Praktikumi KT vastused (25)

Laboratoorne töö 1 Keedusoola määramine liiva-soola segus
1. Milleks ja kuidas te kasutasite areomeetrit? Joonistage põhimõtteline pilt!
Kasutasime keedusoola lahuse tiheduse määramiseks. Skaalalt lugesime tiheduse näidu järgi, milleni areomeeter lahusesse sukeldus.
2. Millisel seadusel põhineb areomeetri kasutamine?
Archimedese seadusel: igale vedelikus või gaasis asetsevale kehale mõjub üleslükkejõud, mis on võrdne selle keha poolt väljatõrjutud vedeliku või gaasi kaaluga.
3. Millest sõltub lahuste tihedus?
Lahustunud aine sisaldusest lahuses.
4. Kas lahuste tihedus on suurem või väiksem kui lahusti tihedus?
Lahuste tihedus on suurem kui lahusti tihedus
5. Kui suur on 200 g lahuse ruumala, kui tihedus on 1,08 g/cm3? Kui palju on sellises lahuses lahustunud ainet, kui lahuse massiprotsent on 23%?
V=m/ρ=200/1,08=185,2 cm3 . Lahustunud ainet on 200*0,23=46 g.
6. Kuidas väljendatakse lahuste koostist?
1) Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Lahuse protsendiline koostis näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses: C% =lahustunud aine mass [g] /  lahuse mass [g] * 100% =  maine  / mlahus * 100% [%]
2) Molaarne kontsentratsioon (ehk molaarsus ) (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes liitris lahuses CM = naine  / Vlahus  [mol/ dm3]
3) Molaalne kontsentratsioon (ehk molaalsus ) (Cm) Molaalne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kilogrammis lahustis CM = naine  / mlahusti  [mol/kg]
7. Mida väljendab lahuse massiprotsent?
Lahuse protsendiline koostis näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses.
8. Mida väljendab lahuse molaarne kontsentratsioon ja kuidas te seda arvutasite, teades et keedusoola mass 250-s milliliitris lahuses on 8 grammi?
Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes liitris lahuses.
Arvutamine:
1)leida, mitu mooli on 8 g NaCl n=m/M M-soola molaarmass , [g/mol] n-moolide arv m-soola mass, [g] n=8/58,5=0,137 mooli
2)kui 250 ml=0,25 l lahuses on n=0,137 mooli soola, Siis 1 liitris lahuses on x mooli soola Ristkorrutisesga leida x, mis ongi lahuse molaarne kontsentratsioon.
x=1*n/0,25=0,137/0,25=0,547 M
9. Kuidas arvutatakse molaarne kontsentratsion ümber protsendilisuseks?
Kuna lahustunud aine massi lahuses saab leida kahe valemiga maine = Vlahus * CM ; maine = mlahus * C% / 100% = Vlahus * ρ lahus  * C% / 100% siis 1000 * ρ lahus * C% / 100% = 1 * CM * Maine Lahuse maht 1000 cm3 ehk 1 dm3 antakse ette, leida saab kas C% või CM  vastavalt sellele, kumb on puudu. Teised suurused on ette antud.
10. Kuidas arvutatakse protsendilisus ümber molaarseks kontsentratsiooniks?
1000*ρlahus * C%/100%=1*CM*Maine (1.8)
C% - massiprotsent, CM – molaarne kontsentratsioon, Maine – molaarmass
Valemist 1.8 saab leida kas CM või C%, kui kõik ülejäänud suurused on olemas.
Lahuse maht 1000 cm3 (ehk 1 dm3) antakse ette.
11. Milliste lahuste ( gaasilised , vedelad või tahked ) korral saab kasutada komponentide sisalduse suuruse väljendamiseks molaarsust?
Vedelad.
12. Kuidas te määrasite katseliselt NaCl-i sisaldust liiva-soola segus?
Keedusoola protsendilise sisalduse leidmiseks lahustatakse kaalutud segu vees ja filtreeritakse. Filtraadi tiheduse kaudu leitakse tabelist NaCl protsendiline sisaldus.
