Nimetu (8)

1. 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 reakts ei saa seda lõhkuda lihtsamateks aineteks. Lihtaine valemina kasut vastavate elementide sümboleid (üheaatomilised: Fe, Au, Ag, C, S; kaheaatomilised: H2, O2, F2, C12, Br2). Enamik elementidele vastavaid lihtaineid on toatemp -l tahked ained või gaasid. Kasutamine: kui otsime mõnda elementi mendelejevi tabelist või tahame kirja panna reaktsiooni võrrandit. Keemiliste elementide ja nendest moodustunud liht- ja lihtsamate liitainete omadused on perioodilises sõltuvuses elementide aatomite tuumalaengust (elementide aatommassidest). (Iga periood v.a. esimene algab aktiivse metalliga, lõpeb väärisgaasiga. 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. Samuti on aineid ja mat mis eksisteerivad ainult kahes olekus ( parafiin – vedelikuks kuid vähesel määral gaasiliseks; jood läheb kiiresti gaasiliseks). Ainete ja materjalide omadused sõltuvad nende elementkoostisest ja struktuurist. Füüsikal omad sõlt osakeste massist ja nende ,,kokkupakitusest“ (tihedus), keemil sideme tüübist ja struktuurist (kõvadus, sepistatavus, venitatavus , sulamis- ja keemistemp ), laetud osakeste liikumisvõimest ( elektrijuhtivus ) jne. Keemil omad sõlt elektronide paigutusest aatomis (elektronskeemist), keemilise sideme tüübist, struktuurist ja energiamuutustest. 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. Ainete ja materjalide tähistamine: 1) Nimi a) nimi ei anna infot ei aine päritolu, kasutamise ega omaduste kohta. (nt: kõikde elementide nimed, kriit, malm , lubi, vesi jne). b) nimes sisaldub mingisugune info selle aine kohta (nt: lubjakivi , sooraud , tsinkvalge, seebikivi jne). c) Kaubanduslik (kommerts) nimetus. Reeglina ei sisalda mingisugust infot (nt: sünteetilised kiudained , määrdeõlid, plastmassid ). 2)Valem a) empiiriline (lihtsaim) näitab ühendisse kuuluvate aatomite arvu vahekorda vähimate täisarvudega, ka elementide gruppide omavahelist suhet (nt: CH3 Br, C6H6, H2S) erandjuhul valem väljendab ainult molekulide koostist (gaasid, vedelikud, molekulvõrega tahked ained) (nt: N2, CH4, HCl, CH3COOH ). Tahkete ioonkristallvõredega ainete puhul molekule ei eksisteeri. b) struktuurvalem lisaks elementide ja elementide gruppide näitab ka kuidas need on omavahel seotud. O=C=O
3)Tähtede ja numbrite kombinatsioon: saab identifitseerida käsiraamatute abil (nt: roostevaba teras, 301, 302, 304, CT.3, CT.45) (E 100-199 toiduvärvid). 4)Nomenklatuurnimetused: kokkulepitud on puhaste ainete nimetused. Välja on need töötatud organisatsiooni IUPAC poolt (nt: H2SO4- tetraoksasulfaat(VI) vesinik , „väävelhape” on lubatud).
3. Lihtaine koosneb ühe ja sama elemendi aatomitest (hapnik, osoon , raud, vesinik). Ei saa lõhkuda. Enamik elementidele vastavaid lihtaineid on toatemp-l tahked ained või gaasid. Ühend ehk liitaine : koosn kahe või enama elemendi omavahel seotud aatomitest (H2O, H2SO4, CO2, NaCl). Tal on koostiselementidega võrreldes teistsugused füüsikalised ning keemil omad. Puhas aine- ei sisalda lisandeid. Homogeenses segus on segu keemiline koostis ja struktuur segu mistahes osas ühesugune. Heterogeenne segu koosneb kahest või enamast kas keemilise koostise või struktuuri poolest erinevast homog. osast (faasist). Reaktsiooni kiirus on ainete muundumise kiirus keemilises reaktsioonis. Reaktsiooni kiirust mõõdetakse reageerivate ainete kontsentratsioonide muutusega ajaühikus. Reaktsiooni kiirust mõjutavad:1) hetero - ja homogeenses keskkonnas: a)temperatuur b)kontsentratsioon c)gaaside ja aurude korral nende rõhk 2)lisaks heterogeenses keskkonnas d) faaside kokkupuutepinna suurus e)reaktsioonisaaduste difusioonikiirus f) 2-aatomiliste gaaside dissotsiatsioonienergiast.
4. Ainete valemite mõiste ja seletus: 1)empiirilises valemis on esitatud 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).
Molekulivalem kujut. lihtaine või ühendi ühe molekuli koostist ja näitab, milliseid elemente
molekul sisaldab ja milline on iga elemendi aatomite arv molekulis, kuid ei näita keemil sideme
tüüpe molekulis. 3)lihtsustatud struktuurivalemis on näidatud aatomite rühmade (nt
karboksüülrühm) järjestus molekulis ja keemil. 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 omad. või
moodustub uus aine. Keemilisel reaktsioonil katkeb vähemalt üks ja tekib juurde vähemalt
üks keemiline side erinevate elementide vahel.
1.Ühinemisreaktsioon: mood. kahest või enamast lähteainest üks uus- H2+Cl2=2HCl
2. Lagunemisreaktsioon : moodustub ühe aine lagunemisel ja tekib 2 või enam uut ainet- Cu(OH)2=Cu+ H2O
3. Asendusreaktsioon : asendavad lihtaine aatomid ühendi koostises oleva elemendi aatomeid- Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
4.Vahetusreaktsioon: moodustub kahest liitainest koostisosade vahetamise tulemusena, tekib 2 uut lihtainet- BaCl2+Na2SO4=BaSO4+ 2NaCl
5.Redoksreaktsioonid: Klassifitseerimine käib mitmete tunnuste järgi, kuid oluliseim on oksüdatsiooni astmete järgi: a)kui reaktsiooni käigus muutub vähemalt ühe elemendi aatomite oksüdatsiooniaste, nim reakt redoksreaktsiooniks.
Võrrand: Keemilise reaktsiooni üleskirjutis sisaldab reageerivate ainete ja reakts saaduste keemil valemeid ning näitab reaktsioonis osalevate ainete moolide arvu N:2H2+O2=2H2O.
Koostamise üldpõhimõtted: 1)võrrandi vasakule poole kirj lähteaine valemid, paremale saaduste
valemid. Võrrandi pooli eraldab pöördumatu reakts korral =>või 7 ja neutraalne kui pH = 7. pH skaala kehtib ainult standardtingimustel, mis on ühe atmosfääriline rõhk ja 25°C temperatuur. Näiteks NaOH pH on 14,0. Soolhappel 1,0.
7. Gaas : aine, mis norm rõhul 1 atm ja toatemp (18-23 °C) on täielikult gaasilises olekus (ainel pole
kindlat ruumi ega kuju). Aur: selline aine gaasilises olekus, mille keemistemp on kõrgem kui
toatemp nt veeaur (st gaasilises olekus olevad ained, mis tavatingimustes on kas vedelad või
tahked, nt vesi (vedel), jood (tahke)). Omadused: l) gaaside võime paisuda ja kokkusurutavus; 2) gaasidel ei ole kindlat kuju, nad võtavad anuma kuju; 3) gaasi ruumala ühtib anuma ruumalaga, milles ta asub (ruumala sõltub temp ja rõhust); 4) gaas avaldab anuma seintele püsivat rõhku, mis on kõikidele seintele ühesugune, nt P= 101325 Pa = l atm; T= 273,15 K = 0°C; VM= 22,4 l/mol.
Ruumala sõltub toatemperatuurist ja rõhust. Gaaside seadused: Boyle - Mariotte ja Gay-Lussaci võrrand: PV/T=P1V1/T1, Clapeyroni võrrand:pV=nRT.
Kriitiline temp: temp, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu suurendamisega N:CH4 82C.
Kriitiline rõhk: rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui gaasilises olekus, st vedela ja gaasilise
oleku vahel on tasakaal N: CH4 45,8atm. Osarõhk- rõhk, mida vaadeldav komponent omaks, kui ta antud temperatuuril üksi täidaks kogu segu ruumala.
Tihedus on suurus, mis on võrdne ruumala ühikus olevate osakeste arvuga. Tihedus on ka mass ruumala ühikus =m/v =Kg/m3 kohta Tihedust saab arvutada teades gaasi või auru ja tema massi, saame arvutada mitu mooli gaasi on. Moolide arvust leiame osakeste arvu ja konsentratsiooni ja sealt tiheduse. Ühe mooli gaasi või auru ruumala norm. tingimustel on 22,4. Gaasisegudes: Püld = P1 + P2 + P3 + ... + Pi; nt õhk on gaaside segu (põhikomponendid: N2 – 78%, O2 – 21%)
8. * 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 1)Põhjavee šahtkaevud ja mineraalvee allikad, sest bakterid toodavad 2)Kanalisatsioonikaevud ja –trassid avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all 3)Kommunikatsioonikanalid ja –kaevud avatud keskkonnas ning hoonete ja rajatiste all 4) Nafta ja naftasaaduste mahutid 5) Heitvee mahutid 6)Täitepinnased NB! On bakterid, mis toodavad H2S-st väävelhapet. Seetõttu võib H2S olemasolu süsteemis kiirendada kõikide konstruktsioonimaterjalide korrosiooni, millised ei ole vastupidavad H2SO4 toimele.
