja
keskkonna omadustest, milles ained või materjalid on kokkupuutes.
Puhaste ainete ja materjalide omadused sõltuvad ainete ja
materjalide elementkoostisest ja sisestruktuurist.
Materjal on keemilisest
seisukohast mistahes keemiline aine,
mille
kasutamisel (töötlemisel) ei toimu keemilisi muutusi.
Keemiliste omaduste
olulisus sõltub vastava aine või
materjali kasutamise eesmärgist (viisist) või käitlemise ja
hoidmise tingimustest.
Teades mingi aine või materjali omadusi nii üldisemalt kui
täpsemalt, on võimalik määratleda:
nende mõju ümbritsevale keskkonnale ja vastupidi – keskkonna toime neile
erinevate materjalide omavahelist kokkusobivust või kokkusobimatust.
Kokkupuutes (eriti niiskes keskkonnas) ei tohi olla Cu ja Al; Cu ja
Fe; Cu ja Zn; Fe ja Al ja Betoon ja Al.
Keemia karisid
Aatomite liigil ja nendest moodustunud lihtainetel on enamikel juhtudel ühesugune nimi.
Nii puhaste ainete kui ainete segude koostise väljendamine teatud ühendite kaudu, milliseid konkreetne aine ei pruugi üldse sisaldada
Ühel ja samal tähisel ja mõistel võib olla erinevates valdkondades sageli erinev sisu.
[Ainete klassifikatsiooni tabel internetis]
Ainete ja materjalide tähistamine
Nimi
Nimi ei anna informatsiooni ei aine päritolu, kasutamise ega omaduste kohta
Nimes sisaldub mingisugune informatsioon selle aine kohta
Kaubanduslik ( kommerts )nimetus. Reeglina ei sisalda mingisugust infot.
Valem
EMPIIRILINE (LIHTSAIM) Näitab ühendisse kuuluvate aatomite arvu vahekorda vähimate täisarvudega, ka elementide gruppide vahelist suhet.
STRUKTUURVALEM Lisaks elementide ja elementgruppide suhtele näitab ka kuidas need on omavahel seotud.
Tähtede ja numbrite kombinatsioon. Saab identifitseerida käsiraamatute abil.
Nomenklatuursed nimetused. Standardiseeritud on puhaste ainete nimetused. Nimetused on välja töötatud organisatsiooni JUPAC poolt.
Kemikaal – aine, mida kasutatakse või valmistatakse
(toodetakse) keemilises protsessis
Mineraal – anorgaaniline aine, mida leidub looduses
Süsteem – ruumi osa, mis võib olla piiratud piirpindadega
(suletud süsteem) või mitte (avatud süsteem).
Homogeenses süsteemis –või segus on süsteemi(segu)
mistahes keemiline koostis ja struktuur ühesugune.
Heterogeenne süsteem või segu koosneb kahest või enamast
kas keemilise koostise või struktuuri poolest erinevast homogeensest
osast (faasist).
Faas – ühtlane piirpindadega eraldatud süsteemi osa. 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.
Kolloidne süsteem – osakeste suurus 1-1000nm
Ainete tähistamine juriidilistes ja
tehnilistes dokumentides
Lisaks keemilistele tähistustele on võetud täiendavalt kasutusele
mitmed numbrilised tähistused (koodid), milledest tähtsamad on CAS
ja EINEKS.
Sertifikaadid
Dokument, mille annavad välja sertifitseerimisasutused mingi materjali või toote kohta ning tuuakse ära, millistele peamistele tingimustele see vastab
Ka nimetatakse sertifikaadiks dokumenti, mis on kaasas iga aine ja materjali partiiga
REACH nõuded
Kemikaale, milliseid toodetakse või imporditakse tootja või importija poolt > 1 tonn aastas, registreerimine
Ainete ja kemikaalide hindamine
Eriti ohtlike ainete kasutamise autoriseerimine
Teatud ainetega kasutamisega kaasnevad piirangud
Seejuures peab ühe ja sama kemikaali kasutamiseks erinevate
ettevõtete poolt olema igal registreerimistunnistus, kui:
kemikaali kasutatakse erinevateks otstarveteks
kemikaali kasutatakse küll samaks otstarbeks, kuid tehnoloogiline protsess on erinev
Gaasid
Gaasilise agregaatoleku mõtteliseks mudeliks on valitud ideaalgaas –
kaootilises soojusliikumises olev molekulidest koosnev süsteem.
