Chemijos temos egzaminui

1 OKSIDACIJOS - REDUKCIJOS REAKCIJOS Svarbiausi oksidatoriai ir reduktoriai o-r reakcijos yra vienos svarbiausių gamtoje vykstančių procesų (kvėpavimas, augalų geba pasisavinti CO2 ir išskirti O2. Medžiagų apykaita organizme, kuro degimas, elementų gavimas ir jų sujungimas, akumoliatorius ir galvaninių elementų veikimas - visa tai o-r reakcijos. Prie o-r reakcijų priskiriami tie chem procesai, kurių metu dalis ar visi valentiniai elektronai nutolsta ar pereina nuo vienų atomų ar jonų prie kitų, nereguojančių medziagų atomų ar jonų. O-r arba redokso reakcijos yra tos, kuriom vykstant pakinta reguojančių medžiagų otomų oksidacijos laipsnis. Oksidacijos laipsnis - tai teigiamas ar neigiamas krūvis, kurį turėtų atomas, jei molekulė būtų sudaryta iš jonų. Elemento atomai elektronus atiduoda ir prisijungia sudarydami joninius junginius pvz.: CaCl2 - čia Ca atiduoda 2 elektronus ir tampa Ca jonu, jo oksidacijos laipsnis yra +2. Cl atomai prisijungia po 1 el. ir virsta Cl jonais. Jo oksidacijos laipsnis yra -1. Oksidacijos laipsnio skalinė reikšmė lygi valentingumui. Reduktoriumi yra ta dalelė, kuri atiduoda el. Atiduodama el dalelė oksiduojasi, jos oksidacijos laipsnis padidėja:. Oksidatoriumi yra ta dalelė, kuri prisijungia elektronus. Pati dalelė redukuojasi t.y. jos ks laipsnis sumažėja:. O-r procese visada vyksta kartu: elementų oksidacinį ir redukcinį aktyvumą apibūdina jonizacijos energija, elektroninio gyminingumo en., neigiamasis elektringumas ir redokso potencialas. Elemento o-r-nės savybės susijusios su jų padėtimi periodinėje el sistemoje. Periode el-to neigiamasis elektringumas didėja iš kairės į dešinę. Ta pačia kryptimi stiprėja ir el oksidacinės savybės. Grupėse elemento oksidacinės savybės stiprėja iš apačios į viršų. Redukcinės el savybės stiprėja atvirkščia kryptimi. Svarbiausi oksidatoriai : a) Nemetalai t.y. didelio neigiamojo elektringumo elementai. Iš jų aktyviausi yra halogenai ir O2 . Oksiduodami kitas medžiagas jie redukuojasi iki paprastų anijonų (Cl-S2-,F-). b) Maksimalaus arba didelio oksidacijos laipsnio paprasti metalų katijonai (Pb4+, Sn3+, Fe3+). Jie oksiduojasi iki mažesnio oksidacijos laipsnio jonų arba iki neutralių atomų. c) Sudėtiniai metalų anijonai, kuriouse metalo oksidacijos laipsnis maksimalus arba didelis (). Jie redukuojasi iki paprastų katijonų, molekulių arba sudėtinių anijonų, kuriuose metalų oksidacijos laipsnis mažesnis. d) Sudėtiniai nemetalų anijonai, kuriuose nemetalų oksidacijos laipsnis teigiamas (). Šiai oksidatorių grupei priklauso ir konc. rūšgtys (H2SO4, H2TeO6, H2SeO4). Taip pat HNO3 konc. ir praskiesta rūgštys. Jie redukuojasi iki paprastų anijonų, atomų, molekulių, sudėtinių katijonų, kuriuose oksidacijos laipsnis mažesnis. e) Peroksidai ir perokso junginiai (H2O2, Na2O2, K2S2O8). Jiems redukuojantis oksidacijos laipsnis sumažėja iki -2. ir tampa sudėtiniais anijonais, kuriuose minėtų elementų oks. laipsnis yra didesnis arba maksimalus. d) Paprasti metalų katijonai, kurių oks. laipsnis mažas, bet gali padidėti. e) C, CO ir metalų Svarbiausi reduktoriai: a) xxx t.y. mažo neigiamojo elektringumo elementai. Aktyviausi iš jų yra šarminiai ir žemės šarminiai metalai. Redukuodami kitas medžiagas jie oksiduojasi iki paprastų katijonų. b) Paprasti anijonai Br-, S2-. Jie oksiduojasi iki atomų molekulių ar sudėtinių anijonų, kuriuose nemetalų oksidacijos laipsnis yra didesnis. c) Sudėniai anijonai ir molekulės, kuriuose yra minimalaus arba tarpinio elemento jie oksiduojasi hibridai. Medžiagas griežtai skirstyti į o ir r negalima, nes priklausomai nuo reakcijos kai kurios medžiagos gali būti arba reduktoriais arba oksidatoriais. 2 O-R REAKCIJŲ KLASIFIKACIJA 1.Tarpmolekulinės - jose O ir R yra skirtingų elementų atomai ar jonai esantys skirtingose junginiuose. Prie tarpmol. priskiriamos ir tos r-jos, kuriose O ir R yra to paties elemento skirtingų oksidacijos laipsnio jonai, esantys skirtinguose junginiuose. 2.Intramolekulinės - jose O ir R yra tos pačios molekulės. Skirtingų elementų jonai dažniausiai ClO(3), KMnO(4). 3.Komutacijos - jose O ir R yra to paties elemento skirtingo oksidacijos laipsnio atomai, esantys toje pačioje molekulėje ir reakcijoje tų atomų oksidacijos laipsnis suvienodėja. 4.Dismutacijos - jose O ir R yra to paties elemento vienodo oksidacijos laipsnio atomai, esantys toje pačioje molekulėje. 3 METALŲ GAVIMO IŠ RŪDŲ CHEM. PROCESAI Žemėje gryni aptinkami tik neaktyvūs metalai (Au, Pt, Cu, Ag). Visų kitų metalų randama junginiuose. Mineralai iš kurių gaminami metalai, vadinami rūdomis. Daugelyje mineralų yra po kelis metalus (PbSrO(4), CuFeS(2)). Tokios rudos vadinamos polimetalinėmis. Metalų rūdos būna susimaišiusios su uolienomis, todėl iškastose rūdose dažnai būna bergždo. Kartais jo būna tiek daug, kad gaminti metalus tiesiog iš rūdų neapsimoka. Tada rudos sodrinamos mechaninėmis, elektromagnetinėmis ir fizikiniu - cheminiu būdais. Mechaninis rūdų sodrinimas pagrįstas pagrįstas skirtingų rūdos ir bergždo tankiu. Bergždo gabalai nuo rūdos atskiriami ant vibruojančių transporterių. Elektromagnetinis būdas pagrįstas tuo, kad rūdos daleles elektromagnetas traukia, o bergždo ne. Iš fizikinių cheminių rudų sodrinimo būdų svarbiausias yra plotacija. Šis būdas pagrįstas skirtinga rūdos ir bergždo dalelių atsorbcine geba. Rūdos dalelės dažniausiai vandenyje nešlampa, o bergždas