9. Veeauru kogust õhus väljendatakse kahel viisil: a) Absoluutne niiskus (g H2O*m-3) b) suhteline niiskus (%). Suhtelist niiskust õhus arvutatakse kahel viisil: 1)Tegelik veeauru rõhk temperatuuril tX / Küllastatud veeauru rõhk samal temp.-l*100=% 2) Tegelik veeauru sisaldus temp. tX , g H2O*m-3/ Maksimaalne veeauru sisaldus samal temp. , g H2O*m-3 *100=%. Tempil., mille juures õhus olev veeaur kondenseerub (kaste, härmatis), nim. kastepunktiks. Veeaur kondenseerub siis, kui veeauru osarõhk õhus ületab küllastatud veeauru rõhu antud tingimustel, s.o. tempil ja rõhul. Kastepunkt - on temp., mille juures atmosfääri tavarõhu (ca 95-105 kPa) korral moodustub kondensaat . Rõhu kastepunkt- on temp., mille juures tavarõhust erinevate rõhkude juures hakkab õhus olev veeaur kondenseeruma. Enamasti vajalik arvutada rõhku, mille juures õhu komprimeerimisel hakkab veeaur kondenseeruma ja kui palju moodustub kondensaati. Kondensaadi koguse (hulga) 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.. (2) 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 tempil, hakkab veeaur kondenseeruma. 1) Boyle-mariotte gay lussac seadus, 2) boyle-mariotte gay lussac seadus 3) PH20/Püld=VH20aur/100
10. Vedelikud – ained ja materjalid, millised voolavad tavatingimustel raskusjõu mõjul. Vedelikus on osakesed pidevas soojusliikumises, sellest tingituna on kõigil osakestel Ekin, mis pole kõigil ühesugune. Need osakesed, mille Ekin on keskmisest E-st suurem, ületavad naaberosakeste külgetõmbejõu ja eralduvad pinnalt gaasilisse keskkonda. Seda nähtust nim aurumiseks ja kuna vedeliku osakene on gaasilises olekus, siis ta omab mingit kindlat rõhku, mida nimetatakse aururõhuks. Kui vedelik on kinnises süsteemis, siis mõne aja pärast saabub tasakaal vedelikust väljuvate osakeste vahel ja sellisel juhul vedeliku aururõhk vedeliku kohal ei muutu ja seda rõhku nim küllastunud aururõhuks. Keemine – 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 keemistemp ja sulamistemp. Tahkumine - vedeliku üleminek vedelast tahkesse (põhjuseks on näiteks temp langemine ). Temp vähenedes liikumiskiirus väheneb, Ekin väheneb, kui tõmbejõud osakeste vahel ületavad tõukejõud, siis tekib osakeste vahel kindla pikkusega side ja selle järel moodustub vedelikus selle aine tahked osakesed. Kondenseerumine – aurustumise vastand , osakesed lähevad gaasilisest olekust vedelasse (või tahkesse). Toimub süsteemi jahutamisel või kui välisrõhk suureneb küllastunud aururõhust. Kondensaat – kondens -protsessi produkt . Vedelike lenduvus – aine aurustumis või sublimatsioonivõime. Ühel ja samal temp sõltub nende vedelike keemistemp aurude difusiooni kiirusest ümbritsevasse keskkonda. Lenduvusest saab rääkida aint lahtises süsteemis. Mida suuremad on jõud molekulide vahel, seda väiksem on lenduvus. . Vedelik vedelikus – sarnased vedelikud lahustuvad teineteises igas vahekorras. Temp. tõusuga suureneb lahustamine. Tahke aine vedelas – absoluutselt mittelahustuvaid aineid pole olemas; rõhk olulist mõju ei avalda. Lahustuvus suureneb temp tõusuga, kui protsess on endotermiline . Väheneb temp tõusuga, kui protsess on eksotermiline. Lahustuvuse temp sõltuvus väljendab lahustuvuse temp muutmisel. (joonised). Lahuste külmumistmp on madalam ja keemistemp kõrgem kui puhastel ainetel.
11. Vedelikud – ained ja materjalid, millised voolavad tavatingimustel raskusjõu mõjul. Saadakse kas tahke aine kuumutamise teel või lahustamisel ning gaaside jahutamisel ja kokkusurumisel. Voolamine – osakeste ühesuunaline liikumine üksteise suhtes ja pinna suhtes. Viskoossus – takistus voolamisele, st mida väiksem on viskoossus, seda kiiremini vedelik voolab; määratakse vedeliku välja voolamise kiirusega anumast läbi peenikese toru. Temp tõusuga viskoossus väheneb ja vastupidi. Viskoossuse arvutamiseks vaja temp sõltuvust. Pindpinevus – jõud, mis rakendub vedeliku pinnaosakestele ja on suunatud vedeliku mahu sisse. Vedeliku pinnaosakestele mõjuvad jõud on väljastpoolt tasakaalustamata ning seetõttu omab pind teatud energiat (ka tahke aine puhul). Tingituna pindpinevusest püüab vedelik võtta max-lt kera kuju. Välisteguritest mõjutavad vedelike voolavust: pinnakõrguste erinevused (seega raskusjõud); temp; kohesiooni (vedeliku osakeste vahel) ja adhesiooni (vedeliku ja pinna osakeste vahel) jõud, kapillaarsus. Vedelik tahke aine tasasel pinnal – märgab:( adhesioon suurem kui kohesioon ) tahke aine pind tõmbab vedeliku osakest tugevamalt, kui vedelik ise; α ≤90; tõuseb mööda pragusid ja kapillaare üles (tõusu kõrgus on pöördvõrdeline kapillaari raadiusega h=2/gr), ei märga: vedelikuosakeste omavahelilsed jõud on tugevamad, kui vedeliku ja tahke aine vahelised jõud; α ≥ 90; surub kapillaaridest välja. Valgub laiali – täielik märgamine. Osmoos : lahusti molekulide ühesuunaline difusioon läbi poorse vaheseina . Looduses on osmoosseks anumaks rakk . Ehituses nt betoonist mahuti lahuses. Kohesiooni jõud on osakeste vahel vedelikus faasi ajal. Adhesiooni jõud on vedeliku osakeste ja pinna osakeste vahel erinevate faaside vahel. Muutes neid jõude, saab muuta märgavust. Näited: et vesi märgaks vähe puitu, siis puit värvitakse; vesi ja vesilahused pinda ei märga.
12. Vahuks nimetatakse vedelikus lahustunud gaasi, suspensiooniks vedelikus lahustunud tahket ainet ja emulsiooniks vedelikus segunenud mitte lahustuva vedeliku segu. Vedelate lahuste klassifikats – küllastamata: kui vedelasse lahusesse viidud väike kogus ainet selles veel lahustub. Kui aine enam ei lahustu, siis on lahus küllastunud; küllastunud: sisaldab lahustunud ainet hulgas, mis antud tingimustel (kindel rõhk ja temp) võib maksimaalselt lahustuda; sel juhul tekib tasakaal lahusesse läinud aine ja eraldi faasi jäänud aine vahel. Aine lahustuvuse määrab ära küllastunud aine kontsentrats. Küllastatuse astme väljendamine: (tegelik kons-küllastunud kons)/küllastunud kons. Üleküllastatud lahus – kui lahusesse viidud kristallike kutsub esile lahustunud aine kristallisatsiooni. Temp sõltuvus – soolad : temp tõuseb, siis lahustuvus suureneb (KCl); erandid: tseeriumsulfaat (temp tõuseb, lahustuvus langeb). Temp tõstm kiirendab lahustuvust ja seega ka küllastunud lahuse saamist. Keemine – vedelik keeb , kui küllastatud auru rõhk saab võrdseks väliskeskkonna rõhuga st kui välisrõhk langeb, siis langeb ka keemistemp ja sulamistemp. Külmumine – temp alandades igale vedelikule iseloomulikule temp-le osakeste tõmbejõud ületavd tõukejõu ning vedelik tahkub (moodustuvad kristallid või amorfsed ained). Auru rõhud – kuna vedeliku osakene on gaasilises olekus, siis ta omab mingit kindlat rõhku. Tahkete ainete lahustuvus suureneb temperatuuri tõustes. Gaaside korral lahustuvus väheneb vedelikes (rõhu tõstmisel aga suureneb). Vedelike keemisel lähevad selle molekulid üle gaasilisse olekusse kogu vedeliku mahu ulatuses. Aurumine toimub ainult vedeliku pinnal.