13. Kuidas te arvutasite soola massi liiva-soola segus?
Teades filtraadi massi ja protsendilist sisaldust, arvutatakse keedusoola mass.
maine = mlahus *C%/100% = Vlahus * ρlahus *C%/100%
14. Mitu soola võib olla ühes ja samas lahuses, et saaks määrata nende protsendilist sisaldust tiheduse järgi?
Laboratoorne töö 2 Lahuse kontsentratsiooni määramine
1.Mida nimetatakse mõõtelahuseks ja milleks seda kasutatakse? Millise täpsusega antakse mõõtelahuse kontsentratsioon?
Lahuse kontsentratsiooni määramise üht meetodit nimetatakse mahtanalüüsiks. Meetod seisneb mingi lahustunud ainega täielikult reageeriva aine lahuse mahu mõõtmises. Viimast, teadaoleva kontsentratsiooniga lahust, nimetatakse mõõtelahuseks. Mõõtelahuse kontsentratsiooni põhiliseks väljendusviisiks on molaarsus, mis antakse täpsusega viis tüvekohta (nt 1, 2345 M)
2. Mis on tiitrimine ?
Mõõtelahuse lisamist uuritavale lahusele nimetatakse tiitrimiseks.
3. Selgitage stöhhiomeetriapunkti mõistet tiitrimise juures! Kuidas te määrasite stöhhiomeetriapunkti aluse ja happe tiitrimisel?
Stöhhiomeetriapunkt e. ekvivalentpunkt on süsteemi (lahus keeduklaasis või koonilises kolvis) seisund, kus lahuses ei ole enam analüüsitavat ainet ja ei ole veel mõõtelahuses olevat reageerivat ainet.
4. Kirjutage reaksioonivõrrand, mis toimub naatriumhüdroksiidi tiitrimisel soolhappega.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
5. Milline töövahend on bürett? Kuidas ja milleks te seda kasutasite? Millise täpsusega
tuleb võtta lugem büretilt?
Bürett on peenike mõõteskaalaga klaastoru, mille ühes otas on klaaspalliga kummitoru, mis võimaldab büretist vedelikku tilkhaaval välja lasta. Katsetes kasutakse büretti, et määrata võimalikult täpselt, millal on büretist välja lastava aine hulk lahuses selline, mis muudab indikaatorite värvi. Lugem võetakse büretilt 0,05 cm3 täpsusega.
6. Milline töövahend on pipett ? Kuidas ja milleks te seda kasutasite?
Pipett on peenikesest klaastorust ja kummist pipetipumbast koosnev seade, mis võimaldab endasse imeda väikseid vedelikukoguseid, et need siis vajalikku nõusse lasta. Lahuse kontsentratsiooni määramisel kasutati 10 cm3 pipetti vastava koguse happe mõõtmiseks koonilisse kolbi.
7. Millised andmed on vajalikud, et määrata soolhappe kontsentratsioon tiitrimisega?
Soolhappe kontsentratsiooni määramiseks tiitrimisega on vaja teada soolhappe täpset kogust, mõõtelahuse (antud katses NaOH) täpset kogust ning konsentratsiooni.
[mol/dm3]
8. Milleks kasutatakse indikaatoreid, mis värvuse omandavad fenoolftaleiin ja metüülpunane
happelises ja aluselises keskkonnas?
Indikaatoreid kasut. lahuse stöhhiomeetriapunkti (ekvivalentpunkti) määramiseks. Ekvivalentpunkt on süsteemi (lahus keeduklaasis või koonilises kolvis) seisund, kus lahuses ei ole enam analüüsitavat ainet ja ei ole veel mõõtelahuses olevat reageerivat ainet.
Fenoolftaleiin on happelises lahuses värvitu, kuid aluselises lahuses punane.
Metüülpunane on happelahuses punane, kuid aluselises lahuses kollane.
9. Mida väljendab lahuse molaarne kontsentratsioon?
Molaarne konsentratsioon väljendab lahustunud aine moolide hulka 1l lahuses.