šlampa. Smulkiai sumalta rūda maišoma su vandeniu į kurį pridėta organinių medžiagų, patvarioms plutoms sudaryti. Iš apačios pro šią suspensiją pučiamas oras. Sušlapusios bergždo dalelės sėda į dugną, o rūdos dalelės putų iškeliamos į paviršių ir čia nugriebiamos. Iš polimetalinių rudų vieni metalai nuo kitų dažniausiai atskiriami chloridiniu būdu. Rūdas veikiant chloru susidaro metalų chloridai. Jie verda skirtingoje t, todėl atskiriami. Svarbiausi metalo gavimo būdai yra metalurginis ir hidrometalurginis. Metalurginis skirstomas į karboterminį ir metalo terminį. Taikant karboterminį būdą metalai iš oksidacinių rudų redukuojami C arba CO aukštoje t. Šiuo būdu gaunamas Cu, Pb, Zn, Fe: Cu(2)O + C = 2Cu + CO, ZnO + C = Zn + CO. taikant metalų terminį būdą iš oksidų, chloridų ir sulfidų redukuojami aktyviais metalais t.y. kaitinami su Na, Al, Mg, Fe: TiCl(4) + 2Mg = Ti + 2MgCl(2). 4 ELEKTODINIS POTENCIALAS, H ELEKTRODAS Chem. Procesai, kuriuose vykstant gaminama el. srovė arba jų yra el. srovės sukeliamos vadinami elektrochemiai procesais. Elektrochemija nagrinėja O-R reakcijos, vykstantčios ant elktrodų, kurių metu gaunama el. srovė. Elktrodas, tai sistema sudaryta iš 1 - os rūšies elektoninio laidininko, konatktuojančio su 2 - os rūšies laidininku t.y. elektolito tirpalu. Dažniausiai elektrodą sudaro metalas įmerktas į jo druskos tirpalą. Metalų atomai yra redukuotos būsenos, o jo jonai tirpale oksiduotos būsenos. Elektrodiniu procesu vadinama O-R reakcija, vykatanti 2 - jų fazių metalo ir elektrolito tirpalo sąlyčio paviršiuje, kai jonai arba elektronai pereina iš vienos fazės į kitą. Pereidamas į tirpalą kiekvienas katijonas palieka metale tokio pat dydžio neigiamą krūvį t.y. atpalaiduotus elektronus. Neigiamai įsikrovęs metalo paviršius traukia į tą tirpalą perėjusius teigiamus jonus ir neleidžia jiems laisvai skverbitis gylyn į tirpalą todėl metalo it tirpalo kontakto paviršiuje atsiranda dvigubasis elektrinis slupksnis savotiškas kondensatorius, kurio neigiama plokštelė yra metalo paviršius, o teigiamų ištirpusių jonų sluoksnis. Jeigu metalų jonų aptingumas tirpale yra iš karto pakankamai didelis iš pradžių jonų išsikrovimo greitis bus didesnis už metalo tirpimo. Šiuo atveju teigiami jonai , sėsdami ant metalo, suteiks jam teigiamą el krūvį, nes išsikraudami prisijungs dalį jo palaidų elektonų. Teigiamai įelektrintas metalų paviršius pritrauks teigiamą krūvį turinčius ištirpusios druskos anijonus ir susdidarys dvigubasis el sluoksnis, kurio teigiama pusė bus metalo paviršius, o neigiamai pritraukti iš tirpalo anijonai. Taigi dėl jonų perėjimo iš metalo į tirpalą ir atvirkščiai tarp metalo ir tirpalo atsiranda el potencialo skirtumas, kuris vadinamas matalo elektrodo potencialu ir žymimas . Išmatuoti potencialų skirtumą tarp metalo ir elektrolito į kurį jis įmerktas t.y. absoliutinė elektrodo potencialą, tiesiogiai negalima. Jį galima rasti tik kaip palyginamąjį dydį. Atskaitos vienetas yra standartinis H elektrodas, kurio potencialas sąlygiškai laikomas lygus 0. Eksperimentiškai išmatuojamas 2 -ų elektrodų potencialų skirtumas, todėl nustatomas ne absoliutinis potencialas, bet galvaninio elemento, sudaryto iš matuojamojo metalo ir H elektrodų potencialų skirtumas. H elektrodas sudarytas iš Pt plokštelės, padengtos puriu Pt sluoksniu ir įmerktas į H2SO4 tirpalą, kuriame H jonų aktyvoji koncentracija yra 1mol/l. Per H2SO4 tirpalą leidžiamas chemiškai grynas 1 atmosferos slėgio H ir jį Pt adsorbuoja. H2SO4 tirpalo pripildytas ir šoninis vamzdelis su čiaupu1. Juo H elektrodą per elektrolito tirpalą galima sujungti su matuojamuoju elektrodu. H leidžiamas atidarius čiaupus 2 ir 3. Toks elektrodas veikia taip lyg būtų pagamintas iš H. Pt labai pasivi, todėl tirpsta H, kol susidaro pusiuasvyra H2 - 2e  2H+. Vandeniliu prisotintos Pt plokštelės ir H2SO4 tirpalo potencialo skirtumas laikomas lygus 0. 5 GALVANINIAI ELEMENTAI, EVJ Galvaniniai elementai yra chem sistema, kuriose vykstant O-R procesams chem energija virsta elektros energija. Bet kurio galvaninio elemento pagr dalys:1.Galvaninė grandinė t.y. 2-ų elektrodų sistema ir elektrolitas - tai bus vidinė grandinė. 2.pirmos eilės el ir laidininkas, dažniausiai varinis laidas, kuriuo sujungiami du skirtingo potencialo elektrodai (išorinė grandinė). 1 - ąjį galvaninį elementą sukonstravo Danielis ir jakobis: ZnSO4 t-te Zn-2eZn2+, CuSO4 t-te Cu-2eCu2+. Jie susideda iš 2 -ų puselemenčių t.y. Zn plokštelės ZnSO4 tirpale ir Cu plokštelės CuSO4 tirpale. Šiuos puselemenčius skiria koryta pertvara, nes sujungus išorines grandines vyksta šie procesai: metalai greitai nustoja tirpti, nes susidaro dinaminės pussiausvyros. Laidu sujungus elektrodus šios pusiausvyros sutrinka, prasideda O-R reakcija. Elektronai (el srovė) teka iš neigiamesnio Zn elektrodo į Cu elektrodą. Netekdamas elektronų Zn tirpsta. Cu plokštelėje kaupiasi elektronai ir ant jos pradeda išsielektrinti tirpale esantys Cu jonai Cu2++2eCu0. Taigi prie Cu elektrono išsielektrina Cu jonai, todėl susidaro SO4 jonų perteklius. Prie Zn elektrodo Zn tirpsta, todėl kaupiasi Zn jonai. Šie jonai vidine grandine slenka priešingomis kryptimis pro korytą pertvarą sudarydami ZnSO4. Veikiančio elemento sumine reakcijų lygtis: Zn + Cu2+  Zn2+ + Cu; Zn + CSO4  ZnSO4 + Cu. Ištirpus vienam Zn t.y. jam perėjus į tirpalą el srovė nutruks. Elektrodas, kuris tirpsta t.y. ant kurio O-redukcija yra