13. Lahustumine – ühe aine osakesed liiguvad teise aine osakeste vahele. Lahusti lahustamisomadused sõltuvad: *lahusti molekulide polaarsusest; *lahustatava aine struktuurist. On erinev, kas ained lahustuvad või reageerivad.
Lahustamise põhireegel – sarnane lahustab sarnast, st lahusti molekulide omadused on sarnased (lähedased) lahustatava aine molekulide omadustega. Polaarsetes lahustites (H2O, CH3COOH) lahustuvad reeglina hästi ioonvõrega kristallid (soolad), mittepolaarsetes ja nõrgalt polaarsetes enamasti orgaanil ained. Tahketel ainetel lahustuvus temperatuuri tõusuga suureneb, gaaside lahustuvus vedelikes aga väheneb. Rõhu tõstmisel gaaside lahustuvus suureneb. Ei ole olemas absoluutselt lahustunud ja absoluutselt lahustumatuid aineid. Ainete vees lahustuvust võib anda g/l, mol/dm³. Lahustuva aine lahustuvuse kasutamine: 1) tahke aine puhastamine, selleks tehakse tahkest ainest kõrgel temperatuuril küllastunud lahus, mille aeglasel jahtumisel lähevad lahustunud olekust tahkesse olekusse lahustunud ained; toksilised ained jäävad lahusesse. 2) lahuses lahustunud aineid doseeritakse vajalikesse süsteemidesse
Lahustumisomaduste tähtsus igap elus - *ravimite lahused , mis süstitakse või viiakse voolikutega organismi; *väetiste lahused, mis doseeritakse automaatseadmetes; *ainete doseerimine komposiitidesse, mida kasut ehituses; *pagaritööstus (sool solalahusesse). Kasut praktikas – *ainete väljaleotamine segudest (suhkru tootm suhkrupeedist); *ainete puhastamine (valmist küllastatud lahus, seda jahutataxe ja osa läheb tahkeks ja osa jääb vedelaks). Lahuste lahutamine komponentideks – a)kui lah ained on mittelenduvad, siis lahusti aurutatakse välja temp tõstmisega ja alles jääb lahustunud aine ning lahusti kondenseeritakse; b)kui lahuse moodust lenduvad ained, siis kasutxe destillatsiooni. Destillatsioon – järjestikune aurumise ja kondenseerumise protsess. Kasut vedelike, millel on erinevad keemistemp-d, omavaheliste lahuste või vedelate mittelenduvaid komponente sisaldavate lahuste lahutamisel komponentideks (näit: etanool 78,3 ja vesi 100) . Samuti saab vett eraldada (orgaanilistest lahustest) selle sidumisega adsorbentidega.
14. ) Looduslik vesi – kõige suuremates kogustes kasutatav vedelik. Pinnavesi – koostis: H2O, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Na+, K+, HCO3 -, SO42 -, H+, OH- + tahked peendispersed ained (muda, savi jne) ja mikroorganismid . Looduslikku vett ei tohi kuumutada üle 55, sest üle 65 tekib katlakivi . Pehmendamiseks kasutatakse 2 meetodit: keemilist meetodit, mis on vähe efektiivne ja mida enam ei kasutata(Na2CO3, Ca(OH) 2) ja ioonvahetus meetodit (ioniidid). Ioonvahetajad – tahked ained, millel on omadus vahetada oma struktuuris olevaid mõningaid ioone lahuses olevate ioonde vastu. Katioone vahetavad kationiidid ja anioone vahetavad anioniidid. Kuumutamisel üle 65, laguneb HCO3- →H+ +CO3²-, siis sadestub välja CaCO3,mis on katlakivi põhikomponent, milles on veel Fe2O3 *n∙H2O ja CaMg(CO3)2 – need on vee aurumisjäägi põhikomponendid. Põhjavee kokkupuutel õhuga tekivad Fe(OH)3 sade ( punakaspruun ). Kui see vesi juhtida läbi liivafiltri, saabki vähendada rauaioonide sisaldust vees.
15.) Vee dissotsiatsioon : 2H2O H3O+ + OH- , lihtsustatult: H2O H+ + OH- Temp tõusuga dissots suureneb. Dissotsiatsioon – ioonideks lagunemine . Prootonite kontsentratsioon – kui prootoneid on rohkem, kui hüdroksiidioone, siis keskkond on happeline. Vesilahuste pH väärtusi on võimalik määrata mitmel viisil: a)indikaatorained (kas nõrgad orgaanilised alused või nõrgad org happed , mille ioonid on erineva värvusega, kui molekulid. Olenevalt prootonite konsentr-st lahuses nihkub dissotsats tasakaal kas molekulide või ioonide tekke suunas): * indikaatoraine lahused – lisatakse tilkadena; täpsem meetod, kui paberiga. *indikaatorpaberid – 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 – *piim (kui koalguleerub, siis happeline; kui näppude vahel libe, siis aluseline); *tee ekstrakt + lahus -> hele (siis on happeline).
16) Happed – ained, mille pH on alla 6 (prootonid>hüdroksiidioonid); osake (aine), mis loovtab prootoni H2SO4 2H+ + SO42-; HSO4 - SO42- + H+ Alused – ained, mille pH on üle 8 (prootonid [H+]=10-pH a) pH=2,7 => [H+]=10-2,7=0,00199.. mol/dm3 b) pH=8,8 => [H+]= 10-8,8 =1*10-9 c) pH= 12,8 => [H+]= 10-12,8= 1,5810-13
17. Tahked ained – ained ja materjalid, mis omavad kindlat massi ja kuju; normaaltingimustes ei voola; molekule ja ioone seovad omavahel tugevad jõud. Kõikide tahkete ainete omadused sõltuvad nende ainete elementaarkoostisest ning mikro - ja makrostruktuurist. Eksisteerimisvormid – amorfne , kristalne Tegelik tihedus keha kaal ilma pooride ja tühimiketa, aine tihedus. Efektiivne tihedus.- keha tihedus koos pooride ja tühimikega (nn poest ostes). Osakesed võivad olla : vaheldumisi positiivsed ja negatiivsed ioonid (soolad), molekulid (org.ained), neutraalsed aatomid (metallid). Sisestruktuur : Kristalne – osakesed paiknevad rangelt tasapinniti; kindel sulamis- ja tahkumistemp; füüsikalised omadused on anisotroopsed e vektoriaalsed. On ruumvõre e kristallvõre. Enamik igapäevaelus ja tööstuses kasutatavatest matejalidest. (met-d, kivimid, soolad, oksiidid ). Amorfne – osakeste paiknemine ruumis on suuremal või vähemal määral ebakorrapärane; puuduvad kindlad sulamis- ja tahkumistemp-d; füüsikalised omadused on isotroopsed (ühesugune füüsikal omad olemasolu sõltumata suunast ) Klaasjas – aine saab olla nii kristalne kui amorfne (klaas), on võimalik viia ühest olekust teise; ühe ja sama aine kristallilise ja amorfse vormi keemil omad võivad olla erinevad (amorfne hõbe lahustub vees); amorfsed ained kristallilisteks – sulami ülikiire jahutus.
Homogeensus – segu või süsteemi mistahes osas on keemil koostis ja struktuur ühesugune. Heterogeensus – segu või süst koosneb kahest või enamast kas keemil koostise või struktuuri poolest erinevast homogeensest osast (faasist). Aine osakeste suurus 0,1m Temp mõju – temp tõstmisel osad tahked ained: *lähevad üle vedelasse ja gaasilisse olekusse; *ainult vedelasse olekusse; *ei saa üle viia vedelasse ega gaasilisse olekusse, sest nad lagunevad kaheks või enamaks muuks aineks. Rõhu mõju – rõhk ei mõjuta tahkeid aineid.
18. 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 põhj molekulaar -, elektriline, magneetiline, kapillaar- ja mehaaniline jõud. Näit: jahu. Agregaat – nõrga sidemega primaarsete osakeste kogum Aglomeraat – tugevad sidemed; moodustub kõrgemal temp-l (difusiooni tagajärjel – soojusliikumisel ühe aine osakesed teise sisse) või moodustub osakeste sulafaas (sulanud osa liidab teised sulanud) [näit: punased ehitustellised, põranda-ja seinaplaadid]; sellel põhineb pulbermetallurgia – pulbrite segu pressitakse vastavaks detailiks ja kuumutatakse (paagutamine) redutseerivas atmosfääris temp-l, mis on madalam, kui segus kõige madalamal temp sulava komponendi sulamistemp. Poorid täidetakse määrdeainetega. Kuumutamisel või surve alla agregaatidest tekkinud.