Gaas on aine, mis normaalrõhul ja toatemperatuuril on
täielikult gaasilises olekus.
Aur on selline aine gaasilises olekus, mille keemistemperatuur
on kõrgem kui toatemperatuur.
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 temperatuurist ja rõhust. Gaas
avaldab anuma seintele püsivat rõhku, mis on kõikides suundades
ühesugune.
Gaaside seadused – matemaatilised suhted gaaside
temperatuuri, rõhu ja ruumala vahel.
Gaaside käitumist iseloomustatakse kriitilise temperatuuri ja
rõhuga.
Kriitiline temperatuur – temperatuur, millest kõrgemal ei
saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega.
Kriitiline rõhk – rõhk, mille korral gaas on nii vedelas
kui gaasilises olekus, s.t. vedela ja gaasilise oleku vahel on
tasakaal.
Difusioon - soojusliikumisest tingitud protsess, mis viib
kontsentratsioonide ühtlustusemine väikeses ruumis.
Kolloidide klassifikatsioon
Pihustatud aine olek
GAAS
VEDELIK
TAHKE
Pihus-tus-kesk-kond
GAAS
Vedel aerosool
udu, pilved , atmosfäär
Tahke aerosool
suits
VEDELIK
Vaht
vahukoor , seebivaht
Emulsioon
majonees, kätekreem
Kolloidne suspensioon
piim, värvid, tint
TAHKE
Tahke vaht
vahtpolüstürool
Geel
või, juust, tarrendid
Tahke kolloid
rubiinklaas
Väävelvesinik ( divesiniksulfiid ) – H2S
Tekib looduses ja tehissüsteemides peamiselt väävli aatomeid
sisaldavatest ainetest väävlibakterite toimel.
Äärmiselt toksiline gaas
Konsentratsioonil >1000 ppm (miljondikosa)
seiskub kohe hingamine
Konsentratsioonil 800 ppm saabub 50% inimestel surm 5 min jooksul
Konsentratsioonil 0,0047 ppm tunneb 50% inimesi mädamuna lõhna
Keskmine H2S sisaldus õhus on 0,0001+0,0002 ppm
H2S tekke ja kogunemise kohad
Põhjavee šahtkaevud ja mineraalvee allikad, sest bakterid toodavad
Kanalisatsioonikaevud ja –trassid avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all
Kommunikatsioonikanalid ja –kaevud avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all
Nafta ja naftasaaduste mahutid
Heitvee mahutid
Täitepinnased
NB! On bakterid, mis toodavad H2S-st väävelhapet.
Seetõttu võib H2S olemasolu süsteemis kiirendada
kõikide konstruktsioonimaterjalide korrosiooni, millised ei ole
vastupidavad H2SO4 toimele.
Veeaur õhus
Absoluutne õhuniiskus g/H2O*m-3
Suhteline niiskus %
Tegelik veeauru rõhk temp t1/küllastunud veeauru rõhk temp t1*100=%
Veeauru tegelik sisaldus temp t2,g*m-3/maksimaalne veeauru sisaldus temp t2, g*m-3*100=%
Küllastatud veeauru rõhk sõltub ainult temperatuurist
Kastepunktid
Temperatuuri, mille juures õhus olev veeaur
kondenseerub, nimetatakse kastepunktideks.
Veeaur kondenseerub siis, kui veeauru rõhk ületab küllastunud
veeauru rõhu.
Kastepunkt on temperatuur, mille juures õhu tavarõhu (ca 1 atm) korral moodustub kondensaat
Rõhu kastepunkt on rõhk, mille juures tavarõhust erineva rõhu juures veeaur hakkab kondenseeruma.
Kondensaadi arvutusvõrrand tuleneb Boyle ’i-Marioette seadusest ´
Auru rõhk vedeliku kohal
Suletud süsteem saabub küllastunud olek
Avatud süsteem
Õhu suhtelise niiskuse mõõtmine. Võrreldakse märja ja kuiva
termomeetri näitusid.
Vedelikud
On ained, mis voolavad raskusjõu mõjul. Voolamine on osakeste
ühesuunaline liikumine üksteise suhtes raskusjõu mõjul.