neigiamas ir vadinamas anodu, o tas elektrodas ant kurio įsielektrina teigiami jonai yra teigiamas ir vadinamas katodu. Susidaro potenc. skir. Vadinamas galvcaninių elementų elektrovaros jėga, žymima E. Šis pt. skirt. apskaičiuojamas E=oks - red, kur oks - oksidat. potencialas; red - reduk (arba anodo) potencialas. Norėdami nustatyti tikrąją galvaninio elemento Evj matuodami turime neimti iš jos srovės ir neleisti srovės pro jį iš išorinio šaltinio. Taip padaryti galima kompensacijos būdu. Tuo, kad įjungus į galvaninio elem išorinę grandinę kitą priešingos krypties srovės šaltinį t.y. okumul galvaninio elemento srovė sumažėja. Kai jų Evj pasidaro vienodos srovė grandine neteka. Žinomos įtampos akomul sujungiamas su kalibruotu varžynu, kurio slankiojo kontaktas - d. galvaninis elementas E(x), kurio Evj matuojama, prijungiamas priešingais akumuliatriui poliais prie varžytono b ir c taškų, slankus kontaktas nustatomas taip, kad galvometras pg nerodytų srovės. Galvaninio elemento elektrovaros jėga paskaičiuojama E=a/(a+b), kur a b ir d varža, a+b - bc varža, A - akumul Evj. 6 NERNSTO LYGTIS. METALO ELEKTRODO POTENCIALAS Reikšmė proklauso ne tik nuo metalo aktyvumo bet ir nuo jo jonų aktyvosios konc tirpale. Šią priklausomybę nusako Nersto lygtis: =0 + RTlna/nF, kur 0 - metalo standartinėmis elektrodo potencialas voltais. F - faradėjaus skaičius (96500 K/mol), R - univer dujų konst, a - metalų jonų aktyvioji konc, n - katijono krūvis arba skaičius elektronų, dalyvaujančių redokso procese. Įrašius į šią lygtį F ir R reikšmes ir pakeitus natūrinį log dešimtainiu ir kai t lygu 298K gausime. Šį lygtis rodo kai a=1 mol/l =0. Mažėjant metalo jonų koncentracijai tirpale elektrodo potencialo algebrinė reikšmė mažėja. Pliuso ženklas lygtyje rašomas tda kai elektrodas įmerktas į tirpalą, turintį elektrodo metalo jonų. Minuso ženklas - kai elektrodas įmerktas į tirpalą, turintį elektrodo nemetalo jonų. Kai tirpalai labai praskiesti, lygtyje vietoj jonų aktyvumo galima įrašuti jų koncebtraciją. Iš Nernsto lygties matyti, kad elektrodo potencialas nuo metalų jonų konc, todėl įmerkus to paties metalo 2 plokšteles į tos pačios druskos tik skirtingos konc tirpalaus ir plokšteles sujungus laidu, tekės el srovė. Teigiamas elektrodas (katodas) bus plokštelė, įmerkta į didesnės konc tirpalą. Neigiamasis t.y. anodas bus įmerktas į labiau praskiestą tirpalą. Tokie galvaniniai elementai vadinami koncentraciniais. Elektrovaros jėgos susidarymas jose pagrįstas metalo jonų pernešimo iš didesnės konc tirpalo į labiau praskiestą. 7 GALVANINIŲ ELEMENTŲ POLIARIZACIJA IR DEPOLIARIZACIJA Dirbančio galvaninio elemento t.y., kuriame teka srovė, potenc skirtumas apskaičiuojamas E’=E - IR - - kort E’=potencialų skirtumas, E - elemento elektrovaros jėga voltais, I - srovės stiprumas amperais, R - sistemos varža omais, poliarizacijos potenc skirt, kort kontaktinių potencialų suma. Dirbančio elemento potencialų skirtumas yra mažesnis už jo Evj ir šių dydžių skirtumas priklauso nuo iškrovimo srovės. Poliarizacijos potenc. skirt apibūdina bendrą elektrodinį procesą - poliarizaciją, kurią sukelia katodo ir anodo potenc pokytis dėl tekančios el srovės. Priklausomybę tarp galvaninio elemento srovės stiprumo ir anodo bei katodo potencialo. Anodo potencialas 0 padidėja dydžiu 0 ir tampa labiau teigiamas, o katodo potencialas fik sumažėja dydžiu k ir tampa labiau neigiamas. Tada dirbančio galvaninio elem anodo potenc. Fia kaip ir poliarizacijos potencialų Katodo potenc ’k ir poliarizacijos potenc skirt . Elektronų poliarizacijos procesams daug įtakos turi el. srovės dydis ir tankis. Poliar sukėlia kelios priežastys: 1.Nepakankamu greičiu prie elektrodų vykstanti jonų difuzija ir vibracija. Pol dar nuo jonų būsenos, tirpalo priemaišų ir elektrodo savybių. Matalų jonai prieš prisijungdami elektronus degidruojasi, sunaudoja energiją - tai irgi sukelia pol 8 ELEKTROLIZĖ. SKILIMO ĮTAMPA IR IŠLYDŽIO POTENCIALAS Elektrolize vadinamas oks ir r procesas, vykstantis leidžiant per elektrolito tirpalą arba lydalą nuolatinę el srovę. Elektr procese el energija paverčiama chem energija. Vykstant elektrolizei teigiamieji jonai slenka prie katodo t.y. neigiamojo poliaus. Ir prisijungę elektronus virsta neutraliai atomais arba jų grupėmis. Neig jonai priartėję prie anodo, ir atidavę elektronus taip pat virsta neutr atomais ir jų grupėmis. Katodo paviršiuje vyksta redukcijos, o anodo paviršiuje oksidacijos procesas. CuCl(2) tirpalo elektrolizėje vartojant Pt elektrodus ant katodo Cu jonai netenka krūvio Cl jonai ir skiriasi Cl dujos. Kad vyktų elketrolizė reikalinga tam tikro didumo įtampa. Ji vadinama vonios įtampa. Pvz.: CuCl(2) tirpalo elektrolizei naudojant 0.8V įtampos el srovę ir platinos plokštelių elektrodus po kurio laiko srovė nustoja tekėjusi. Taip atsitinka todėl, kad 1 elektrodo paviršiuje susikaupia Cu kito Cl. Šie elektrodai ima veikti kaip galvaninis elem su priešingos krypties Evj. Kad vyktų elektrolizė, išorinė įtampa turi būti didesnė už šią galvaninio elemento el elektrovaros jegą. Vadinasi, kad elektrodo paviršiuje jonai netektų krūvio reikia tam tikros, minimalios įtampos. Ji vadinama to elektrolito skilimo įtampa. Minimalus potencialas, kurį reikia suteikti elektrodui, kad jo paviršiuje išsikrautų jonai vadinamas išlydžio potencialu. Vykstant elektrolizei vonios įtampa būna daug didesnė už skilimo įtampą, nes susidaro