Fraktsioonilise koostise määramine osakeste suuruse järgi: sõelumise, mikroskoopia ( mikroskoobi all loetakse üle osakeste arv vastavas suuruse vahemikus) ja sedimentatsiooni (settimiskiiruse järgi vedelikus) abil. Faasikoostise määramisel määratakse ära, millised kristallilised ained on pulbris, röntgenanalüüs
19) Röntgenfaasianalüüsi printsiip – analüüs, mis põhineb röntgenkiirguse difraktsioonil. Difraktsiooni pilt jäädvustatakse röntgennogrammina ja kantakse isekirjuti lindile või salvestatakse numbriliselt arvuti mällu. Pildil olevate difraktsioonide maksimumide asukoha järgi tehakse kindlaks kristalli ühikraku mõõtmed ja difrageerunud kiirguse intensiivsuse jaotust analüüsides sellel paiknevate aatomite koordinaadid. Foureri meetodil annavad ühikrakus olevate aatomite elektronide tiheduse jaotuse, mille max-d ühtivad aatomite paigutusega. Faas – aine (siinkohal); 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. Röntgenfaasi analüüsiga on võimalil kindlaks teha: *kas tegemist on kristalse või amorfse ainega (või seguga ); *millise kristallaine või ainete seguga on tegemist; *võimalik määrata kristallaine võre parameetrid . Segudes võimalik identifitseerida max 7 –8 kristallainet.
20. Elementaarrakk – kristallvõre väikseim osake, mis iseloomustab veel võre struktuuri iseärasusi. Tal on omadus kasvada ruumis igas suunas. Kui kasv igas suunas ei ole takistatud, siis saadakse monokristall, mille kuju vastab võre tüübile (kuupvõrega-> kuubik ). 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 pooorsetes materjalides (punane tellis , betoon , poorsed paekivid) on soolad ja on tingimused monokristallide kasvamiseks, siis need materjalid hakkavad murenema. Võre parameetrid – sidemete pikkused a, b ja c ja nende vahelised nurgad , , . ). Võre klassifitseerimine sõlmpunktides olevate osakeste ja paiknemise geomeetria järgi – kuubiline , tetragonaalne, rombiline , heksagonaalne, monokliinne, trikliinne, trigonaalne. Sõlmpunktides olevate osakeste liigi järgi võre klassifits – * aatom ( teemant ) – võre sõlmpunktides neutr aatomid, mis on üksteisega seotud kovalentsete sidemetega; *molekul – sõlmpunktides neutr molekulid, mis seotud nõrkade jõududega (naftaliin) (kõige pehmemad ja nõrgemad; enamik kristallilisi aineid); * ioon – sõlmpunktides korrapäraselt vahelduvad katioonid ja anioonid ; * metall – sõlmpunktides on pos ioonid; *kihilised ahelalised kordinatiivsed võred – erijuhud , kihtide vah sidemed nõrgad, kihis eneses tugevad. Enamik kristallaineid on polükristallid (koosnevad vaikestest 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 6-7 ainet, kuna igal ühel on erinev difraktsioon).
21. . 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 6-7 ainet, kuna igal ühel on erinev difraktsioon). Vee üldine karedus - mööduv karedus= jäävkaredus. 4,2-3,5=0,7 [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 leelismuldmet-de, 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 ühinemisreakts-d redoksreakts skeemi järgi ja üheks komponendiks on õhus olev hapnik. Et toimuks reakts, on vaja ergastada üks osake ja edasi toimub ahelreakts. Plahvatusreakts toimub sekundi murdosa jooksul. Põhimõtteliselt on see suure energiahulga vabanemine osakeste vahelistest sidemetest väga väikese aja jooksul. Argielus kõige plahvatusohtlikumad süsteemid on: *süst aur-õhk – dietüüleeter, bensiin , atsetoon, metüülatsetaat, etanool, diklooretaan; *süst gaas-õhk – butaan , C3H8, C2H2 , majapidamisgaas, CH4, NH3 ; *süst tol-õhk – kivisüsi, tärklis, jahu, suhkur, väävel
22. Keemiline tasakaal on pöörduva reaktsiooni olek, kus pärisuunalise ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused on võrdsed. Ehk tasakaalureaktsioon on lõpuni mitte minev reaktsioon, kus nii lähteaine kui saaduse kontsentratsioon ei muutu. Näited: FeCl3 +3NH4SCN Fe(SCN)3 +3NH4Cl. Tasakaalukonstant (k)– ioonide kontsentratsioonide korrutis antud temperatuuril. Tasakaalu nihkumine ja nihutamine: Tasakaalu saab nihutada soovitud suunas 2 teguri abil: 1)kasutades üht komponenti liiga 2) saaduse pideva eemaldamisega süsteemist. Le Chatelier ’ printsiip - tasakaalulises süsteemis tasakaalu nihkumine toimub selles suunas, mis toimub vastu välisele muutusele. Katalüüs – keemilise reakts kiiruse muutmine vastavate ainete mõjul. Inhibiitor – neg katalüsaator, aeglustab reakts kiirust. Katalüsaator (kat) – reakts kiirendaja, ei jää lõppsaadustesse. Homogeenne katalüüs – kat ja reageerivad ained on samas faasis (reakts-d lahustes ja gaasides ). Heterogeenne katalüüs – kat ja reag-vad ained eri faasides (gaas ja tahke aine, vedelik ja tahke aine, erinevad tahked); kat on enamasti tahke; reakts toimub kat pinnal. Bioloogilised kat-d on ensüümid.
23. Difusioon on osakeste soojusliikumisest tingitud protsess, mis viib selle aine kontsentratsiooni ühtlustumiseni ruumis; gaasi korral sõltub osakeste suurusest, polaarsusest. . Difusiooni kiirus gaasides sõltub rõhust, võrdeliselt (osarõhkude summa). Lahustes kulgeb oluliselt aeglasemalt kui gaasides, sõltub temperatuurist, võrdeliselt. Veel aeglasemalt kulgeb tahketes ainetes. Oluline on difusiooni kiirus erinevates suundades! Vertikaalsuunas on palju aeglasem kui horisontaalsuunas. Difusioon looduskeskkonnas st et difusioon toimub koos välismõjudega. Olulist rolli hakkab mängima osakeste tihedus (pole suletud ruum) ja temp erinevus (gradient) atm ülemiste ja alumiste kihtide vahel. Samuti mõjutab Maa külgetõmbejõud. Vees on dif ver suunas oluliselt aeglasem kui hor suunas (jõgede reostus voolab põhjas, kui on tihedam aine). Difusiooni kasutamine tööstuses: pulbermetallurgia, ehitusmatrjalide paagutamisel – nt punane tellis , osaliselt sulab, osaliselt difundeerub, väikeste det Zn-mine trumlis või vibroalusel, päikesepatareide valmistamine, elektroferees. Adsorbtsioon on nähtus, kus tahke aine pinnale seotakse vedela või gaasilise aine sisemusest teatud aineid (põhjuseks tahke aine pinna vaba energia, mis kutsub esile sidemete tekkimise pinnal olevate osakeste ja pinna vahel.). Adsorbts isotermid : (6tk: pinnale adsorbeerub monokiht , mitu kihti jne)Temp langedes ads-n tõuseb ja vastupidi. Kasutam tööstuses eri komponentide eraldamiseks gaasisegudest, majapidamisgaaside puhastamiseks lisanditest, gaaside valikuliseks kogumiseks ja säilitamiseks; nii tööstuses kui tavaelus gaaside segudest koos kahjulike ühendite kõrvaldamiseks. Adsorbtsiooni kasutamise näiteid praktikast: a) joogivee puhastamine aktiivsöega (väike Britta filter ); b)gaaside puhastamine toksilistest ja mittevajalikest ühenditest; c)külmutusseadmetest veeauru eemaldamine silikogeeliga.
24. Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus muutub elementide oksüdatsiooniaste. Redoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerumine ühe elemendi poolt ja redutseerumine teise elemendi poolt. Näited: S + H2 -> H2S; 3Fe + 2O2 -> Fe3O4 ; 2Ca+O2->2CaO; C+O2->CIVO-II2; 2K+H2SO4->K2SO4+H2; N-IV–4e=NI; NV+4e=NI . 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, SO3 2-. Metallide korrosioon – metalli hävimine ümbritseva kk (õhu, vee, lahuste) mõjul. Korrosiooni klassifikats: a)keemiline – materj reag mingi keskkonnas oleva ainega; met korral: toimub kõrgetel temp-l reag-l gaaside ja aurudega ilma elektrolüüdi osavõtuta; erand: met korros kosmoses-temp abs 0 lähedal (korrodeerivaks aineks atomaarne vesinik); b) elektrokeemiline korros – kulgeb taval met-del elektrolüüdi sulatise või selle lahuse osalusel; c)biokeemiline korros – mikroorganismide osavõtul; d) erosioon korros – materj pinnaosakeste eraldamine liikuva gaasi (õhu) või vedelike korral. Näited: Cu-Fe: Fe - 2e- -> Fe2+; Cu:2H+ + 2e- ->H2; Al-Fe: Al - 3e- ->Al3+ ; Fe: 2H+ + 2e- ->H2
25. Tsingi korrosiooni seaduspärasused: vesilahustest 20%-ses N- happes korrodeerub kõige kiiremini. Arvestatav korrosioon ka äädikhappelahuses ja alkoholides. Mida karedam vesi, seda vähem mõjutab temp korrosiooni. Kõige väiksem tsingi korrosioon on pH 10 juures (aluseline) happelise poole tõuseb. Puhtas (destilleeritud) vees on tsingi kõige kiirem korrosioon 75 kraadi juures (järsult tõusev tipp graafikul). Zn atmosfääris: kattub paatinaga (2ZnCO33Zn(OH)2) – looduses metalli pinnale tekkiv korrosiooniproduktide kiht. Kiht on hästi tihe, hästi nakkunud ning seepärast kaitseb Zn-i. Vees kate on raskesti lahustuv. Atmosfääris on korros 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 Zn- pleki kihi (paksusega 25-30µm) vastupidavus Maa atmosfääris u 40 aastat. Zn katete valmistamine ja nendega katmine : a) kuumtsinkimine – materjal (teras) asetatakse korra sulasse Zn-i, kihi paksus 46 kuni 400µm; b) kuumpihustus – pihustatakse kuuma sula Zn-i, kiht 2 kuni 300 µm; c)elektrokeemiline(galvaaniline) – anoodiks Zn, katoodiks detail, elektrolüüdiks Zn-soola lahus, kasut väikeste esemete puhul, Zn-kate suht õhuke ja poorne ; (pinnal suured tsingi kristallid), seega detailid kasutamiseks sisetingimustes ; d)difusioonmeetod – puhastatud detail koos Zn pulbriga trumlisse. Ja tõstetakse temp Zn sulamistemp lähedale, pinnale õhuke Fe-Zn kiht; e)tsinkpulbervärviga katmine – väga peenikene Zn- pulber , kuivanud värvikiht sis massi järgi 95% Zn. Tsingikihi kvaliteeti hinnatakse tema paksuse, poorsuse , homogeensuse ehk ühtlase jaotumise järgi. Temperatuuri abil kuumtsinkimisel kihi paksus.
26. Gaasi magistraaltorude katoodkaitse välise alalisvooluallika abil: kaitstav objekt ühendatakse vooluallika \"-\"klemmiga ja torust saab katood . Kuna vajalik on vooluringi saavutamine, kuid toru on üldjuhul lisaks katoodkaitsele veel ümbritsevast keskkonnast isoleeritud poluretaankattega, siis see kate peab nii palju elektrit juhtima , et saaks tekkida vooluring (et katoodkaitse toimiks). Kui tekib selline vooluring, siis toru ei korrodeeru, kuna katood ei hävi vaid katoodile antakse elektrone juurde.
OHUD: kui isoleerkatte alla peaks tekkima väike korrosioonikoh või kogunema soolalahust, siis läbi poluretaankatte hakkab osmoosi (molekulide ühesuunaline difundeerumine läbi poorse vaheseina, kui vaadeldav vedelik on poorse seinaga anumas teise vedeliku sees) tulemusena kogunema järjest rohkem vedelikku ja tekivad nn. villid , lahuse kogus toru pinnal muudkui suureneb ja korrosioon ägeneb. Samuti kui katoodkaitse puhul kasutatav voolutugevus pole õige, siis teatud juhtudel võib katoodkaitse vooluring hoopis soodustada korrosiooni.
27. Elektrokeemilised on protsessid, mille käigus tekib elektrivool või millised toimuvad elektrivoolu
toimel. Metallide tootmine toodet sula halogeenidest (NaOH, CaCl2 ) või vesilahustest (Fe, Cd, Co,
Zn, Mn, Cu), nt Al toodetakse sulast Al2O3 *nH2O + Na2AlF6 *krüoliit (70:30; t°>940 °C; pinget
4,2-4,5V). 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 elektrokeemilis potentsiaali erinevusel. Galv katete valmistamine: so metallikihi sadestamine eseme pinnale elektrolüüsi teel. Kaetav ese aset katoodina elektrolüüsivanni, milles on kattemet sisaldav elektrolüüdilahus. Anoodiks on harilikult kattematerjalist plaat. Kui elektrolüüti läheb vool, sadestub esemele metallikiht. Det poleerimine: viimistlustöötlemine sileda pinna saamiseks. Kuna vool liigub eelistatult läbi teravike, siis need lahustuvad kõigepealt. Pinged on suuremad kui galv katmisel. Terase poleerimisel pinge nt 40-60V, tihedus 400-600
A/m2, elektrolüüdiks HClO4 lahus. Katete valikuliseks eemaldamiseks kasut sama süst, mida
katmiselgi, kuid vahet elektroodid - anoodiks det, millelt kate eemald, katoodiks puhas eemald
met. Katteid on võimalik eraldada suht selektiivselt, nt tinakatte eemald teraselt, hõbetatud vasest
hõbeda eraldamine.
28. Elektroodid on anoodid ja katoodid. Katoodiks on elektrood , mille standartne redokspotensiaal E0 on suurem, anoodiks on elektrood, mille E0 on väiksem. Inertne elektrood on elektrood, mis elektolüüsi ajal
ei muutu (ei lahustu, nt plaatinaelektrood). Aktiivne elektrood on taval met – elektrood, millega
elektr ajal toimub keem muundumine (lahustuv). Standardpotentsiaal (E°) on galvaanielemendi elektromotoorjõud, milles üheks elektroodiks on vesinikelektrood , teiseks uuritav elektrood.
Uuritava elektroodi pot saadakse võrdlemise teel vesinikelektroodi potentsiaaliga, mille väärtus loetakse nulliks. Standardpotents suurus oleneb met 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 (ei tohi ühendada otseselt Al ja Cu elektrijuhtmeid, vahetus kokkupuutes ei tohi olla Cu ja teras veetorud, tuleb vältida vase pinnalt voolava vee sattumist Al, Fe ja Zn pinnale). Kontaktkorrosiooni kohad: vasest veetorud ühendatud teras/tsinktorudega, terasest torudel messingist ventiilid / kraanid , elektriühendused Cu-Al, Cu katuselt vesi Al, Fe või Zn katusele.
29. Nersti võrrand:
väljendab reaalsetes tingimustes potensiaali, kus R-8,314 J/Kmol, T-temp., n- metalli iooni laeng, F- Farady arv- 96485 C/mol, CMe vastavate ioonide konts. Kui T= 298K, siis E = E Me 0+ 0,059/ n *log [CMe n+]. Järeldused: 1) on võimalik valmistada GE, millede elektroodid on ühest ja
samast elektroodi mat-st, elektrolüüt on sama, konstr on sama, kuid elektroodidel on erinevad
temp. Sellist elementi nim temp GE-ks; 2) on võimalik valm GE ühest ja samast elektroodi
materjalist, samal temp, kuid erineva konts-ga elektrolüüdi lahuses. Seda GE nim konts GE-ks. Elektrokeemiline korrosioon, mis leiab aset kas sula elektrolüüdi või elektrolüüdi lahuse osavõtul. Seisneb galvaanielementide moodustumises, milles hävib anoodiks olev metall või metalli piirkond. Elektrokeemilise korrosiooni kiiruse määrab korrosioonivool I korr. , mis sõltub katoodi ja anoodi elektroodi potentsiaalidest ja süsteemi takistusest:
Elektroodpotensiaali E suurust väljendab Nersti võrrand. Metallide korrosioonis on anoodpiirkond piirkond, kus toimub oksüdeerimine, omab positiivseid laenguid. Katoodipiirkond on aga piirkond kus metall loovutab oma elektrone anoodile, muutudes ise negatiivsemaks.
30. Metallide omaduste parema ülevaate saamiseks paigutatakse nad keemilise aktiivsuse järgi ritta , nii et vasakule jäävad aktiivsemad, paremale vähem aktiivsed metallid. Pingerida :
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
30. Soola 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. pH piirkonnad :A) tugeva aluse ja nõrga happe sool: NaCH3COO + H20 = CH3COOH + OH, pH > 7 (aluseline kk); B) tugeva happe ja nõrga aluse sool: Me -soola katioon Me + 2H2O = MeOH + H20, pH nõrga aluse ja nõrga happe sool: Me + A + H2O = HA + MeOH, pH = 7 (neutraalne kk). Vee
mööduva kareduse määramine: mõõdan pipetiga l00 cm3 vett, lisan 3-4 tilka mo ja tiitrin 0, l M
soolhappega kuni lahus muutub punaseks. Arvutan valemi järgi mööduva kareduse V1 * 1000 *
CM1 / 2 * Vvesi = mmol/l.