Viskoossuseks nimetatakse takistust voolamisel, s.t. mida
väiksem on viskoossus , seda kiiremini, mida suurem, seda aeglasemalt
voolab. Viskoossus määratakse vedeliku välja voolamise kiirusega
anumast läbi peenikese ava.
Pindpinevus on jõud, mis rakendub vedeliku pinnaosakestele ja
on suunatud vedeliku mahus sisse
Aine märgamine ja mittemärgamine sõltub jõust osakeste vahel vedelikus ja jõust vedeliku osakeste ning pinna osakeste vahel.
Kapillaartõusu kõrguse valem
γ-pindpinevus; ρ-vedeliku tihedus
Vedeliku kapillaartõusu kõrgust on võimalik reguleerida muutes
vedeliku pindpinevust või muutes kapillaaride läbimõõtusid.
Kohesiooni jõud - jõud osakeste vahel vedelikus
Adhesiooni jõud – jõud vedeliku osakeste ja pinna osakeste
vahel
Elavhõbedat saab kõige edukamalt korjata puhta
vaskplekiplaadiga.
Pindaktiivsed ained lahustes
vähendavad lahusti pindpinevust
Kasutatakse kõikides pesemisvahendites.
Looduslik vesi
Peamised koostisained H2O, Ca2+, Mg2+,
Fe3+, Na+, K+, HCO3 +,
Cl-, SO42-, H+, OH+
+ tahked peendispersed ained ja mikroorganismid. Vee kuumutamisel üle
650C HCO3+ laguneb ja peale Ca
iooniga reageerides tekib CaCO3. Vesinikkarbonaadi lagunemine kõrgematel kui 650C ja sealjuures
kaltsiumkarbonaadi tekkimine kulgeb suhteliselt aeglaselt, seega ei
ole ka vee keetmisel võimalik täielikult eemaldada
karbonaatioonisid. Loodusliku vee aurumisjääk sisaldab
kaltsiumkarbonaati.
Lahused
Lahus – kahest või enamast ainest koosnev homogeenne
süsteem
Lahusti – on lahustes enamikel juhtudel see aine, mida on
rohkem massi- või mahuprotsentides.
Erandiks on vesilahused , milledes on lahustajaks alati vesi,
vaatamata tema sisaldusele lahuses.
Lahusti lahustamisomadused sõltuvad:
lahusti molekulide polaarsusest
lahustamata aine struktuurist
Lahustamise põhireegel: sarnane lahustab sarnast
Lahustumisprotsess – protsess on lahustumine kui lahusest
lahusti eraldamisel jääb alles lahustunud aine
Lahuste klassifikatsioon
Elektrijuhtivuse järgi ( ioonsed või molaarsed – viimased elektrit ei juhi)
Küllastamata või küllastunud lahus – aine lahustuvuse määrab küllastunud lahuse kontsentratsioon
Üleküllastunud lahus – kui lahusesse viidud kristallike
kutsub esile lahustunud aine kristallatsiooni
NB! Käsiraamatutes ja internetis on antud andmed aine
lahustuvuse kohta puhtas lahustis , kui lahustis on veel teisi aineid,
siis lahustuvuse andmed ei ole kasutamiseks kõlbulikud, sellisel
juhul tuleb endal määrata lahustuvus eksperimentaalselt.
1 atm
Osmoos – lahusti molekulide ühesuunaline difusioon läbi poorse vaheseina
Osmoosne rõhk on võrdeline lahuste temperatuuri ja kontsentratsiooniga
Elektroosmoos – elektriväli kiirendab osmoosi
Vee disotsiatsioon
Lihtsustamise eesmärgil
Tasakaalukonstant ;
nurksulud tähistavad molaarset kontsentratsiooni
Vesinikeksponent
pH>7 aluseline keskkond; pH500
μm ja tolmus 10-30 μm
Pulbrilise keha tugevus oleneb autoadhesioonist, molekulaarjõududest,
elektrilistest jõududest ja kapillaarjõududest.
Hüdrofiilne pind märgub paremini kui hüdrofoobne pind. Kui pind on
hüdrofoobne, siis on võimalik süsivesinikega võimalik tõrjuda
vesi pinnalt ära. Kõik metallide puhtad pinnad on hüdrofoobsed,
peale korrosiooni tekkimist muutub pind hüdrofiilseks.
