Mateeria, ained, materjalid (0)

1. Mateeria ja aine mõisted.
Mateeria- kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga.
Mateeria peamised avaldumisvormid on aine ja kiirgus.
Aine on mateeria eksisteerimise vorm, mis omab kindlat või
püsivat koostist ja iseloomulikke omadusi (vesi, ammoniaak , kuld, hapnik).
2. Keemilise elemendi mõiste.
Element on kogum ühesuguse tuumalaenguga (prootonite arvuga) aatomeid.
n Element on aine, mida ei saa keemiliste meetoditega enam
lihtsamateks aineteks jagada. (109 elementi, 83 looduses)
3. Keemiline ühend.
Moodustuvad keemiliste elementide ühinemisel, väikseim iseseisev osake on molekul .
4. Ainete klassifikatsioon , liht ja liitained .
lihtaine- moodustub ainult ühe ja sama keemilise elemendi aatomitest.
Näiteks: hapnik, raud, elavhõbe, väävel
n liitaine - koosneb erinevatest keemilistest elementidest.
Näiteks: vesi, lubi , süsinikdioksiid
Nii liht- kui liitained võivad esineda gaasilises, vedelas või tahkes olekus.
5. Aine olekud (tahke, vedel, gaas )
Tahkes aines on molekulid tihedalt koos ja nende liikumine pole võimalik.
n Vedelikus on molekulide vaheline kaugus
mõnevõrra suurem ja nad võivad üksteisest mööduda.
n Gaaside puhul on molekulide vaheline kaugus suur ja nad võivad täiesti vabalt liikuda .
Molekulide vahelised jõud on väikesed.
6. Aine omadused (füüsikalised, keemilised)
Füüsikalisi omadusi saab mõõta ja jälgida ilma ainet ja tema koostist muutmata (värvus, sulamistemperatuur , keemistemperatuur ja tihedus).
n Keemilised omadused, on seotud aine koostise
muutusega, keemiliste reaktsioonidega (vesiniku põlemine hapnikus).
7. Materjalid- definitsioon.
Materjal on keemilisest seisukohast mistahes keemiline aine, mille
kasutamisel (töötlemisel) ei toimu keemilisi muutusi.
8. Segud , nende klassifikatsioon.
Segud - koosnevad 2 või enamast lihtainest või keemilisest ühendist, mis pole
keemiliselt üksteisega seotud ja võivad seetõttu esineda segus mistahes vahekorras.
Puudub kindel keemiline koostis!
Koostisosad on eraldatavad üksteisest füüsikaliste meetodite abil
(magnetväli, aurutamine , difusioon ).
Homogeenne segu- segu, mille koostis on igas ruumipunktis identne
- gaasiline, vedel või tahke lahus; näiteks õhk.
Heterogeenne segu- segu, mille koostis igas ruumipunktis pole ühesugune,
koosneb mitmest eristatavast faasist: emulsioonid, kivimid, pulbrid; näiteks graniit
Segud on paljud toiduained, ravimid , taimekaitsepreparaadid, ehitusmaterjalid.
9. Materjalide struktuur ( mikro -, makro).
n Puhaste ainete materjalide omadused sõltuvad elementkoostisest ja mikro- ning makrostruktuurist.
n Mikrostruktuur on aatomite tasandil struktuur.
n Makrostruktuur tähendab mismoodi on seotud suuremad osakesed. Makrostruktuur
kihiline - so. halb omadus, sest materjal võib hakata lagunema ja korrodeeruma kihtide vahel.
10. Materjalide omadused (6 kategooriat).
1) Mehhaaniline - deformatsioon koormuste mõjul jäikus, tugevus jm;
2) Elektriline- elektrijuhtivus , elektrivälja mõju;
3) Termiline - soojusmahtuvus ja – juhtivus ;
4) Magnetiline- magnetvälja mõju;
5) Optiline- elektromagnetkiirguse või valguse mõju, murdumisnäitaja, peegeldusvõime;
6) Keemiline- keemiline aktiivsus.
11. Tahkete materjalide klassifikatsioon.
n Tahked materjalid (aluseks keemiline koostis):
1) metallid;
2) keraamika ;
3) polümeerid;
4) komposiidid - 2 või enamat materjali koos;
5) kõrgtehnoloogilised nn. “ advanced ” materjalid- pooljuhid ,
biomaterjalid, targad (“smart”) materjalid, nanotehnoloogilised materjalid.
12. Metalsete materjalide üldiseloomustus.
Koosnevad 1 või mitmest metallist (Fe, Al, Cu, Ti, Au, Ni) ja ka mittemetallist (C, N, O).
n Iseloomustab aatomite korrapärane paigutus .
n Omadused: suhteliselt tihedad , tugevad, jäigad, purunemiskindlad.
n Palju mittelokaliseeritud elektrone- head elektrijuhid ja soojusjuhid; algusele
läbipaistmatud; poleeritud pind on läikiv; magnetilised omadused (Fe, Co, Ni).