10. Arvutada KOH lahuse kontsentratsioon, kui 20 cm3 selle lahuse neutraliseerimiseks
kulus 50 cm3 0,05 M HCl lahust.
=(0,05*0,05)/0,02=0,125 mol/dm3

Laboratoorne töö 3. Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine

1. Kippi aparaadi tööpõhimõte. Reaktsioonivõrrand CO2 saamiseks Kippi aparaadis .
Kippi aparaat koosneb kolmeosalisest klaasnõust (vt joonis 3.1). CO2 saamiseks pannakse keskmisse nõusse (2) paekivitükikesi. Soolhape valatakse ülemisse nõusse (1), millest see voolab läbi toru alumisse nõusse (3) ja edasi läbi kitsenduse (4), mis takistab lubjakivitükkide sattumist alumisse nõusse, keskmisse nõusse (2). Puutudes kokku lubjakiviga algab CO2 eraldumine vastavalt reaktsioonile
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 ↑ + H2O
2. Kuidas määratakse CO2 suhtelist tihedust õhu suhtes (töövahendid, töö käik, arvutused) ?
Tarvis läheb CO2’e ballooni, korgiga varustatud seisukolbi, kaalusid, mõõtesilindrit, termomeetrit ja baromeetrit. Esmalt tuleb kolvi kaelale teha viltpliiatsiga märge korgi alumise serva kohale. Seejärel kaaluda kolb koos korgiga ning märkida üles mass m1. Järgmiseks tuleb juhtida balloonist süsinikdioksiidi 7-8 minuti vältel kolbi. Jälgida, et vooliku ots ei oleks tihedalt vastu kolvi põhja. Sulgeda kolb kiiresti ning kaaluda uuesti, märkides üles m2’e. Jätkata kolvi täitmist süsinikdioksiidiga senikaua , kuni m2 ja m1 vahe jääb vahemikku 0.17-0.22g. Kolvi mahu määramiseks tuleb see täita,kuni viltpliiatsi märgini veega, ning määrate vee ruumala mõõtesilindri abil [V]. Termomeetri ja baromeetri abil määrate õhutemperatuur [T] ja –rõhk [P] katse sooritamise hetkel.
Leida gaasi maht kolvis normaaltingimustel (V0. [dm3]):
Leida õhu tihedus normaaltingimustel
Õhu tihedus kaudu leida õhu mass
Arvutada kolvi ning korgi mass
Leida süsinikdioksiidi mass
Lõpuks saab leida CO2 suhtelise tihedus õhu suhtes
3. Millised parameetrid ja miks tuleb alati üles märkida, kui mõõdetakse gaaside mahtu ?
Üles tuleb märkida õhutemperatuur ja õhurõhk antud ruumis, kuna hilisemate arvutuste tegemisel mõõdetud gaasi ruumalaga, tuleb see üle viia normaaltingimustele ja selleks on tarvis õhurõhku ja –temperatuuri.
4. Milline on gaasi rõhk, temperatuur ja 1 mooli maht:
a.) normaaltingimustel
b.) standardtingimustel
P = 101 325Pa
T = 273.15K
V = 22.4dm3/mol
P = 100 000Pa
T = 273.15K
V = 22.7dm3/mol
5. Kui suur on õhu keskmine molaarmass, kuidas see on leitud ?
Õhu keskmine molaarmass, arvestades lämmastiku ja hapniku vahekord õhus on
Teades, et lämmastikku on õhus 80% ja hapnikku 20% ning et lämmastiku molaarmass on 28,02g/mol ja hapniku molaarmass 32,00g/mol saame
6. Kuidas muutub gaasi maht temperatuuri tõstmisel, kui rõhk ja gaasi mass ei muutu ?
Kui temperatuuri muutumisel gaas jääb täielikult gaasilisse olekusse, siis kehtib Gay Lussac ’i seadus, mis väidab, et konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi maht (V) võrdelises sõltuvuses temperatuuriga (T).
7. Kuidas muutub gaasi maht rõhu tõstmisel, kui gaasi mass ja temperatuur ei muutu ?
Kui rõhu muutumisel gaas jääb täielikult gaasilisse olekusse, siis kehtib Boyle’i- Mariotte ’i seadus, mis väidab, et konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi maht (V) pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga (P).