Autoadhesioon – osakeste iseeneslik omavaheline liitumine.
Molekulaarjõud – osakeste vahel tüki sees
Elektrilised jõud – tingitud laengute omavahelisest mõjust
Kapillaarjõud – mõjuvad siis, kui pulbris on vedelikku
Pulbrite omadused jaotatakse 3 gruppi:
I grupp: keemiline koostis, struktuurne koostis, geomeetrilised parameetrid , autoadhesioon ja hõõrdejõud
II grupp: pulbri kui terviku omadused – fraktsiooniline koostis
suuruse järgi, osakeste pakkimise tihedus (mahukaal), tugevus
tõmbele, takistus nihkele, sisehõõrdekoefitsient
III grupp: pulbrite tehnoloogilised omadused – pulbrite
kasutamisel, pulbri omadust mõjutavad, tehnoloogilist omadust
Pulbrites kasutamine praktikas: kuivsegud , portlandtsement, pulbermetallurgia ,
Pulbrite lahutamine
I osakeste suuruse järgi
sõelumine
mikroskoopia – mikroskoobi all loetakse osakeste arv vastavas suuruse vahemikus
sedimentatsioon – s.o. settimiskiiruse järgi vedelikus
II erikaalu järgi
erineva tihedusega vedelikes
õhu voolus – kergemad osakesed liiguvad kiiremini
III magneetiliste omadute järgi
IV osakeste pinna energia järgi – protsessi nimetatakse
flotatsiooniks
Kuivsegud
Koosnevad pulbrist a peentäitematerjalist, tuleb arvestada, et
pakendite seismisel ja transportimise käigus toimub segu
fraktsioneerumine. Sellest tulenevalt tuleb korraga kasutada tervet pakendit ja korralikult segada.
Poorsus (avatud) pooride maht jagatakse üldmahuga
Efektiivne tihedus – mass jagatakse täismahuga
Tegelik tihedus – mass jagatakse mahuga, millest on
lahutatud pooride maht
Aglomeraat – kõrge temperatuuri all pressitud pulber
Adsorbtsoon – ainete iseeneslik kogunemine tahke aine
pinnale vedelast ja gaasilisest keskkonnast, põhjustatud tahke aine
pinna energiast, mida suurem on tahke aine eripind, seda rohkem on ta
võimeline aineid siduma. Võib olla füüsikaline või keemiline.
Füüsikalise adsorbtsiooni puhul on side nõrk ja on võimalik
regenereerida. Keemilise puhul vastupidi.
Keemiline reaktsioon – protsess, mille käigus tekib uus
aine, keemilise reaktsiooni korral peab katkema mõni vana side
osakeste vahel ja tekkima mõni uus.
Molekulid peavad põrkuma, et nad reageeriksid ning omama
küllaldaselt energiat, et molekulidevahelised põrked oleksid
efektiivsed. Seega reageerida „jõuavad” küllalt aktiivsed
molekulid, millel on teatud energia liig võrreldes antud molekulide
keskmise energiaga. Temperatuuri tõustes kasvab „aktiivsete
molekulide” hulk. Energiat, mis on vajalik selleks, et reageerivate
ainete ühes moolis sisalduvad molekulid ära reageeriks, nimetatakse
aktivatsioonienergiaks.
Reaktsioonide klassifikatsioon
Lõpuni minevad ja tasakaalureaktsioonid ehk mittepööratavad ja
pööratavad reaktsioonid.
Pööratavad reaktsioonid ei kulge lähteainete täieliku üleminekuni saadusteks .
Näiteid praktiliselt mittepööratavate ioonireaktsioonide kulgemise kohta:
Sademe teke
Lenduva ühendi teke
Kompleksiooni teke
Nõrga elektrolüüdi teke
Redoksreaktsioonid
Oksüdeerija – osake, mis liidab elektrone (Cl2, O2,
O3, Br2, H2O2, CrO3, Cr2O72 -, ClO4+,
NO3-)
Redutseerija – osake, mis loovutab ioone (C, CO, H2,
H2S, Na, K, Mg, Al, SO2, Sn2+, Zn, SO32 -)
Keemilise reaktsiooni kiirus
Oleneb nii homogeenses kui heterogeenses süsteemis:
Temperatuurist
Kontsentratsioonist
G Ainult heterogeenses süsteemis
aaside ja aurude korral nende rõhust
Faaside kokkupuutepind
Reaktsiooniproduktide difusioonikiirus faasi sügavusse
Kaheaatomiliste gaaside dissotsiatsioonienergia
Keemilise reaktsiooni kiirust mõõdetakse reageerivate ainete
kontsentratsiooni muutusega ajaühikus. Temperatuuri tõusmisel 10
kraadi võrra kasvab reaktsiooni kiirus 2-4 korda.