įtampos nuostoliai, kurie nuo atstumo tarp elektrodų, elektrolizės vonios skerspjūvio ploto ir srovės stiprumo. Išlydžio potencialas nustatomas eksperimentiškai, palipsniui didinant vonios įtampą. Potencialui padidėjus iki išlydžio potencialo t.y. pradėjus išsikrauti jonams. Srovės stiprumas staigiai pradeda didėti pvz.: elektrolizuojant pminkštintą CuSO(4) tirpalą prie Pb anodo skiriasi O, o katodo paviršiuje išsikrauna Cu, o katodo paviršiuje išsikrauna Cu jonai. Cu jonai pradeda išsikrauti labiau negu padidinus išorinę įtampą. Nuo Pb paviršiaus O skiriasi labai sunkiai, todėl kad susidarytų O išlydžio potencialas reikia labai padidinti anodo potencialą. Pussiausvyros potencialo, kai srovė grandinėje neteka ir išlydžio potencialo kai srovė teka. Skirtumas vadinamas viršįtampiu arba poliarizacija. Viršįtampio terminas vartojamas tuo atveju, kai elektrodo paviršiuje išsikrauna tik 1 rūšies jonai, o poliarizacijos terminas, kai išsikrauna kelių rūšių jonai. Dėl poliarizacijos katijonų išlydžio potencialas pasidaro neigiamesnis, o anijonų teigiamesnis. 9 PROCESAI PRIE ANODO IR KATODO Katodo paviršiuje visada vyksta tirpalo ar lydalo katijonų redukcijos r-jos. Vandeniniuose tirpaluose be elektrolito jonų yra H ir hidroksidų jonų. Kuo aktyvesnis metalas, tuo sunkiau jo jonai prisijungia elektronus t.y. redukuojasi. Pirmiausia iš tirpalo turėtų redukuotis pasyviausi metalų jonai, priklausantys nuo jų padėties metalų įtampos eilėje. Tačiau toks jonų išsielektrinimo katodo paviršiuje nuo seklumos sutrinka dėl nevienodų viršįtampių pvz.: elektrolizuojant parūkštintą ZnSO4 tirpalą pirmiausia turėtų išsielektrinti H jonai, nes jų potencialas 0=-0.41 V, o tik po to Zn jonai, nes jų potenc. 0ž-0.76 V, tačiau Zn paviršiuje viršįtampis yra apie (-0,7V), todėl šiuo atveju ant katodo išsielektrina Zn ir H jonai kartu. Taigi elektrolizės metu ant katodo pirmiausia išsielektrina tie jonai, kurių potencialų ir viršįtampių suma t.y. išlydžių potencialas yra didžiausias. Jei tirpale yra pasyvių metalų pvz.: Cu ar Zn jonų tai H jonai iš šio tirpalo nesiredukuoja, nes jo išlydžio potencialas neigiamesnis už tų metalų išlydžio potencialus. Labai aktyvių metalų - Na, Ca išlydžio potencialai daug neigimesni už H išlydžio potencialą, todėl šių metalų jonai elektrolizės metu iš vandeninių tirpalų neišsikrauna. Šiuo atveju ant katodo skiriasi tik H. Jei tų metalų druskų tirp. Rūgštūs, tai H skiriasi, nes išsikrauna jo jonai: 2H++2e=H2. Jei tirpalai neutralūs arba šarminiai H skiriasi iš vandens molekulių, nes jos redukuojasi: 2H2O+2e=H2+2OH-. Elektrolizuojant tirpalą, kuriame yra kelių metalų jonų ir visų jų išlydžio potencialai panašūs ant anodo šie jonai išsikrauna kartu t.y. gaunamas jų lydynys. Jei tirpale esančių metalų jonų išlydžio potencialai skirtingi, tai elektrolize juos galime atskirti vienas nuo kitų. Procesai a paviršiuje priklauso ne tik nuo tirpale esančių jonų savybių, bet ir nuo anodo savybių. elektrolizei vartojami tirpieji ir inertiniai anodai. jie nedalyvaujaanodinėje oksidacijoje, o yra tik elektros laidininkai. Šie anodai gaunami iš grafito, Pt, kai kurių pasyvių metalų lydynių. Elektrolizės metu inertinio anodo paviršiuje pirmiasia oksiduojasi tie anijonai, kurių yra mažiausias redokso potencialas pvz.: jei tirpale yra Br ir Cl jonų, tai vykstant elektrolizei išsikrauna Br jonai, nes Br potencialas lygus 1.07V. Br jonų konc. tirpale mažėja. Nedeguoninių druskų šarminiuose tirpaluose turėtų išsielektrinti ne halogenų, bet palyginti mažo potencialo hidrokso jonai. Elektrolizuojant HCl ar chloridų rūgštų tirpalą turėtų oksiduotis ne Cl jonai, bet H2O molekulės, nes Cl potenc 1.36V. Tačiau ant elektrodo skiriantis O, kaip ir vendeniliui atsiranda viršįtampis, todėl jo išlydžio potencialas būna daug didesnis negu nedeguoninių rūgščių anijonų. Dėl to šių rūgščių jonai oksiduojasi lengviau negu chidroksilo ar H2O molekulės. Sunkiausiai oksiduojasi deguoninių rūgščių anijonai. Anijonų geba oksiduotis ant anodo maž-ėja šia tvarka S2-, I-, Br-, Cl-, OH, H2O. Jei anodas pagamintas iš metalo, kurio jonų yra elektroliti tirpale, tai jų elektrolizės metu tirpsta, t.y. jo atomai atiduoda elektronus anodui ir virtę katijonais pereina į tirpalą. tirpale šie jonai slenka katodo link ir ant jo išsikrauna. Tačiau šiuo atveju metalas, iš kurio pagamintas anodas, pernešamas iš anodo ant katodo, o katijonų ir anijonų konc. tirpale nekinta. Ryšį tarp pratekėjusios per elektrolitą el. srovės kiekį ir išsiskyrusios ar suregavusios elektrochem. procesuose medžiagos kiekio, nusako 10 elektrolizės dėsniai: 1 - asisi elektrolizės dėsnis: elktrol. metu išsiskyrusių ant elektrodų medžiagų masės tiesiogiai proporcingos pratekėjusiam per elektrolitą srovės kiekiui : m=kQ; Q=Jt; M=kJt, kur m - išsiskyrusios medžiagos masė gramais, k - elektrocheminis ekvivalentas, Q - elektros kiekis kulonais arba ampersekundėmis, J - įtampos stiprumas (A), t - laikas (s). Elektrochem. ekvivalentas - tai medžiagos masė, kurią išskiria 1C el. srovės k=E/96500 g/A*S. 2 - asis elektrol. dėsnis - lygus el. srovės kiekiui iš įvairių elektrolitų išsiskiria cheminiamas ekvival. proporcingas medžiagų kiekis m=EJt/F. Iš lygties matyti, kad pratekėjus per elektrolitą 96500C el. srovės, ant elektrodų redukuojasi arba oksiduojasi 1 medžiagos gram ekvivalentas. 