31. Kuidas töötavad Volta ja Jacobi gal. elemendid.: Galvaani elemendid on seadmed , milledes keemiline energia muudetakse elektrienergiaks. Põhiliselt jagunevad galvaani elemendid (GE): 1) Volta GE(1799) on 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) Zn=Zn²-+2e ja 2H-+2e=H2. 2) Daniel -Jacobi GE-s 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 e`välisvooluallika positiivse poolusega ja Zn e`negatiivse poolusega ja lastakse vool läbi. 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. Oksüdeerimise korral ühendatakse Al detail vooluallika + poolusega, elemendi pinnal tekivad ioonid, mis kohe reageerivad vesilahusega ja pinnale ekib 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.
32. Akumulaatorid on seadmed elektrienergia kogumiseks ja saamiseks (sisuliselt Daniell-Jacobi galvaanielemendid). Keemiline energia muudetakse elektrienergiaks ja milles ladustatakse energiat. Akumulaatorid jaotatakse plii- ehk happeakudeks ja raud- nikkel - ehk leelisakudeks. . Pliiaku: Elektroodidel moodustub PbSO4. Elektrolüüdiks on väävelhappelahus. PbO+H2SO4→PbSO4+H2 O. Laadimine: +plaat: PbSO4 +2e→Pb+SO42 ;-plaat: PbSO4 + 2H2 O – 2e → PbO2 + 4H+ + SO42- .Happe kontsentratsioon tõuseb (vt 4H+). Laadimisel moodustub galvaanielement (-) │H2SO4│ Ja (+)│PbO2 │ Summaarselt tühjendamine: Pb+ PbO2 + H2 SO4→ 2PbSO4+ 2H2 O [niipidi on tühjend, vastupidi on laadimine] Tegemist on redutseerijaga. Happe kontsentratsioon väheneb. Raud-nikkel aku: elektrolüüdiks on leelise lahus. Üheks elektroodiks on raud(anood), teiseks aga aluseline nikkeloksiid(katood). Anoodil : Fe+2OH → Fe(OH) 2 + 2e, Fe=Fe2+ + 2e (oksüdeerija). Katoodil : NiO2 + 2H2 O+2e → Ni(OH)2 + 2OH- , NiO2 + 2e=Ni; 2NiOOH + Fe + 2 H2 O → 2Ni(OH) 2 E= 1,48V; 2NiOOH + Cd + 2 H2 O → 2Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2 E= 1,44V. Metallide elektrokeemiline korrosioon seisneb enamasti galvaanielementide tekkes : Cu-Fe kinnitus , Al-Fe kinnitus, vasest veetorud ühendatud teras/tsinktorudega, terasest torudel messingist ventiilid/kraanid, elektriühendused Cu-Al, Cu katuselt vesi Al, Fe või Zn katusele.
33. Värvide põhimõtteline koostis: sideaine , pigmendid, lahusti, lisaained(mürkkemikaalid, inhibiitorid ). Värve klassifitseeritakse järgmiste tunnuste abil: 1)kile moodustumise viis; 2)sideaine; 3)kasutamisviis; 4)pigmendid ( korrosioonikaitse , värvus jt); 5)kasutamiskohad (metall, puu, betoon jt); 6)kasutamisjärjekord (alus-,vahe-, pealmine värv). Kile moodustumise kemism : 1)füüsikaline: vedelate värvide korral lahusti aurub ja sideaine osakesed liituvad kileks. Nt: kloorkautshuk+lahusti, polüvinüülkloriid+lahusti, mõni polümeer+vesi (lateksvärvid), ülalloetletud ainete pulbrid (kuumutamisel hakkavad voolama ning katavad pinna kilega(kelmega). 2)keemiline: kile moodustub keemilise reaktsiooni tulemusena. Nt: ühekomponentsed- a)reageerivad õhus oleva O2 – alküüdvärvid, alküüdlateksid; b)kõvenevad kuumutamisel: alküüdamiin, polüester, akrüülamiin. Kahekompetentsed: a) monomeer +kõvendaja, epoksüvärvid; b)epoksüvrävid+vesi, lateksid; c)pulber+vedelik, Zn+ etüülsilikaat.
34. Elektrolüüs on protsess, milles alalisvoolu läbijuhtimisel sulast elektrolüüdist või elektrolüüdi lahusest pos laenguga osakesed liiguvad neg laenguga elektroodile ja vastupidi. Alalisvoolu toimel siirduvad elektrolüüdi katioonid katoodile ja anioonid anoodile, ioonide või elektrolüüdi keskkonnas olevate molekulide osavõtul katoodil redutseerimis- ja anoodil oksüdeerimisprotsess. Kui aatom on laetud, eraldub katoodil vesinik, anoodil aga hapnik. Lagunemispinge (Elag) – elektroodidele antav pinge, mille juures algab elektrolüüs. Lagunemispinge suurus oleneb elektrolüüsi rakus olevate elektroodide tasakaalude potentsiaalide erinevusest. Ülepinge () – lagunemispinge ja süst-s moodustunud galvaanielem emj vahe = Elag-Egalv-el
Lagunemispinge on tavaliselt 940°C, pinge 4,2-4,5V) 3)leeliste ja raskevee tootmine 4)vesinikperoksiidide jt peroksoühendite saamine 5)õhukeste metst kattekihtide saamine (galvaanotehnika).
35. Faraday I seadus: elektrolüüsil eraldunud aine mass on võrdeline voolutugevusega (I) ja elektrolüüsi kestusega (t) – seega elektrolüüti läbiva elektrihulgaga (It). Faraday II seadus: võrdsete elektrihulkade (It) mõjul elektrolüüsil eraldunud erinevate ainete masside (m1 ja m2) suhe võrdub vastavate ioonide molaarmasside ja ioonlaengute jagatise suhtega (m1/m2) = (M1/z1) / (M2/z2). Summaarne valem on m = MIt/zF, kus F on Faraday konstant e ühe mooli prootonite kogulaeng (F=9,6487104 [c/mol]). Voolutugevus amprites, t aeg sekundites ja z osakeste laeng. Elektrokeemiline oksüdatsioon: detail on anoodiks. Kasutades erineva koostisega elektrolüüdi lahuseid, saadakse erinevate omadustega oksiidikiht, so värvus, paksus, tugevus ja elektrilised omadused. Detail ühendatakse vooluallika + poolusega, elemendi pinnal tekivad ioonid, mis kohe reageerides lahusega oksüdeeruvad ja moodustavad detaili pinnale oksiidikihi . Elektrokeemiline oksüdatsioon toimub kõige rohkem Al, titaanis ja Cr ning nende sulfaatides. Oksüdeerimata Al ei pea looduskeskkonnas eriti kaua vastu. Põhjuseks on atmosfääris Al pinnale tekkiv poorne AlOH3 kiht, mis ei kaitse Al sügavamaid kihte korrosiooni eest. Selleks kasutatakse kahte tehnoloogiat: a)tekitatakse alumiiniumi pinnale värvitu oksiidi kiht, seejärel pinda töödeldakse värvainelahustega ja värvaine adsorbeerub oksiidi osakeste pinnale. Võib valmist ükskõik, mis värvi pinda, aga värvi püsivus on väike, sest pind ei värvu ühtlaselt; b)värvaine on juba elektrolüüdi sees, sellest tingituna moodustub ühtlase värvusega kiht. Suur püsivus, aga väike värvide valik.
36. Korrosiooniks nimetatakse materjalide hävinemist ümbritseva keskkonna tõttu. Looduses: atmosfäär , vesi, vee ja atmosf liikumine. Tehiskeskkonnas: teised materj-d, kemikaalide lahused, gaasil ained, aurud, temp ja mehaanil mõjutused. Korrosiooni klassifikatsioon: 1)Keemiline - metallid reageerivad gaasidega ilma elektrolüüdi lahuse või sula elektrolüüdi osavõtuta. Peamiselt toimuvad reaktsioonid kõrgetel temperatuuridel hapnikuga, lämmastikuga, süsivesinikega, väävliga või klooriga. 2)Elektrokeemiline – peamine korrosiooni liik, seisneb mikro- ja makrogalvaani elementide moodustamises pinnale elektrolüüdi lahuse või sula elektrolüüdi juuresolekul. Hävib anoodiks olev metall ehk aktiivsem. 3)Erosioon – osakeste mehaaniline lahtirebimine pinnalt liikuva gaasi või vedeliku toimel(nt torustikes ). 4)Bioloogiline – mehhanism on kahesugune a) mikroorganismid toodavad ühendeid( happeid ), mille toimel metall korrodeerub(nt. väävlibakterid vajavad elutegevuseks väävli ioone) b) elusorganismid tarvitavad elutegevuseks materjale, millel nad elavad(nt. puus elavad seened). Tüüpilised korrosioonikahjustuste ilmingud on ühtlane korrosioon, laiguline korrosioon, pisteline korrosioon, piirpinna korrosioon, pilukorrosioon, hõõrdekorrosioon, kontaktikorrosioon, kihtkorrosioon, kihtide vaheline korrosioon, kristallide vaheline korrosioon, kristallide sisene korrosioon, väsimuskorrosioon. . Kontaktkorrosioon toimub elektrokeemilise kemismi järgi kui kontaktis on 2 metalli või metallisulamid . Nendes kohtades moodustub galvaaniline baas, milles negatiivsema potentsiaaliga metall või tema sulam on anoodiks, see tähendab hävib positiivse potentsiaaliga metall katoodiks, mille pinnalt eraldub enam vesinik. Kontaktkorrosiooni korral hävib anoodiks oleva metalli see osa, mis on vahetult katoodi ümber. Tüüpjuhused: Cu-Fe (hävib Fe); Fe-Al (hävib Al). Ühtlast ja laigulist korrosiooni vähendatakse pinna katmisega, pisteliselt sobiva materjali valikuga vajalikule konstruktsioonile, piirpinna korrosioonile tuleb valida sobiv keevituse tehnoloogia ja ka materjal, pilu korrosiooni korral tuleb pind hoida puhas jne.