8. Hapniku ruumala normaaltingimustel on 20,0 liitrit. Arvutada:
a.) kui suur on sellise koguse hapniku mass
b.) kui suur on sellise koguse hapniku ruumala 40C ja 1.5atm juures
9. Leida 20 g CO2(g) maht 15 atm ja 30C juures.
10. Mitu atm ja mitu mmHg on 2 MPa?
2 Pa=15001,23 mmHg ja 19,74 atm
11. Mida väljendab suhe mCO2 /mõhk, kui gaaside massid on mõõdetud ühesugusel rõhul, temperatuuril ja ruumalal?
Väljendab ühe gaasi tihedust teise gaasi suhtes.(gaaside masside suhe)
12. Miks tuleb viia CO2 molaarmassi määramisel gaasi ruumala kolvis normaaltingimustele?
Sest meil on teada ainult õhu tihedus normaaltingimustel
13. Milliseid gaase on võimalik saada Kippi aparaadi abil?
CO2-te,
Laboratoorne töö 4 Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi
1. Kuidas viia gaasi maht normaaltingimustele, kui teame mahtu mingitel muudel tingimustel (tuua valem)?
P1 V1 P2 V2 P0 V0
---------= -----------= ----------
T1 T2 T0
2. Kuidas määrasite metalli reageerimisel happega eraldunud vesiniku ruumala(katse.kirjeldus)?
sättisin büretid nii, et vee nivoo oleks mõlemas ühekõrgune(sain V1). Pärast metallitükki asetamist katseklaasi ja pärast keemilise reaktisooni lõppu vee nivoo büretis muutus.liigutasin büretti nii,et nivood oleksid jälle võrdsed ja saan V2. H2 maht on siis V2-V1
3. Kuidas (milliste andmete põhjal) leidsite küllastatud veeauru rõhu suuruse süsteemis?
tabelist, kus on antud H2O rõhud sõltuvalt temperatuurist (katse sooritamise. momendil )
4. Kirjutage magneesiumi ja alumiiniumi reageerimisel soolhappega toimuvate reaktsioonide võrrandid.
Mg + 2HCL= MgCl2 +H2, 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
5. Miks peavad magneesiumi massi määramisel katse alguses olema vee nivood mõlemas büretis ühekõrgusel?
Selleepärast et rõhk bürettides oleks võrdne välisrõhuga.
6. Kas metoodikaga, millega määrasite metalli massi, on võimalik määrata CaCO3 sisaldust lubjakivis? Kui ja, siis kuidas, kui ei, siis miks?
Peaks saama, sest Ca on aktiivne metall ja ta asub metallide pingereas vesinikust eespool ja suudab happest vesiniku välja tõrjuda.
7. Kui suur on normaaltingimustel ühe mooli vesiniku ruumala?
n=1 mol
Vm=22,4 dm3/mol
n=V0/22,4 => V0=n*22,4=22,4 dm3
8. Kui suur on vesiniku molaarmass?
m(H)=1g/mol
9. Kuidas sõnastada Daltoni seadus?
keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga .
10. Leida 500 cm3 gaasi maht normaaltingimustel, kui gaas koguti vee kohale temperatuuril 25±C ja rõhul 1.25 atm. Küllastatud veeauru rõhk sellel temperatuuril on 23,8 mm Hg ja RH on 40%. [564 cm3]
Laboratoorne töö 5 Vee kareduse määramine ja kõrvaldamine
1.Millist karedust nimetatakse üldkareduseks?
Karedust, mida arvutatakse Ca2+ ja Mg2+ summaarse kontsentratsiooni järgi, nimetatakse üldkareduseks (ÜK). NB! Kui samas vees ei sisaldu ei HCO-3 ega CO2+3, siis mitmete kirjandusallikate seisukohalt ei ole katlakivi tekke vaatenurgast ka üldkaredust!.
2.Millist karedust nimetatakse karbonaatseks kareduseks?