Keemiline tasakaal
Keemiline tasakaal on pöörduva reaktsiooni olek, kus pärisuunalise
ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused on võrdsed.
Tasakaalulises süsteemis tasakaalu nihkumine toimub selles suunas,
mis toimub vastu välisele muutusele.
kontsentratsiooni muutuse mõju
temperatuuri muutuse mõju
rõhu muutumise mõju – kui reaktsiooni kulgemisel mahud ei muutu, ei olene reaktsiooni tasakaalu nihkumine rõhust
Katalüüs
Katalüsaator – on keemilise reaktsiooni kiiruse muutumist
põhjustav aine või keha
Inhibiitor – e. negatiivne katalüsaator on reaktsiooni
kiirust vähendav aine
Katalüüs – on reaktsiooni kiiruse muutumine katalüsaatori
toimel
Homogeense katalüüsi puhul on katalüsaator kui ka
reageerivad ained samas faasis (reaktsioonid lahustes ja gaasides )
Heterogeense katalüüsi puhul on katalüsaator ja
reageerivad ained erinevates faasides. Katalüsaator on enamasti
tahke aine. Ainetevaheline reaktsioon toimub katalüsaatori pinnal.
Bioloogilised katalüsaatorid on ensüümid.
Katalüsaatorite omadused:
Katalüsaator ei mõjuta reaktsiooni stõhhiomeetriat
Katalüsaator muudab võrdsel määral nii päri- kui ka vastassuunalise reaktsiooni kiirust
Katalüsaator mõjutab reaktsiooni mehhanismi. Aktiveerimisenergia väheneb.
Katalüsaator suurendab ühe reaktsiooni kiirust, kuid ei suurenda teise sarnase reaktsiooni kiirust
Keemiliselt osaleb reaktsioonis: ühes reaktsiooni staadiumis kasutatakse ja teises staadiumis regenereerub. Katalüsaatorit saab kasutada korduvalt.
Promootorid – lisandid (ained) katalüsaatori massis,
mis suurendavad katalüsaatori aktiivust
Keemia ja energia
Keemilise reaktsiooni põhitunnus: igale keemilisele reaktsioonile
kaasneb kas energia eraldumine või neeldumine , Enamikel juhtudel
energia eraldub või neeldub soojusena. Reaktsiooni soojusefekt ei
sõltu sellest, kas reaktsioon kulgeb ühes astmes või läbi mitme
vaheastme.
Entalpia – püsival rõhul toimuva protsessi soojusefekt.
Ühikuks on energia ühik KJ.
Põlemissoojus – aine täielikul põlemisel eralduv
soojushulk. Praktikas kasutatakse orgaaniliste ainete põlemissoojuste
asemel mõistet kütteväärtus.
Valguse osa keemilistes reaktsioonides.
Fotosüntees
Valgus aktiveerib mõne reaktsioonist osa võtva aine osakest
Klassikaline fotograafia
Kütteväärtused: puit – 2700 - 4500 ; põlevkivi – 1500-8200;
kivisüsi – 500-8200; nafta – 10400-11000, mootorikütus ( diisel )
– 10000-10700; bensiin – 10450-11250; toiduõli – 7400
Mehaaanoeemia
Ainete aktiveerimine mehaanilise energia abil. Kasutatakse järgmisi
metoodikaid:
ainete põhiliselt pulbritena, töötlemine valtsveskis suure surve all
ainete – pulbrid , vedelikud töötlemine löökveskis
Elektrokeemia
Uurib ja tegeleb keemiliste protsessidega, mille käigus saab
elektrivoolu ja millised toimuvad elektrivoolu toimel.