11 ELEKTROLIZĖS PRAKTINIS TAIKYMAS Elektrolizės procesas plačiai taikomas galvanikoje. Anodinis metalo apdorojimas t.y. elektrocheminių metalų ėsdinimas, poliravimas ir oksidavimas. Elektrochem. metalų ėsdinimas - tai metalų oksidų šalinimas nuo metalų paviršiaus. Valomasis metalas imamas elektrolizės vonios anodu ir sudaromos tokios elektrolizės salygos, kad metalas taptų ir kartu skirtųsi O. Išsiskiriantis O mechaniškai arba oksidų plevele pašalinimas. Toks metalų ėsdinimas vadinamas anodiniu. Katodiniu metalų ėsdinmas yra toks procesas, kai valomasis metalas imamas katodu ir vykstant elektrolizei jo paviršiuje skiriasi H. Šis redukuoja plėvelę ir ją mechaniškai ardo.2. Metalų lelktrocheminis poliarizavimas. Metalo dirbinys dedamas į elektrolizės vonią kaip anodas ir vykstant elektrolizei susidaro oksido plėvelė, trukdanti metalui intensyviai tirpti. Smulkius paviršiaus iškylimus dengianti oksido plėvelė būna plonesnė negu įdubose. Tokie metalų dirbiniai yra lygūs ir atsparesni korozijai. Poliarizavimo kokybė e nuo elektrolito sudėties, elektrolizės sąlugų ir metalo paviršiaus šiurkštumo. 3. Elektrocheminis metalų paviršiaus oksidavimas.Elektrolizės vonioje oksiduojamasis metalas imamas anodu, o elektrolitu imamas šarmų, rugščių arba druskų tirpalai. Met. paviršiuje susidaro oksido plėvelė gerai sauganti nuo korozijos arba suteikianti jam gražią išvaizdą. 12 METALŲ RAFINAVIMAS 1 .Metalų rafin tai metalų gryninimas elektrol būdu. Šiuo būdu gaunama grynas Cu, Ag, Pb, Sn, Ni. Elektroliz vonios anodu imamos ne grynas metalas, o katodu plonas gryno metalo plokštelės. Kaip elektrolitas vartojami tų met druskų tirpalai. Laidumui pagerinti jie dažniausiai rūgštinami. Elktrol. Vonioje sudaroma tokia įtampa, kad išsiskirtų tik to met jonai. Tada aktyvesnių metalų priemaišų jonai lieka tirpale, o mažiau aktyvių matalų priemaišos netirpsta ir suirus met kaupiasi vonios dugne, sudarydamos anodinį dumblą. Jane dažnai būna labai vertin gų metalų arba nemetalų. Šiuo būdu gautuose metaluose būna ištirpusio H, todėl met perlydomi. 2. Galvanometrija - tai metalo plono sluoksnio nusodinimas elektrol būdu kito met paviršiuje. Toks met sluoksnis vadinamas galvanostegine danga. Dengiamoji detalė elektrol vonioje būna katodu, o a sudaro nusodinamo met plokštelės, tai bus tirpusis a, o grafito arba netirpaus met plokštelės - tai netirpusis a. Elektrolitai gaminami iš gerai tirpstančių druskų sulfatų, chloridų. Į elektrol dedama laidumą gerinančių medž, a tirpumą gerinančių medžiagų, specialių priedų, kad susidarytų lygus met dangos paviršius. Kad danga blizgėtų į elektrol. dedama blizgodarių t.y. želatinos, stalių klijų. Geros dangos gaunamos tik tada, kai būna optimalus srovės tankis. Srovės tankis -tai srovės stiprumas tenkantis dengiamojo met. paviršiaus ploto vienetaui. 3. Galvanoplastika - tai būdas reljefinių dirbinių metalinėms kopijoms gauti. Iš vaško, gipso ar metalo pagaminame dirbinio atvirkštinio reljefo formą. Nemetalinės formos vidui el laidumui pagerinti padengiamas grafito sluoksniu kad metalas nesukibtų su metaline forma jos paviršius apdorojamas sulfidų arba oksidatorių tirpalu. Forma yra elektrol vonios K, vykstanti elektroliz formoje nusėda met sluoksnis taip gaunama dirbinio kopija. 13 GALVANINIAI ELEMENTAI Galvaniniai elementai - tai prietaisai, kuriuose chem. en. Paverčiama el energija. Galv elementaiyra pirminiai el srovės šaltiniai, nes gali būti panaudoti tik 1 kartą. Gal elem skirstomi: sausuosius hermetinius vartojamus įvairiems prietaisams maitinti ir rezervinius skirtus trumpai naudoti t.y. avarijų atveju. Voltos gal elem sudarytas iš Cu ir Zn plokštelių, įmerktų į praskiestą H2SO4 tirp. Veikiant šiam elementui Zn kaip efektyvesnis metalas tirpsta ir būna A: Zn=Zn2++2e. Iš Zn el teka laidu į Cu K. Cu paviršiuje išsikrauna H jonai: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2. Šis elektrodas veikia trumpai. Nenaudojant elemento, plokštelės išįmamos iš rūgšties, nes Zn jose tirpsta. 14 SAUSIEJI HERMETINIAI ELEMENTAI Teig. Elektrodą sudaro MnO2 milteliai. Jų elektros laidumui pagerinti pridedama 3-3.5% grafito miltelių, o į MnO2 įpresuojamas grafito strypelis. Neigiamasis elektrodas yra Zn indelis. Elektrolitas - NH4Cl, CaCl, ZnCl2. Tirpalas sutirštintas miltais arba krakmolu. Miltai be to dar veikia kaip inchibitorius, tai medžiaga, kuri sulėtina r-ją. CaCl2 ir ZnCl2 hidroskopinės, todėl elektrolitas neišdžiųsta. Jam veikiant Zn tirpsta ir būna anodu Zn=Zn2++2e 15 AKUMULIATORIAI (rūgštiniai ir šarminiai) Akum. - tai antriniai cheminiai el. srovės šaltiniai, kuriuose chem. r-jų energija paverčiama el. en. Akum-se vykstančios o - r r-jos yra grįžtamos, medžiagos suvartotos r-je, kuriai vykstant sukuriama el. en. vėl atstatomos leidžiamt per iškrautą akumul. el. srovę iš nuolatinės el. srovės šaltinio. Rūgštinio švino akum. elktrodus sudaro perfumuotos švino plokštelės, kurių angos pripildytos PbO2 pastos. šie elektrodai įmerkiami į 25 - 30 % H2SO4 tirpalą. PbO2 reguoja su H2SO4, todėl elektrodai pasidengia netirpaus PbSO4 sluoksniu. Akum. įkraunamas taip: jo elektrodai prijungiami prie nuolatinės el. srovės šaltinio polių ir leidžiama el. srovė t.y. vyksta elektrolizė. Ant įkraunamo akuml. alektrodų vyksta šie procesai: ant neigiamo elektrodo (katodo) PbSO4+2e=Pb+SO4(2-) (redukcija), ant anodo - PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H(+)+SO4(2-) (oksidac.). Sudėjus abi lygtis gauname įkrovimo lygtį: 