13. Keraamiliste materjalide üldiseloomustus.
n Ühendid metalliliste ja mittemetalliliste elementide vahel- tavaliselt
oksiidid, nitriidid ja karbiidid Al2O3, SiO2, SiC, Si3N4.
n Traditsiooniline keraamika- koosneb savimineraalidest- portselan , tsement , klaas.
n Jäigad ja tugevad (sarnane metallidega);
n Kõvad;
n Purunevad kergesti (traditsioonilised);
n Madal elektrijuhtivus ja soojusjuhtivus ;
n Vastupidavad kõrgetele temperatuuridele ja keskkonnamõjudele (rohkem kui metallid ja polümeerid).
n Optilised omadused: võivad olla läbipaistvad, poolläbipaistvad või ka läbipaistmatud.
n Fe3O4 - magnetilised omadused.
14. Polümeersete materjalide üldiseloomustus.
n Plastid ja kummid.
n Orgaanilised ühendid, koosnevad C, H, mittemetallid (O, N, Si).
n Suur molekulaarstruktuur, ahelad , C-skelett. PE, nailon , PVC, PC, PS, silikoonkummi.
n Madal tihedus;
n Mitte nii tugevad ja jäigad kui eelnevad tahked materjalid;
n Plastilised, kergesti valatavad ja vormitavad;
n Keemiliselt inertsed , keskkonnamõjudele vastupidavad;
n Lagunevad ja pehmenevad kõrgematel temperatuuridel ;
n Madal elektrijuhtivus,
n Mittemagnetilised.
15. Nõuded karastusjookide taara materjalidele.
1) peab hoidma CO2, mis on rõhu all;
2) olema mitte-toksiline ja mitte reageerima joogiga , soovitavalt taaskasutatav;
3) suhteliselt tugev
4) odav;
5) optiliselt läbipaistev;
6) toodetav erinevates värvitoonides.
Metall (Al), keraamika (klaas), polümeer (polüester).
16. Komposiitide mõiste, näited.
n Koosnevad 2 või enamast materjalist (metall, keraamika, polümeerid).
n Eesmärk omaduste kombineerimine et saada parim.
n Looduslikud- puit, luud ;
n Sünteetilised- fiiberklaas (klaaskiud on ümbritsetud polümeerse materjaliga ).
Suhteliselt tugev ja jäik aga ka painduv , madal tihedus.
n CFRP- süsinikfiibritega tugevdatud (armeeritud)
polümeer. Tugevam ja jäigem, kallim; kasutusel lennukitööstuses, spordivarustuses (jalgrattad, golfikepid, tennisereketid, lumelauad jm).
17. Kõrgtehnoloogilised materjalid.
Elektroonika seadmed , arvutid, fiiberoptilised süsteemid, raketid , lennukid jne.
n Pooljuhid- elektrilised omadused vahepealsed elektrijuhtide
(metallid ja – sulamid ) ja isolaatoritega (keraamika ja polümeerid); elektroonika- ja arvutitööstus.
n biomaterjalid- kasutatakse implantaatidena inimkehas, mittetoksilised, ei tekita reaktsioone.
n targad materjalid- suutelised tundma ära keskkonnamuutusi ja nendele reageerima ette teadaoleval viisil. Koosnevad
sensorist (optilised fiibrid ) ja reageerijast, mis muudab kas kuju, asendit, sagedust vm. sõltuvalt temperatuuri, elektrivälja- või magnetvälja tugevuse muutustest.
n Reageerijana kasutatakse kuju mäletavaid sulameid , piesoelektrilist keraamikat, elektrorheoloogilisi vedelikke jm.
18. Nanomaterjalid.
n Võivad olla metallid, keraamika, polümeerid ja komposiidid.
n Ei eristata keemilise koostise järgi vaid suuruse.
n Struktuurikomponentide suurus on nanomeeter (st
10-9 m) kuni 100 nm (~500 aatomi diameetrit).
Näiteks: süsinikunanotorud; nanokomposiidid
tennisepallides, magnetilised nanosuuruses terad kõvaketastes jm.
n Kõrge keemiline
19. Kemikaal-definitsioon.
Kemikaal- aine mida valmistatakse või kasutatakse keemilistes protsessides
20. Mineraal ja kivim- definitsioonid .
Mineraal- looduslik anorgaaniline aine.
Kivim- on looduslike mineraalide kogum
(agregaadid või aglomeraadid, või mõlemad), n. graniit: kvarts , päevakivi, vilgukivi
21. Ainete ja materjalide tähistamine.
Nimi:
Nimi ei anna infot ei aine ega materjali päritolu,
kasutamise ega omaduste kohta. Nimes sisaldub mingisugune info selle aine kohta.
Valem:
Empiiriline ja Molekulvalem
Tähtede ja numbrite kombinatsioon:
Saab identifitseerida käsiraamatutest või interneti abiga.
Nomenklatuursed nimetused:
Ainete tähistamine juriidilistes ja tehnilistes dokumentides
22. Ainete ohutuskaart.
Aine ohutuskaart ( Safety Card) on igal ainel. Ohutuskaardis peavad olema
Kindlad andmed.
n 2 sisu
1. dokument, milles on aine või materjali kõige olulisemad
omadused ja nende määramise normdokumendid . Iga
aine ja materjali partii või pakendiga peab olema kaasas.