Elektroodipotentsiaal – keskkonna ja metalli vahel tekkiv
teatav potentsiaalide vahe (võib olla nii positiivne kui negatiivne
– ei saa mõõta)
Galvaanielement – seade, milles redoksreaktsiooni tulemusena
tekib elektrivool (näiteks vask- ja tsinkplaat lahuses, ühendatud
juhtmetega)
Kõikide metallide elektrokeemiline korrosioon toimub suuremas osas
galvaani elemendina.
Standardpotentsiaal – galvaanielemendi elektromotoorjõud,
milles üheks elektroodiks on vesinikelektrood , teiseks uuritav elektrood
Kui ehitada metallidest galvaani element, siis hävib see elektrood,
mille potentsiaal on negatiivsem.
Nernsti võrrand
(F – Faraday arv 96485C/mol)
Järeldused : on võimalik koostada galvaani element, milles mõlemad
elektroodid on samast elemendist, millised on ühe ja sama
kontsentratsiooniga elektroodide lahuses, kuid on erinevate
temperatuuride juures ja vastupidi.
Elektroodide polarisatsioon – positiivse elektroodi muutumine
negatiivsemaks ja negatiivse positiivsemaks.
Akumulaatorid – jaotatakse happe- ja leelisakumulaatoriteks
Elektolüüs
Elektrolüüs – redoksprotsess, mis kulgeb alalisvoolu
juhtimisel läbi elektrolüüdi lahuse või sulatatud elektrolüüdi
Elektrienergia → keemiline enrgia
-katoodil→redutseerumine, elektronid saadakse katoodilt
+anoodil→oksüdeerimine, elektronid loovutatakse anoodile
Faraday seadused
I Elektrolüüsil eraldunud aine mass on võrdeline voolutugevusega
(I) ja elektrolüüsi kestvusega (t) – seega elektrolüüti läbiva
elektrihulgaga – I·t.
II Võrdsete elektrihulkade (I·t) mõjul elektrolüüsil eraldunud
erinevate ainete masside m1 ja m2 suhe võrdub
vastavate ioonide molaarmasside ja ioonlaengute jagatise suhtega:
.......
Summaarne valem ,
kus F(Faraday konstant) – ühe mooli prootonite kogulaeng :
F=9,6487·104 C·mol-1
Lagunemispinge – elektroodidele antav pinge, mille juures
hakkab elektrolüüs
Ülepinge – on lagunemispinge ja süsteemis moodutunud
galvaanielemendi elektromotoorjõudude vahe
Elektrolüüsi kasutamine
Metallide tootmine
Metallide puhastamine ( rafineerimine )
Galvaaniliste katete pealekandmine
Galvaaniliste katete elektrokeemiline (anoodne) eemaldamine – katete valikuliseks eemaldamiseks kasutatakse sama süsteemi mida katmisekski, vahetatakse ainult elektroodid
Anoodne poleerimine
Detailide täpne töötlemine
Oksüdeerimine
Anodeerimine – Al – esemete katmine alumiiniumoksiidiga, kaetav ese on anoodiks , saab kasutada ka värvilist kihti – värvaine pannakse elektrolüüdi lahusesse ja oskiid on kogu ulatuses ühe värvusega
Keemiliste ainete tootmine
Elektroforees – laetud osakeste migratsioon elektroodil
Elektrodialüüs – kolloidosakeste eemaldamine elektrolüüdist
Korrosioon on aine hävimine ümbritseva keskkonna toimel. Jagatakse:
keemiline
elektrokeemiline
erosioon
bioloogiline
Peamine on elektrokeemiline, mis leiab aset kas sula elektrolüüdi
või elektrolüüdi lahuse osavõtul. Seisneb galvaanielementide
moodustumises, milles hävib anoodiks olev metall või metalli
piirkond.