2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4. Katodą padengia elementinis švinas, o anodą PbO2 ir padidėja rūgšties konc. Įkrautas akum. veikia kaip galvaninis elementas, kurio neigiamasis elektrodas yra Pb, o teig. PbO2. Sujungus įkrautą akumul. elektrodus laidu iš Pb į PbO2 pradeda tekėti el. srovė. Akum. veikia, vyksta šie procesai k: Pb+SO4(2-)-2e=PbSO4 (oksidacija) a: PbO2+4H(+)+SO4(2-)+2e=2PbSO4+2H2o (redukc.). Sujungus lygtis gaunama akum. išsikrovimo lygtis Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. Suminė lygtis rodo, kad akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesai yra grįžtamieji. Rūgštinio švino akum-aus evj=2,04V. Akum. baigiamas įkrauti kai jo evj padidėja iki 2,6V. Akum. laikomas išsikrovusiu, kai evj sumažėja iki 1,8V. Iš šarminių akum. dažniausiai vartojami FeNi, CdNi, ZnAg. Juose elektrolitu vartojamas 23% KOH tirpalas su nedideliu LiOH priedu (didina akum. patvarumą). Tirpalas sandariai izoliuojamas nuo oro, kad šarmai iš oro neadsorbuotų CO2 ir nevirstų karbonatais. FeNi ir CdNi akumoliatorių teigiamąjį elektrodą sudaro plieninės perfuruotos plokštelės, kurių tuštumos pripildytos NiOH ir grafito miltelių. Neigiamasis elektrodas gaminamas iš redukuotos Fe miltelių su specialiais priedais arba kadmio ir Fe miltelių. FeN: akumul. išsikraunant vyksta šie procesai: k: Fe+2OH—2e=Fe(OH)2 (oksidac.), a: 2NiOH+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH- (redukc.). 16 KURO DEGIMO ELEMENTAI Kuro elementas yra toks el. srovės šaltinis, kuriame kuro degimo reakcijos cheminę en. paverčia el. en. Kuro elementai skirstomi į: žemos (370K), vidutinės (370-800K) ir aukštos t0 (800-2000) elementus. Kuro elementams vartojamas kietas, skustas ir dujinis kuras. Paprasčiausias yra H, O kuro elementas. Jame elektrolitu vartojamas H2SO4 arba 27-30% KOH tirpalas. Elektrodai gaminami iš korytos anglies į kurią įprėsuojami katalizatoriai: Ni, Fe, Co, Pt arba Pd milteliai. 1 elektrodas sujungiamas su H, o kitas O rezervuaru. Difunduojamos pro akytus elektrodus H ir O molekulės, veikiamos katalizatorių skyla į atomus. H-io ir tirpalo sąlyčio vietoje H oksiduojasi, elektrodas yra anodu, O ir tirpalo sąlyčio vietoje O redukuojasi, elektrodas yra katodu k: 2H+2OH—2e=2H2O (oksid.), a: O+H2O+2e=2OH (redukc.), 2H+O=H2O+0.5kO2+H2O. Buityje plačiai vartojami sausieji elektrochem. elmentai. Juose dažnai elektrolitu vartojamas amonio clorido pasta. Katodu anglies strypelis, įpresuotas į Mn oksidą. Anodu Zn, kuris kartu yra ir elemento indas. 17 KOROZIJOS RŪŠYS. CHEM. KOROZIJA DUJOSE IR NEELEKTROLITUOSE Korozija gali būti apibūdinta kaip metalų ir jų lidinių irimas dėl aplinkos poveikio t.y. savaimingas termodinamine prasme spontaniškas procesas daugeliu atveju nereikalaujantis energijos iš išorės. Metalų paviršiaus mechaninis irimas pvz.: dėl trinties vadinamas metalų eroziaja. Visi korozijos reiškiniai gali būti suskirstyti į 2 stambias grupes: į cheminę ir elektrocheminę koroziją. Pagal metalo pažeidimų pobūdį korozija skirstoma į ištisinę ir vientisinę. Ištisinė korozija vyksta visame matalo paviršiuje. Ji skirstoma į tolygiąsias t.y. jos greitis visame metalo paviršiuje yra vienodas ir nrtolygų – jos greitis atskiruose paviršiaus vietose yra skirtingas ir suaktyvėja, kai yra kuris nors vienas lydynio komponenetas. Vietinė korozija apima kai kuriuos matalo paviršiaus plotelius. Ji skirstoma į dėmėtąją – tai nedidelės dėmės kai kuriuose paviršiaus vietose ir židininę – kai susidaro duobutės iš kurių gali susiformuoti skylės. Vidinis irimas prasideda metalo paviršiuje, vėliau plinta gylyn, todėl korozijos produktai kaupiasi metale ir išsipučia bei išsisluoksniuoja. Tarpkristalinis irimo procesas vyksta kristalo sąlyčio vietoje. Šios rūšies korozija yra viena pavojingiausių, nes jai vykstant metalinė konstrukcija yra viena pavojingiausių, nes jai vyjstant metalinė konstrukcija iš išorės atrodo nepakitusi, o iš tikrųjų metalas praranda stiprumą ir plasitiškumą. Viena dažniausių chem. chem. korozijos rušių yra dujinė korozija. Tai yra metalų irimas dėl jų saveikos su dujomis arba aru aukštoje ir rečiau žemoje t0. Dėl dujines korozijos ira koriklo armatūra, vidaus degimo verikliai bei kiti irengimai. Ji gali vykti kalant, štampuojant, valcuojant metalus aukštoje t0 . Dujinės korozijos intensyvumas priklauso nuo metalo savybių, lydynio sudėties, t0 , dujų veiksmo trukmės, korozijos produktų savybių. Dažniausiai dujinės korozijos priežastis metalo saveika su oro O. Dėl šios saveikos metalo paviršiuje susidaro oksidų plėvelės. Oksidų plėvėlė pasyvuoja metalo paviršių, todėl kartais joms susidarius metalų korozijos greitis gerokai sumažėja. Plienas ir ketus kaitinami ore arba veikiami kuro degimo ptroduktų oksiduojasi. Ypač stipriai jie oksiduojasi aukštesnėje kaip 870K t0 , oksiduotas paviršius būna aptrauktas degenomis. Degenų sudėtis priklauso nuo t0 . Plieno paviršiuje 290-670K t0 susidaro degenų plėvelė, susidedanti iš Fe2O3. 670-850K prie metalų susidaro megnetito posluoksnis. 