Metallide korrosioonis on anoodpiirkond piirkond , kus toimub oksüdeerimine, omab positiivseid laenguid. Katoodipiirkond on aga piirkond kus metall loovutab oma elektrone anoodile, muutudes ise positiivsemaks.
Cu- konstruktsioonidelt ei tohi vesi eralduda (voolata) Zn, Al, terasest konstrukts-dele. Korrosiooni kiirus – selle määrab ära korrosioonivoolu tugevus, mis sõltub katoodi ja anoodi elektroodipotentsiaalidest ja süsteemi takistusest. (põmst Ohmi seadus) Ikor =(Ekat-Ean)/R
37. 1)Vees ja vesilahustes- peamine mõjutegur on pH. Kriitiline pH on 8,5, sellest suurema puhul korrosioon peaaegu peatub (muutub aeglasemaks) järsult tõuseb happelises keskkonnas. Temp tõusuga korrosiooni kiirus tõuseb lineaarselt.. Kloriid kiirendab vesiniku eraldumist. Kloriidioonid moodustavad rauaioonidega paari ja rauaioonid viivad nad reaktsioonist välja. Cl – (ioonid) kiirendavad kõikide metallide korrosiooni. Hapniku mõju: Hapnik reageerib veega tekivad hüdroksiidrühmad. Rauad lähevad segusse ja moodustavad FeOOH. (joonis) merevee pritsete prk.s on korr.kiirus kõige suurem. Teras on raua
sulam, kus on grafiiti , sementiiti, väävli, fosfori jt ühendeid. Atmosfääris: Korrodeeruva met
pinnale tekib niiskuskelme, milles on lahustunud õhuhapnik. Harilikult muutub niiskuskelme
elektrolüüdiks, kuna selles on lahustunud mitmed õhus leiduvad gaasid, met korrodeerub.
Tekkinud mikrogalvaanielmentide paarid Fe-C ja Fe-sementiit on puhas raud aktiivsemaks
elektroodiks ehk anoodiks. Põhimet pinnal toimub anoodne ja lisamet pinnal katoodne reakts.
Korr kiirendab tolmu osakesed ja õhuniiskus >20%, samuti SO2. Temp tõusuga korr.kiirus kasvab
lineaarselt. 2) 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.( joonis). 3) Õhu suhtelise niiskuse mõju ( joonis). Atmosfääris – puhta õhu korral algab korrosioon 20% niiskuse korral ja
kiirus kasvab äärmiselt vähe niiskuse suurenedes. Praktiliselt algab
korrosioon 30% niiskuse juures. Kui niiskus ületab 60%, kiirus suureneb
järsult. Korrodeeruva metalli pinnale tekib niiskus kelme, milles on
lahustunud õhu hapnik. Harilikult muutub niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna
selles on lahustunud mitmed õhus leiduvad gaasid; metall korrodeerub. Kui
õhus on 0,01% SO2 ja lisaks veel tahm , kiireneb kiirus peaaegu
vertikaalselt üles. Tahma puudumisel on tõus pea poole väiksem. Tinaga kontaktis oleva
raua korrosioon kulgeb galvaani elemendi tekkimise tõttu palju kiiremini kui
puhta raua korrosioon. Kui tinakiht on vigastamata, siis teras käitub kui
tina. Tinakihi vigastuse korral teras paljastub ja algab el. Keemiline
korrosioon. Raud on anoodiks, elektronid liiguvad katoodile (tina).
Moodustub Fe(OH)2, mis õhu hapniku toimel muutub Fe(OH)3. Kui raud
Moodustab galv. el.-i aktiivsema metalliga (tsink), siis on tsink anoodiks ja raud
katoodiks. Tsink läheb lahusesse ja raud säilib.
38. 1) Pinna isoleerimine katetega : a) värvid b) polümeerid c) metallid, kaetud peale galvaaniliselt d) metallid, kantud peale kastmisega sulasse (Zn, Sn, Ag) e) metallid, kantud peale pihustamisega kõrgel temperatuuril normaalrõhul f) metalli, kantud peale elektriväljas vaakumis g) emailid h) keraamilised katted (TiC, TiN, Al2O3, ZnO2). 2) Metalli pinnale tekitatakse mõne ühendi kiht: a) oksiid( oksüdeerumine) oluliseim 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 ennem. b) Katoodkaitse välise vooluallika abil: vooluringist lastakse läbi alalisvool .( joonis) c) Anoodkaitse: pinnale moodustub passiivne oksiidi kiht (joonis) 4) inhibiitorid (ained, mis vähendavad keem reats kiirust) 5) Kaitsemäärded 6) Tõrje kuiva õhuga (õhu kuivatamine silikogeeliga). Värvimine pulbermeetodil: sellel on 3 meetodit 1) elektrostaatiline pihustamine 2) keev kiht 3) elektrostaatiline kuivkiht (joonised). Värvimine pihustusmeedodil:1) Madalsurve ehk õhkpihustus- kasut. Autode, väikeste seadmete ja mööbli värvimiseks. Puudused: suured värvikaod ja värviudu moodustumine. 2) Kõrgsurve: 20- 400 atm rõhul olev värv lastakse välja väikesest avast. Kasutatakse laevade, mahutite, ehitiste, sildade jt. suurte pindade värvimiseks. 3) elektrostaatilised meetodid: a) Värvi pihustamine- värv lastakse kiiresti pöörlevale kettale. Tsenrifugaaljõu mõjul muutuvad värvitilgad uduks. B) pulbri pihustamine- saadakse kiled. Värvi kasutamise aste on ligi 100 %.4) Kuumpihustamine- värv või lakk kuumutatakse 50 kuni 80 `C ja kantakse peale kas madal või kõrgsurvemeetodil. Pilukorrosioon võib leida aset, kui metalli pinnale satub mustus - seega tuleb metalli pinda puhtana hoida ja seda pidevalt puhastada . Puhastamine soolade eraldamisega pestes veega või auruga. Õlide ja rasvade eraldamisega kasutades leeliste lahust. Pilu korrosiooni ohtlikud kohad on näiteks keevitus kohad, kus jookseb vesi. Neid kohti on tavaliselt raske puhastada, aga ka raske avastada ja tõrjuda. Pilu korrosiooni vältimisviis on pinna puhtana hoidmine, inhibiitoriga katmine ja katood kaitse. Rooste eraldamisega- leekpuhastus; liivapritsi või veejoaga ; mehhaaniliselt; töötlemine hapetega. Galv tsingitud terasplekil on suured tsingi kristallid näha.
39. Vees ja vesilahustes: Al on kõige stabiilsem pH 5-8 juures. Korr.kiirus suurim 20%lise HNO3
lahuses, stabiilne 10%lises. Reag paljude org ainetega. Atmosfääris: Looduskeskk on Al
vastupidavus suht väike. Korrosioonikindluse tõstmiseks valmistatakse Al pinnale 25m Al2O3
kiht. Looduslik oksiidikiht on ebapiisav korr.tõrjeks (6-10μm).
Al reageerib alkoholidega. Praktiliselt puhastes alkoholides keemistemperatuuril hävineb Al peaaegu täielikult. Alkoholide kasutamisel ei saa kasutada Al-aparatuuri Al vastupidavus atmosfääris on nõrk (mida merelisem seda nõrgem, sest soolsus tõuseb) Alumiiniumi korrosioon kokkupuutel raua ja vasega: Al kokkupuutel vasega toimub kiire korrosioon. Al on aktiivsem metall kui raud ja vask, seetõttu on ta anoodiks ja hävib.
40. Katoodkaitse välise vooluallika abil: vooluringist lastakse läbi alalisvool. Anood laguneb.
41. Anoodkaitse: pinnale moodustub passiivne oksiidi kiht Elektrokeemiline kaitse: kaitstavate konstruktsioonide külge ühendatakse elektroodid, mis on anoodiks. Anoodid ühendatakse kaitstava konstruktsiooniga paljudest kohtadest, kindla vahemaa järgi
42. Raudbetooni korrodeerumine. Betooni valmist: tsemendist , täitematerjalist ja veest. Betooni korrosiooni all võib mõista tsementkivi ja metallarmatuuri korr.