2. dokument, mis antakse välja mingile tootele
( sertifitseerimise ) komisjoni poolt ja milles on fikseeritud
nõuded, millistele peab vastama iga vastav toode või toote
23. Gaas ja aur-definitsioonid.
GAAS on aine, mis normaaltemperatuuril ja rõhul on täielikult gaasilises olekus.
AUR on selline aine gaasilises olekus, mille keemistemperatuur on kõrgem kui
toatemperatuur. Näiteks veeaur.
24. Gaaside omadused.
Gaaside kõige iseloomulikum omadus 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.
25. Gaaside olekuparameetrid.
rõhk P
temperatuur T
kogus (aine hulk) n
ruumala V
Rõhk- jõud pinnaühiku kohta
26. Gaaside põhiseadused: Boyle - Mariotte , Gay-Lussaci, Charlesi, Daltoni .
Boyle - Mariotte'i seadus
Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi ruumala pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga.
Joont graafikul nimetatakse gaasi isotermiks
Gay- Lussac 'i seadus
Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi ruumala võrdelises sõltuvuses temperatuuriga.
Joonisel kujutatud jooni nimetatakse gaasi isobaarideks
Charlesi seadus
Jääval ruumalal on antud gaasi rõhk võrdeline absoluutse temperatuuriga.
p/T = const , kui V = const (p = const T)
Kui gaasi ruumala jääb samaks, siis gaasi temperatuuri suurendamine
kaks korda suurendab gaasi rõhku kaks korda.
Joonisel kujutatud jooni nimetatakse gaasi isohoorideks.
Daltoni seadus
Gaaside segu (ideaalgaasi) üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude
summaga . Osarõhk - rõhk mida avaldaks gaas kui teisi gaase segus poleks.
27. Clapeyroni võrrand ideaalgaasi kohta.
28. Gaaside suhteline ja absoluutne tihedus ( praktikumi CO2 töö näitel).
suhteline tihedus: D=m1/m2=M1/M2
absoluutne tihedus - 1l norm tingimustel p=M(gaas)/22,4
29. Metaani aururõhu sõltuvus temperatuurist (joonistada graafik ja seletada selle alusel
kriitilise temperatuuri ja -rõhu mõisteid).
Kriitiline temperatuur- so. temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega.
Kriitiline rõhk- rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui gaasilises olekus st. et vedela ja
gaasilise oleku vahel on tasakaal.
30. Süsinikdioksiidi aururõhu sõltuvus temperatuurist (joonistada graafik ja seletada selle
alusel kriitilise temperatuuri ja-rõhu mõisteid)
Kriitiline temperatuur- so. temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega.
Kriitiline rõhk- rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui gaasilises olekus st. et vedela ja gaasilise oleku vahel on tasakaal.
31. Reaalgaasi definitsioon.
Reaalgaas  – gaas, mille molekulidel on ruumala ning molekulide vahel toimivad van der Waalsi jõud
32. Atmosfääri koostis
33. Plahvatavad gaaside segud (milliseid teate, näited -vähemalt 5 erinevat).
Atsetoon, bensiin , etanool , dikloroetaan , metüülatsetaat, dietüüleeter
34. Metaani iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine, transport).
Värvitu gaas, põleb sinise leegiga, maagaasi peamine komponent , kergesti süttiv,
kas. Kütusena, transporditakse torujuhtmetes, vedelgaasi tankerites, veoautodega.
35. Freoonide iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine, transport, ohtlikkus).
Lõhnata; Suure lekkevõimega; kergesti veeldatavad, tuleohutud ja suhteliselt suurt aururõhku omavad gaasid,
Ei tohi müüa, toota, eksportida, importida. Kasutati külmutussüsteemides.
36. Väävelvesiniku iseloomustus (keemilised omadused, ohtlikkus)
Värvuseta ja äärmiselt mürgine gaas. Mädamuna lõhn, Põhjustab üldmürgistuse.
37. Süsinikdioksiidi iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine, transport, ohtlikkus).
Lahustub vees; Leidub õhus; Suures kontsentratsioonis mürgine. Trans. Balloonides , veoautoga
38. Gaasiballoonide transpordi reeglid.
Gaasiballoonide transpordiks kasutatavad sõidukid peaksid olema lahtised. Kui see pole
võimalik, peavad sõidukid olema hea õhutusega.
Mürgiseid gaase ei tohi transportida suletud sõidukis, va juhul, kui tegemist on erisõidukiga.
Transportimise ajal peavad balloonide ventiilid olema suletud ja kõik seadmed eemaldatud.
Balloonid tuleb korralikult kinnitada ning need ei tohi ulatuda üle sõiduki külgede või tagaosa .
Lekkimise ohu korral tuleb sõiduk parkida ohutusse kohta ning lekke tuvastamise korral helistada hädaabinumbril.
39. Gaasiballoonide käsitlemise ja ladustamise nõuded.
MITTE KUNAGI EI TOHI
-täielikult avada atsetüleeniballooni ventiili . Poolest pöördest piisab.
- balloone mistahes viisil rikkuda. Kui on kahtlus