850-1000K t0 atsiranda dar vienas posluoksnis FeO. Plienas ir ketus ypač intensyviai koroduoja, kai dujose yra O ir S junginių. Prisotintame vendens garų ore plieno korozijos greitis būna 2-3 kartus didesnis negu sausame ore. Korozija ypač intensyvi kai plieną veikia kuro degimo produktuose esantis vanadis. Pelenai, kuriuose būna V2O5 prilimpa prie metalo ir labai paspartina oksidacijos procesą. Aukštesnėje t0 jis sukelia tarpsluoksninę koroziją. Aukštesnėje kaip 900K t0 kartu plieno arba ketaus oksidacija vyksta dekorbanizacijos procesas t.y. laipsniškas anglies kiekio mažėjimas. Fe3C+O23Fe+CO2; Fe3C+CO23Fe+2CO; Fe3C+H2O3Fe+CO+H2. Dėl to mažėja metalo stiprumas ir atsparumas dilimui. Dekorbanizacijos procesas sulėtėja pridėjus į plieną Al, W, Mn, Cr. Al ir Cr sudaro apsaugines oksidų plėveles, o esant W ir Mn sulėtėja C difuzijos į metalų paviršių procesas. Metalų koroziją gali sukelti įvairūs neelektrolitai pvz.: skystas Br, išlyduta S, organiniai skysčiai, nafta ir distiliacijos procesai. Skystas Br reguoja su daugeliu metalų kambario t0 labai stipriai jis ardo anglinį plieną ir Ti. Išlydyta S ardo beveik visus metalus, silpniau Ti, Al, anglinį plieną. 18 ELEKTROCHEM. KOROZIJA. KOROZINIAI GALVANINIAI ELEMENTAI Elektrochem. korozija tai metalų irimas el. srovei laidžioje aplinkoje. Šiuo atveju metalų paviršiuje susidaro koroziniai galvaniniai elementai. Tokia korozija vyksta drėgnoje atmosferoje, jūros H2O, grunte, rūgščių, šarmų ir druskų tirpaluose. Grini metalai beveik nekoroduoja, bet jie labai retai vartojami. Paprastai metaluose yra kitų metalų, nemetalų ir oksidų priemaišų negriname metale, kurį veikia elektrolitas, susidaro daugybė mikrogalvaninių elementų. Katodu juose būna pasyvesnis metalas, anodu aktyvesnis - jis koroduoja ir tirpsta. Koroziniame - galvaniniame elementeeanodas liečiasi su katosu, todėl jie yra trumpai sujungti ir nuolatos veikia. Elektrochem. metal. kor. sudaro 3 pagr. procesai: 1. Anodinis procesas t.y. hidratuotų metalų jonų elektrolite bei elektronų anodiniuose ploteliuose susidarymas. 2. Elektronų tekėjimas metale iš anodinių į katodinius plotelius ir anijonų bei katijonų maišymasis tirpale. Katodinis procesas t.y. katodinių plotelių elktronų jungimasis su tirpale wsančiai depoliarizatoriais. Depoliar. tai jonai, atomai ir molekulės, prisijungiantys elektronus. Veikiant koroziniam galvaniniam elementui yra aktyvesnis metalas t.y. kurio elektrodo potencialas neigiamesnis. Metalų paviršiuje kondensuojantis H2O garams susidaro H2O sluoksnis, kuriame tirpsta įvairios dujos, druskos ir susidaro elektrolitas. Fe yra aktyvesnė ji bus anodu ir katoduos FeFe2++2e. Katodu bus Cu, jo paviršiuje susikaupę elektronai jungsis su tirpale esančiu O: O2+2H2O+4e4OH-. O veikia kaip depoliarizatorius, Fe dvivalentės su hidroksilo jonais, susidaro Fe(OH)2, veikiamos oro O Fe(OH)2 oksiduojasi: 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3. 19ATMOSFERINĖ IR POŽEMINĖ KOROZIJA. MATALŲ KOROZIJA DĖL GRUNTE KLAIDŽIOJANČIŲ EL. SROVIŲ Atmosferinė metalų korozija - tai elektrochem. korozija metalų paviršiuje, kur susijoncentruoja H2O garai. Jos greitis prikl. nuo oro drėgmės. Kuo daugiau drėgmės, tuo daugiau jos adsorbuojama metalo paviršiuje. H2O sluoksnysje ištirpus dujoms bei įv. priemaišoms susidaro elektrolitas. atmosferinės korozijos greitis prikl. nuo elektrolito sudėties, oro užterštumo ir teršalų savybių. Labai intensyviai metalai koroduoja kur oras užterštas SO2, kuri susidaro degant kurui. Tokiame ore neatsparus korozijai anglies plienas, Al, Cu, bei jų lydiniai. Atmosferos korozijos greičiui daug įtakos turi korozijos produktų hidroskopiškumas it t0 pokyčiai Kylant t0 korozija intensyvėja. Požeminė metalų korozija tai į gruntą įkastų vamzdžių, kabelių rezervuarų ir kitų įrenginių korozija. Dėl šios korozijos grumste esančiame metale atsiranda skylės. Požeminė korozija vyksta dėl nevienodos grunto sudėties ir sandaros, drėgmės ir klaidžiojančių srovių. Korozijos greitis būna didžiausias kai grunto drėgmė 15-20%. Gruntas, kuriame drėgmė didesnė mažiau laidus orui blogesnės sąlygos O defunduoti prie metalo, todėl korozija lėtesnė. Gruntai skirstomi į mažo, normalaus, didesnio, didelio ir labai didelio korozinio aktyvumo. Grunto korozinis aktyvumas matuojamas laiku per kurį požeminiame įrenginyje susidaro kairioji skylė. Mikroorganizmai, sukeliantys požeminę metalų korozija yra bakterijos, redukuojančios sulfatus į sulfidus, Fe ir Hg naudojančios bakterijos ir bakterijos oksiduojančios H2S į S ir H2SO4, kurį sukelia intensyvią plieninių vamzdžius korozija, todėl nepatartina detalių jungti medžiagomis, kurių sudėtyje yra S turinčių elementų. Klaidžiojančiomis vadinamos srovės, sklindančios iš įv. el. šaltinių ir tekančios gruntu bei požeminiai įrenginiai. Intensyviausią koroziją sukelia nuolatinė srovė. Klaidžiojančių srovių šaltiniai yra įv. įžeminimai, suvirinimo elektra prietaisai. Ypač pavojingos yra nuo tramvajų ir elektrinių traukinių bėgių nutekančios srovės. Klaid. srovės gali sukelti gelžbetonio koroziją ypač jei betone yra chlorido. Gelžbetonyje, kurį veikia šios srovės prie geležies armatūros atsiranda plyšių. Šioje zonoje susidaro hidratuotų Fe oksidų, kurių V dukart didesnis negu Fe V, todėl betone susidaro įtempiniai ir jis suyra. 