Elektrokeemilise korrosiooni tüüpilised ilmingud:
ühtlane – süsinikterased atmosfääris
laiguline – süsinikterased atmosfääris
pisteline – võib paista nagu puuritud auk, süsinikterasest torudel kõrgematel temperatuuridel või roostevabast terasest torudele merevees või vasktorudel
piirpinnal – keevisliidete piirkonnas, 10-20mm keevisliitest kaugemal
pilu – kohtades, kus on kontaktis mitu detaili ja detailide vahele on jäänud pilu ja sinna pääseb elektrolüüdi lahus
hõõrde – kahe detaili vahel mis omavahel liiguvad ja mille vahele satub elektrolüüdi lahust
kontakt
kiht
kihtide vaheline
kristallide vaheline
kristallide sisene
väsimus
murdumine – tekib korrosiooni ja koormuse koosmõjul
Tüüpilised metallid, mis hävivad kontaktkorrosiooni tagajärjel:
Cu-Fe, Fe-Al. Välitingimustes ei tohi kasutada
alumiiniumist tõmbeneete. Mereveega kokkupuutuvates
konstruktsioonides ei tohiks kasutada roostevaba terast (korrosiooni
põhjustavad kloriidi ioonid). Ka hapnik mõjub vesilahustes
korrodeeruvalt.
Elektrokeemilise korrosiooni kiirus
Määrab korrosioonivool Ikorr, mis sõltub katoodi ja
anoodi elektroodipotentsiaalidest ja süsteemi takistusest. ,
kus E tuleb Nernsti võrrandist.
Elektroodi standardpotentsiaaliks nimetatakse
galvaanielemendi elektromotoorjõudu, milles üheks elektroodiks on
alati vesinikelektrood, teine elektrood on uuritavast metallist või
kompositsioonist.
Ettevaatusabinõud. Vasest torusid ei tohi otseselt ühendada
teras või tsingitud torudega. Terasest veetorudele ei tohiks panna
messingist ventiile, kraane jm – tuleb kasutada vahetükke.
Elektriühendused vase ja alumiiniumi vahel tuleb keskkonnast
isoleerida.
Terase korrosiooni seaduspärasused.
Happelises vesilahuses toimub korrosioon kiiremini, tugevalt
aluselises keskkonnas peaaegu lakkab. Korrosiooni kiirendab vee
liikumise kiirus. Vääveldioksiidi korral õhus tõuseb korrosioon
kiiresti suhtelise õhuniiskuse korral üle 30%. Temperatuuri tõusuga
korrosiooni kiirus tõuseb lineaarselt.
Kõige rohkem korrodeerub terase pritsmete piirkond ja vee pinnakiht,
kõige vähem vee süvakiht. Kaitseks kasutatakse katoodkaitset ja
isoleerimist mereveest. Pinnases toimub korrosioon kõige kiiremini
pinnase piiril .
Tsingi korrosioon
Kõige väiksem tsingi korrosoon on pH 10 juures (aluseline)
happelise poole tõuseb. Puhtas (destilleeritud) vees on tsingi kõige
kiirem korrosioon 75 kraadi juures (järsult tõusev tipp graafikul). Paatina – looduses metalli pinnale tekkiv korrosiooniproduktide
kiht. Tsingis oleva raua ja vase kogus peaks olema minimaalne, kuna
need kiirendavad tsingi korrosiooni. Tsingi korrosioonikindluse
tõstmiseks kasutatakse nikli lisandit.
Tsinkkatete valmistamine:
Kuumtsinkimine – terasdetailid tõmmatakse läbi sulatsingi
Kuumpihustus – puhastatud detailidele pihustatakse sula Zn, selleks kasutatakse Zn- pulbrit või Zn- traati , mis sulatatakse gaasi- või kaarleegis
Elektrokeemiline (galvaaniline) katmine – kaetav detail on katoodiks, elektrolüüdiks Zn-soola lahus (pinnal suured tsingi kristallid ), kiht suhteliselt õhuke ja poorne , seega detailid kasutamiseks sisetingimustes
Difusioonimeetod – puhastatud detail pannakse Zn-pulbriga trumlisse, trummel pannakse põõrlema ja kuumutatakse Zn sulamistemperatuuri lähedale, pinnale moodustub õhuke Fe-Zn kiht
Tsinkpulbervärv – kasutatakse väga peenikest Zn pulbrit
Alumiiniumi korrosiooni seaduspärasused
Alumiinium on kõige stabiilsem pH4 juures, kuid kui pH
5 punkti
Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 5 punkti.
~ 15 lehte
Lehekülgede arv dokumendis
2008-04-20
Kuupäev, millal dokument üles laeti
368 laadimist
Kokku alla laetud
8 arvamust
Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
badanto
Õppematerjali autor
annaabi.ee 
Kõik kommentaarid