Tsementkivi korr
I tüüp:
1)suureneb tsementkivi poorsus ja muutub tsementkivi koostis. Selle tulemusena väheneb betooni tugevus, suureneb gaaside difusiooni kiirus, milline suurendab karboniseerumise sügavust ning armatuuri korrosiooni kiirust juhul, kui betoon on karboneerunud armatuurina; 2)betoonist väljub aluseline vesilahus, kahjustab ümbritsevat keskkonda ja konstruktsioone.
II tüüp:
1)karboneerumine aladab keskkonna pH-d betoonis, milline on algselt~ 12,5 pH vähenemisel 8,5-ni, algab terasarmatuuri korrosioon(aluselises keskkonnas teras ei korrodeeru); 2)ulatuslikule karboniseerumisele kaasneb mahu vähenemine ja tihti paragude tekkimine; 3)reageerimisel atmosfääris sisalduva SO2-ga viib kipsi tekkele ja seejärel ettringiidi moodustumisele; 4)praktiliselt kõik tavahapped lagundavad betooni. Enamik ülejäänud ainetest, millised reageerivad mõne tsementkivi komponendiga, lagundavad betooni suuremal või vähemal määral.
III tüüp:
kui kristallide kasvuks ruumi ei ole, lagundavad ümberkristallisatsioonil( paisumisel ) tekkivad
jõud betooni. Analoogiline korrosioon tekib kõikides materjalides, mis sisaldavad tsementkivi ja on poorsed nt. krohvid, mördid, vuugimördid.
Betooni hooldamine ja korr-tõrje:
1)betooni kaitsmine CO2, H2O, Cl- ja SO42- sissetungimise eest pinnakatetega(polüretaankate); 2)betooni poorsuse vähendamine ja tugevuse suurendamine pooride täitmise teel; 3)betooni leelistamine uuesti( elektroforees )(joonis)
4)armatuuri elektrokeemiline kaitse(põhimõtteline skeem on samasugune nagu kloriidi väljaviimisel)
5)Cl- väljaviimine betoonist elektrokeemiliselt(joonis)
6)armatuuri kaitse inhibiitorite viimisega betooni
Armatuuri korr tulemusena tekib Fe(OH)3, mille maht on suurem kui raual endal ja betoon
praguneb. : armatuuri(-) elektrokeemil kaitse, armatuuri kaitse inhibiitoritega.
43. Tsement on aine, mis seob pulber ja tükimaterjalid kompaktseks massiks. Ehituses kasut. portlandtsementi , seda võib kasutada lisandina krohvimörtides, müürimörtides, keraamiliste plaatide kinnitussegus ja plaatide vuugi täitesegus ja muudes segudes. Vesi kahjustab tsementi - Tsementkivi komponentide väljakanne betoonist veega. Betooni viimisel kokkupuutesse teiste materjalidega tuleb arvestada seda, et teistes materjalised ei oleks aineid, mis reageerivad Ca(OH)2-ga. Portlandtsementi kasut betooni valmistamiseks. Toimuvad reaktsioonid: 2(3CaO*SiO2)(t) + 6H2O (V) 3CaO*2SiO2*3H2O(t)+ 3Ca(OH)2(t,v); ja
2(2CaO*SiO2)(t)+4H2O3CaO*2SiO2*3H2O(t)+Ca(OH)2(t,v); 3CaO*Al2O3(t)+6H2O=
3CaO*Al2O3*6H2O(t); Tsementkivi komponentide väljakanne betoonist veega on tsementkivi
korrosiooni I tüüp - 1)Ca(OH)2 lahustumine betoonis liikuvas vees ja väljakanne ümbritsevasse
kk, tagajärg - suuren tsementkivi poorsus ja muutub selle koostis väh betooni tugevus, suuren
gaaside dif kiirus, mis suuren omakorda karboniseerumise sügavust ning armatuuri korr.kiirust
juhul kui betoon on karboneerunud armatuurini; 2)tsementkivi mineraalide (kaltsiumsilikaat ja
kaltsiumaluminaathüdraadid) hüdrolüüs ja produktide väljakanne; tagajärg - betoonist väljuv
aluseline vesilahus kahjustab ümbritsevat kk ja konstruktsioone. Betooniga ei tohi kontaktis olla
Zn, Al, kuna see tekitab betoonis faaside muutum, N:ettringiidi teke:
3( CaSO4 *2H2O)+3CaO*Al2O3*6H2O+19H2O=3CaO*Al2O3*3CaSO4* 31H2O
Betooni tuleb kaitsta perioodilise kuivamise ja märgumise eest.
Betooni reageerimist kokkupuutuvas keskkonnas olevate ainetega (atmosfääris ja vees sisalduva CO2-ga nimetatakse karboniseerumiseks. Betooni kaitsmiseks keskkonna eest kaetakse ta pinnakatetega (CO2, H2O). Betooni poorsuse vähendamiseks ja tugevuse suurendamiseks täidetakse betooni poore. Betooni leelistamine. Cl ioonide väljaviimine betoonist elektrokeemiliselt.
44. Galvaanilisel katmisel ( kroomimine , kuldamine, hõbetamine) on kaetav element katoodiks ja
kattematerjal anoodiks. Elektrolüüdi lahus, kus katmisi läbi viiakse, peab sisaldama kattematerjali
ioone. N:Fe katmine Cr-ga: Fe puhast H2SO4-ga ja dest veega, kaet Cu-ga, Ni-ga ja Cr-ga.
Saadava galvaanilise kätte omad sõlt elektrolüüdi omad (koostisest, temp-st, pH-st, ja
kontsentrats), voolutihedusest (A/m2) ja ajast. Sama tehnoloogiat kasut ka katete valikuliseks
eemald, 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. Parameetrid: U=10–30V ja 400– 600A /m2. Lagunemispinge - pinge,
mille juures algab elektrolüüs, ülepinge - pinge, mille juures elektrolüüs lõpeb, on võrdne
lagunemispinge ja süst moodust GE emj vahega. Metalli pinna puhastamine: 1)üldine
puhastamine: a)soolade eraldamine vee või auruga; b)õlide ja rasvade eraldamine - kasut leeliste
(NaOH) lahust, leotamist vesiemulsioonides või hapete lahustes; 2)rooste eraldamine:
a)leekpuhastus; b)liivapritsiga või veejoaga; c)mehhaaniline (kaabitsad, terasharjad); d)töötlemine
hapetega (kasut vedelaid happeid või happeid pastaga). Leekpuhastusel pinna temp tõstetakse
150°C, kasut vanade ja paksude värvikihtide eemaldamiseks. Pinna ettevalmistamine värvimiseks:
1)fosfatiseenmine; 2)kromatiseerimine; 3)pinna katmine kaitsevärviga.
45. Molaarmass – molaarmass M on ühe mooli mass grammides (g/mol). Võrdub arvuliselt aine molekulmassiga (või aatommassiga). Ntx: vee molaarmass M(H2O)=18 g/l. 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 süsivesimikega 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20%, samuti SO2. Temp tõusuga korr.kiirus kasvab
lineaarselt. Cu lisand vähend korr.kiirust 3-4x.
59. Karastamiseks nimetatakse metallide ja nende sulamite termilist töötlemist kuumutamise ja sellele järgneva kiire jahutamisega. Karastamise eesmärk on harilikult kõvaduse suurendamine. Terase karastamisel tekib martensiit , mis on väga kõva. Karastuvad terased, milles on süsinikku 0,32…0,80%, jahutuskeskkonnana kasutatakse vett, mille jahutusvõime on kõige intensiivsem 18 ja 20 kraadi vahel. Kiirema jahutuskeskkonna annavad 10% soolalahused, aeglasema aga õli, õhk ja sulametallid. Reaktsioonivõrrandid: 1. C+CO2=2CO 2. FE2O3+3CO=2FE+3CO2
60. Tsement – aine, mis seob puiste-, pulberainet ühtlaseks massiks (portlandtsement); saadakse savi, lubjakivi ja kvartsliiva kuumutamisel (põletamisel) temp 1300- 1400  C. Osa massist sulab, moodustub vedela ja tahke aine massi segu – klinker.
1) 2(3CaO∙SiO2) (t) +6H2O (v) → 3CaO∙2SiO2∙3H2O (t) +3Ca(OH)2 (t,v)
2) 2(3CaOSiO2) (t)+ 4H2O →3CaO2SiO23 H2O(t) +3CaOH2 (t,v)
3) 3CaO∙Al2O3 (t) +6H2O→3CaO∙Al2O3∙6H2O (t)
Tsementkivi mineraalide (kaltsiumsilikaat- ja kaltsiumaluminaathüdraadid) hüdrolüüs ja produktide väljakanne: 1) Ca(OH)2 (v) sisaldus betoonis olevas vees