Karedust, mida arvutatakse HCO-3 ja CO2+3 kontsentratsioonide järgi, nimetatakse karbonaatseks
kareduseks (KK) NB! Kui samas vees Ca2+ ja Mg2+ ei sisaldu, ei ole ka karbonaatset karedust!
3. Kuidas väljendatakse vee karedust? Mis on kareduse väljenduse ühikuks?
Vee kareduste määramiseks on vaja kvantitatiivselt ( koguseliselt ) määrata vees HCO-3 ja CO23 sisaldus ning Ca2+ ja Mg2+ sisaldus.
Seega:
1. üldkareduse suurus arvutatakse Ca-ioonide (Ca2+) ja Mg-ioonide (Mg2+) kontsentratsioonide
alusel;
2. karbonaatse kareduse suurus arvutatakse vesinikkarbonaatioonide (HCO-3) ja karbonaatioonide (CO23) kontsentratsioonide alusel.
Kareduse mõõtühikud
1)mmol/dm3 või mekv/dm3 2)dH ehk nn Saksa kareduskraad 3) ppm
4. Miks suurendab kare vesi pesemisvahendi kulu?
Kuna seebi reageerimisel Ca2+-ga tekivad raskelt lahustuvad orgaanilised ühendid.
2C17H35COONa + Ca2+ ↔ (C17H35COO)2Ca↓ + 2Na+
5. Milliseid vee pehmendajaid lisatakse pesupulbritele? Millel põhineb nende toime?
Vett pehmendavate lisanditena kasutatakse järgmisi ühendeid:
• Leelismetallide karbonaadid , silikaadid, ortofosfaadid – moodustavad Ca2+ ja Mg2+ ioonidega sademe;
• Polüfosfaadid ja orgaanilised kompleksimoodustajad – seovad Ca2+ ja Mg2+ ioonid püsivateks vees lahustunud kompleksühenditeks. Näiteks etüleendiamiintetra-äädikhappe (EDTA) dinaatriumisool ehk triloon-B.

6. Millised keemilised reaksioonid toimuvad looduslikus vees kuumutamisel üle 65 ±C?
Vees sisalduvad vesinikkarbonaadid hakkavad kuumutamisel üle 65 ±C lagunema
2HCO-3 ! CO2-3 + CO2 + H2O
Sellest tingituna hakkavad kulgema järgmised reaktsioonid:
Ca2+ + 2HCO-3 ! CaCO3 → + CO2 + H2O
Mg2+ + 2HCO-3 ! Mg(OH) 2 → + 2CO2
Reaktsioonide käigus tekkivat sadet nimetatakse katlakiviks.
7. Kuidas te määrasite karbonaatse kareduse? Kui suur oli saadud tulemus?
Vee karbonaatse kareduse määramiseks tuleb uuritavasse vette lisada indikaatorit MO või MP. Seejärel peab tiitrima vett soolhappelahusega seni kuni vedeliku värvus muutub kollasest oranžikaspunaseks. Selleks protsessiks kulunud soolhappe mahu järgi on võimalik arvutada karbonaatne karedus .
CmM, HCO3 =( VHCl [cm3]*Cm,HCl[mol]*1000[mmol])/(Vvesi[cm3]*[dm3]*1[mol]); [mmol/dm3]
Tulemuseks sain 1,18 [mmol/dm3].
8. Milleks ja kuidas te kasutasite vee kareduse töös triloon-B 0,025 M ja 0,005 M lahust?
Lähtudes triloon-B ning Ca2+ ja Mg2+ vahelisest reaktsioonist, milles nii Ca2+ ja Mg2+ reageerivad triloon-B-ga moolvahekorras 1:1, ning teades analüüsiks (tiitrimiseks)võetud vee mahtu, reaktsiooniks kulunud triloon-B mahtu ning molaarset kontsentratsiooni, saab leida Ca2+ ja Mg2+ ioonide summaarse molaarse kontsentratsiooni vees, mis väljendatuna mmol/dm3 iseloomustab üldkaredust.
9. Mis on ioonvahetajad?
Ioonvahetajad on ained, mis elektrolüüdi lahusega kokku puutudes vahetavad oma ioone lahuse samamärgiliste ioonidega.
10. Milliste kationiitide/anioniitide abil saab destilleeritud veele sarnast vett?
1. Vee läbijuhtimine H-kationiidiga kolonnist. Seotakse Ca2+ ja Mg2+ ioonid.
2. Vee läbijuhtimine OH-anioniidiga kolonnist. Seotakse tekkinud tugevad happed .
11. Kas kasutatud kationiite on võimalik regenereerida? Tuua näide.
On küll võimalik. Näiteks 7...8%-lise naatriumkloriidilahusega, mis küllastab kationiidi taas Na+ ioonidega ja viib sealt välja Ca2+ ning Mg2+ ioonid.
12. Vee karbonaatne karedus on 2,8 ja üldkaredus 4,5 mmol/dm3. Kumba näitaja järgi saab arvutada vee keetmisel moodustuva katlakivi massi?
Tuleb arvestada mõlemaid näitajaid, kuna üldkaredus arvutatakse Ca ioonide ja Mg ioonide alusel ning karbonaatne karedus vesinikkarbonaatioonide(HCO3) ja karbonaatioonide(CO3) alusel. Teame, et karedas vees, mis sisaldab nii HCO3 kui Ca2+ ja Mg2+ ioone, tekib kuumutamisel
tahke faas— katlakivi,
13. Vee karbonaatne karedus on 2,5 ja üldkaredus 4,8 mmol/dm3. Kui palju CaCO3 tekib 5 m3 vee keetmisel? (Karedus on tingitud ainult kaltsiumi ioonidest.)

Laboratoorne töö 6

1.Mida näitab metallide pingerida ?
Metallelektroodide rida, järjestatuna standardse redokspotentsiaali (Eo) kasvu järgi, nimetatakse metallide pingereaks.
2. Selgitada, kuidas iseloomustab metalli keemilist aktiivsust tema asukoht pingereas?
Pingereas vesinikust eespool on aktiivsed metallid, mis reageerides lahjendatud mitteoksüdeerivate hapetega (HCl, HBr, H2SO4), tõrjuvad happest vesiniku välja.
Mg(t) + H2SO4(v) = MgSO4(v) + H2(g)
Mg(t) + 2H (v) = Mg2(v) + H2(g)
Mida enam vasakul pingereas on metalli sümbol, seda kergemini loovutavad selle metalli aatomid elektrone ja lähevad üle ioonidena lahusesse või moodustavad pinnale mõne ühendi ning seda raskem on tema ioone redutseerida tagasi metalliks. Negatiivsema potentsiaaliga metall tõrjub välja temast positiivsema potentsiaaliga (suurema E ±väärtusega) metalli tema soola lahusest või sulatisest
Zn(t) + CuSO4 (v) = ZnSO4(v) + Cu(t)
Zn(t) + Cu2+(v) = Zn2+(v) + Cu(t)
E ± (Cu2+/Cu) = 0,34 V
E ± (Zn2+/Zn) = –0,76 V
3. Mida nimetatakse standardseks redokspotentsiaaliks?
Teiste elektroodide (metallide või ka muude redokssüsteemide) potentsiaale vesinikelektroodi suhtes standardolekus (25 ±C ja kõikide ioonide kontsentratsioonidlahustes 1M) nimetatakse standardseteks redokspotentsiaalideks (Eo, V) või lihtsalt standardpotentsiaalideks ja nad on toodud käsiraamatutes vastavate tabelitena. Mida suurem (positiivsem) on E ±, seda tugevam oksüdeerija, mida väiksem (negatiivsem) on E ±, seda tugevam redutseerija .
4. Kuidas tekib galvaanipaar?
Elektrolüüdid on ained, mille lahused või sulatised juhivad elektrit. Kui elektrolüüdi lahuses või sulatises (soolade, aluste, hapete lahustes, aga ka niiskes õhus või pinnases) on kokkupuutes kaks erinevat metalli, siis tekib nn galvaanipaar. Anoodiks on negatiivsema potentsiaaliga metall, katoodiks aga positiivsema potentsiaaliga metall.
5. Mis on galvaanipaaris redoksreaktsioonide liikumapanevaks jõuks? Kuidas seda arvutatakse?
Redoksreaktsioonide liikumapanevaks jõuks on redokspotentsiaalide vahe ¢E, mille arvutamisel lahutatakse katoodi potentsiaalist anoodi potentsiaal. Toimuvate reaktsioonidekorral on redokspotentsiaalide vahe positiivne suurus.
6. Milles seisneb metallide korrosioon ? Millised on korrosiooni peamised liigid?
Korrosioon on materjalide hävimine, mis on tingitud:
² ümbritseva keskkonna mõjust (temperatuur, mehaanilised jõud jt.);
² reaktsioonidest ümbritsevas keskkonnas sisalduvate ainetega.
Korrosiooni peamisteks liikideks
² keemiline korrosioon
² elektrokeemiline korrosioon
² biokorrosioon
² erosioonkorrosioon
Lahtiseletatult :
Keemiline korrosioon toimub kuivades gaasides ja mitteelektrolüütsetes vedelikes (naftasaadused), kusjuures metallid reageerivad otseselt agressiivsete komponentidega või oksüdeerijatega:
2Mg(t) + O2(g) = 2MgO(t) (6.11)
Praktikas on tegemist enamasti kõrgtemperatuurilise gaaskorrosiooniga: ahjud , kolded, aurukatlad, sisepõlemismootorite silindrid jne. Elektrokeemiline korrosioon toimub elektrolüütide lahustes või sulatistes ja seda põhjustavad elektrokeemilised reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal. Harilikult muutub ka niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles lahustuvad õhust mitmesugused gaasid (H2S, CO2, SO2) ning soolad ümbritsevast keskkonnast (NaCl, CaCl2 jt). Näiteks raua rooste on erinevate hüdraatunud raudoksiidide segu:
Fe2O3 ¢xH2O või xFeO ¢yFe2O3 ¢ zH2O
Biokorrosiooni põhjustavad mitmesugused pinnases ja õhus leiduvad aeroobsed ning anaeroobsed mikroorganismid . Näiteks sulfaatredutseerivad bakterid redutseerivad sulfaatioonid sulfiidioonideks, viimased aga reageerivad rauaga, moodustades raudsulfiidi. On baktereid, mis valmistavad väävli aatomeid sisaldavatest ainetest väävelhapet ja lämmastiku aatomeid sisaldavatest ainetest lämmastikhapet. Happed reageerivad aga nii metallide kui ka muude materjalidega.
7. Kuidas kaitsta metalli korrosiooni eest?
Kaitsekatted

Metallkatted. Raua võib katta elektrokeemiliselt mõne teise metalliga (Zn, Sn, Cr, Cu, Ag, Au, Pt, Pd jt) või metallide sulamitega. Kuna tsingi potentsiaal on raua potentsiaalist negatiivsem, oksüdeerub galvaanipaaris tsink . Seejuures tekib Zn(OH)2, mis reageerib õhus leiduva CO2-ga ja tsingi pinnale tekib tihe Zn(OH)2 ¤ xZnCO3 kiht, mis kaitseb tsingi pinda.

Oksiid- ja fosfaatkatted. Metallkattega võrreldes vähemefektiivsed, aga sobivad hästi atmosfäärikorrosiooni tõrjeks ja on heaks aluspinnaks värvidele. Oksiidikihiga katmist rakendatakse näiteks sageli alumiiniumi kaitsmisel. Rauapinna katmisel pliimennikuga Pb3O4 raua pind osaliselt oksüdeerub moodustades tiheda kihi, mis takistab edasist korrosiooni;

Värvkatted ja kaitsemäärded.
2. Inhibiitorite lisamine vedelale ja tahkele keskkonnale (karbamiid, urotropiin , NaNO2, polüfosfaadid, kromaadid). Inhibiitorid vähendavad oluliselt korrosiooni kiirust. Kasutatakse sageli tööstuses, kus metallid puutuvad kokku happelahustega (ka näiteks katlakivi eemaldamise lahustes, autode jahutusvedelikes).
3. Elektrokeemilised meetodid on kasutatavad seal, kus saab tekitada vooluringi.
3.1 Protektorkaitse .
3.2 Katoodkaitse.
3.3 Anoodkaitse.
8. Milles seisneb protektorkaitse?
Protektorkaitse. Raud roostetab siis, kui ta osutub anoodiks. Seega kui ühendada raua külge (vt skeem 6.4, A) mõni temast negatiivsema potentsiaaliga metalli tükk – elektrood (Mg, Zn), saab anoodiks viimane:
Zn(t) – 2e¡ = Zn2+(t,v) (6.21)
raud on aga katoodiks, mille pinnal redutseerub õhuhapnik, raud ise säilib:
O2(g) + 2H2O(v) + 4e¡ = 4OH¡(v) (6.22)
Protektorkaitset kasutatakse: maa sees ja vees olevate metallkonstruktsioonide kaitseks; laeva kerede kaitseks; kodumajapidamistes veeboilerite ja pesumasinate kaitseks.
9. Mis on inhibiitorid ja kuidas neid kasutatakse?
Inhibiitorid on protsessi või reaktsiooni pidurdavad või takistavad ained. Vähendavad oluliselt korrosiooni kiirust. Kasutatakse sageli tööstuses, kus metallid puutuvad kokku happelahustega (ka näiteks katlakivi eemaldamise lahustes, autode jahutusvedelikes).
10. Millised reaktsioonid toimuvad, kui HCl lahuses olev tsingigraanul viia kontakti vasktraadiga?
Anood : Zn(t)-2ē=Zn2+(t,v)
Katood : 2H+(v)+2ē=H2(g)
11. Milline reaktsioon toimub, kui alumiiniumigraanul panna CuCl2 vesilahusesse?
2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu
12. Kuidas korrodeerub tinatatud raudplekk?
Plekiservade ümbruses on näha sinist värvust, ehk tekivad lahusesse Fe2+ ioonid (korrodeerub raud). (Lahuseks väävelhappelahus, kuhu lisatud K3[Fe(CN)6]).
13. Millised metallid on korrosiooni korral anoodiks järgmistes paarides:
Fe – Zn; -Zn. Fe – Sn; -Fe
Fe – Al; -Al Cu – Al; -Al ja Sn – Zn? –Zn (määratakse metallide pingerea alusel)
14. Millised metallid hävivad korrosiooni korral järgmistes galvaanilistes
paarides:
Cu – Fe; -Fe Sn – Fe; -Fe
Al – Fe; -Al Zn – Al –Al ja Zn – Sn? –Zn (anood hävib)
15. Kuidas tõestakse Fe2+ ioonide olemasolu lahuses?
Fe2+ ioonide tõestamiseks lahuses kasutatakse kaaliumheksatsüanoferraat(III) lahust. Kui lahuses on Fe2+ ioone, siis K3[Fe(CN)6] lisamisel tekib Fe3[Fe(CN)6]2, mis on sinise värvusega.
Tõestusreaktsiooni võrrand: 3FeSO4(v) + 2K3[Fe(CN)6](v) = Fe3[Fe(CN)6]2(t,v) + 3K2SO4(v)
Tõestusreaktsiooni läbiviimiseks ja tekkiva ühendi värvuse kindlakstegemiseks valada katseklaasi umbes 2 cm3 destilleeritud vett, lisada kolm tilka raud(II) sulfaadi lahust ning seejärel kaks tilka K3[Fe(CN)6] lahust.
16. Miks katses tsingitud raudplekiga tekkis K3[Fe(CN)6] lisamisel lahusesse kollakasvalge sade?
(Tsink hävineb, läheb ioonideks?)
17. Milliste metallide või metallipaaride katsetuste korral läks K3[Fe(CN)6] lisamisel katselahus siniseks ?
Raud ja tsink. Kui lahuses on Fe2+ ioone, siis K3[Fe(CN)6] lisamisel läheb katselahus siniseks.