20METALŲ APSAUGOS NUO KOROZIJOS BŪDAI Svarbiausi apsaugos nuo korozijos būdai yra šie: liagiravimas, apsauginės dangos, korozinės aplinkos agresyvumo mažinimas, elektrochem. apsauga ir kitos. Pakeitus metalo sudėtį t.y. liagiravus jį spec. priedais. Padidėja pagrindinio metalo, dažniausiai Fe, atsparumas korozijai. Nerudyjančiam plienui budinga vienalytė struktūra. Jame dažniausiai būna 12% chromo ir 8% Ni (80% Fe). Dėl vienalytės struktūros paviršių dengenčios oksidų plėvelės šie lydiniai yra atsparūs korozijai. Be Ni ir chromo plienas regeruojamas Ti, W, Mn ir kitais. Chem. danga susidaro paveikus metalą oksidatoriais (konc H2SO4, kitais konc. šarmų tirpalais, kuriose yra oksidatorių). Metalinės dangos sudaromos iš kito, korozijao atsparesnio, metalo. Šios apsauginės dangos būna anodinės, kai dengenčiojo metalo elektrodo potencialas neigiamesnis nei dengiamojo ir kotodinis kai dengiamčiojo metalo elektrodo potencialas didesnis nei neigiamojo pvz.: Fe katodinė danga gali būti sudaroma iš Sn. Sn yra atsparus korozijai ir saugo Fe tol, kol jo sluoksnis yra ištisinis. Pažeidus Sn apsauginį sluoksnį, atidengtos vietos saveikauja su elektro, gali būti grėgnu oru, ištirpusiu H2O ir kitomis dujomis, susidaro galvaninis elementas, kuriame katodu yra pasyvesnis metalas, o anodu aktyvesnis Fe. Fe koroduoja t.y. tirpsdta. Jos jonai pereina į tirpalą Fe atiduoti elektronai teka į Sn ir jo paviršiuje išsielektrina H joani, skiriasi laisvas H. Ant a: Fe-2e=Fe2+ k: 2H++2e=H2. 21 ALAVUOTOS IR CINKUOTOS Fe SKARDOS KOROZIJA. CINKUOTOS SKARDOS KOROZIJA Anodinė danga padengta yra pvz.: cinkuota Fe. Pažeidus apsauginį Zn sluoksnį, susidaro galvaninis elementas. Jame anodu yra aktyvesnis Zn, katodu pasyvesnė Fe. Šiuo atveju koroduoja t.y. tirpsta Zn, jo jonai pereina į tirpalą. Zn atiduoti elektronai teka į Fe ir jos paviršiuje išelektrina H jonus. Fe bus apsaugota tol, kol neištirpęs Zn. Vyksta šie procesai a: Zn-2eZn2+; k: 2H++2eH2. Organinės dangos sudaromos iš plastmasės, gumos, lako. Protektorinė apsauga sudaroma sujungus metalą, esantį elektrolito tirpale su specialiu anodu - protektoriumi (tai gali būti Zn, Mg lydiniai). ? tirpsta, todėl metalo konstrukcijos nekoroduoja. Medžiagos, lėtinančios metalo koroziją vadinamos korozijos inchibibitoriais. Vieni inchibitoriai elektrolito tirpale pakeičia metalo elektrodo potencialą t.y. parodo jį teigiamesnį, kiti sujungia koroziją sužadinančias medžiagas arba trukdo joms susidaryti. 3-I adsorbuojami metalo paviršiuje t.y. sudaro plėvelę, kuri izoliuoja metalą nuo agresyvios aplinkos. Pramonėje plačiai vartojami inchibitoriai rudims ir nuoviroms nuo metalo paviršiaus šaliti. Švarus metalo paviršius adsorbuoja inchibitorių, o rudys ir nuoviros jo neadsorbuoja, todėl tirpsta. Svarbiausi neorganiniai inchibitoriai yra silikatai, fosfatai, chromatai ir nitratai. Organiniai - karbamidas, urotropinas, gliukozė, želatina. 22 APSAUGINĖS, METALINĖS METALŲ JUNGINIŲ IR NEMETALINĖS DANGOS Metalams apsaugoti nuo korozijos dažniausiai sudaromos apsauginės dangos, jos būna metalinės (Al, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, Pb) metalų junginių: oksidų, chromatų, fosfatų ir nemetalinės : tirpalų, lakų, dažų, dervų, gumos, cemento, emalių ir keraminės. Apsauginės dangos sudaromos ant gerai nuvalytų matalų paviršių. Metalinės dangos skirstomos į anodines ir katodines. Anodinė gaunama padengus metalinį dirbinį aktyvesniu metalu. Tokia danga saugo metalą mechaniškai, nes izoliuoja dangą, koroduoja aktyvesnis metalas. Anodinė danga sudaroma iš Zn, Cd ir Mn. katodinės dangos gaunamos padengus metalą mažiau aktyviu metalu. Tokios dangos metalą saugo tik mechaniškai. Jas sužalojus koroduoja padengtasis metalas. Katodinės dangos blizga, gražios, todėl dažniausiai sudaromos kaip dekoratyvinės. Metalų junginių dangoms gauti metalo paviršiuje vykdomos chem. r-jos. Svarbiausi šių dangų gavimo būdai yra oksidavimas ir fosfavimas. Oksidavimo būdu matalo paviršiuje sudaromas atsparus korozijai metalų oksidų sluoksnis. Oksiduojama terminiu, gariniu, cheminiu ir elektrocheminiu būdais. Terminio oksidavimo būdas dažniausiai taikomas plienui. Gaminiai aptepami asfaltiniu arba aliejiniu laku ir katinami, kol susidaro Fe3O4 plevelė. Po to atšaldomi mineralinėje alyvoje. Cheminio oksidavimo arba juodinimo būdas dažniausiai taikomas juodiesiems ir kai kuriems spalvotiems metalams. Chem. būdu plienas oksiduojamas oksiduojančiuose tirpaluose pvz.: tirpale, kuriame ištirpinta 800 g litre NaOH, 50 g litre NaNO3 ir 200 g litre NaNO2. Cu ir jo lydiniai oksiduojami šarmų ir persulfatų tirpale. R-jos metu susidaro O, reikalingas Cu oksiduoti K2S2O8+2NaOH=K2SO4+Na2SO4+O+H2O. Elektrochemiškai oksiduojama elektrolizės būdu. Dažniausiai oksiduojamas Al paviršius. Sausame ore Al ir jo lydiniai pasidengia oksido plėvele. Dėl jos sumažėja Al aktyvumas t.y. jis pasyvuojasi. Ši plėvelė labai plona ir nepakankamai apsaugo Al nuo korozijos. Storesnei Al2O3 plėvelei gauti Al oksiduojamas. Šiam tikslui vartojami rūštūs arba neutralūs elektrolitai ir nuolatinė bei kintamoji srovė. Naudojant nuolatinę srovę Al dirbinys elektrolizės vonioje sujungiamas su el. šaltinio teigiamuoju poliumi ir būna anodu. Katodas yra Al arba Pb. Jų paviršiuje skiriasi H. Al2O3 plėvelė susidaro vykstant prie anodo tokiai r-jai: 2Al+3H2O = Al2O3+6H++6C. Naudojant kintamąją srovę pakaitomis vyksta 2 procesai: Al oksidavimas ir jo oksido redukavimas išsiskiriančiu H. Kadangi redukcijos procesas daug lėtesnis negu Al2O3 susidarymo r-ja, tai gaunama tam tikro storio plėvelė. Al2O3 plėvelės labai kietos, purios jos gerai sukimba su Al ir dažais, todėl Al2O3 plėvelės naudojamos kaip dažų dangos pasluoksnis. Fosfavimas - tai metalų paviršiaus dengimas fosfatų plėvele. Tokia plėvelė saugo plieną nuo korozijos ne itin agresyvioje aplinkoje (dažniausiai nuo atmosferinės korozijos). Tam tikslui gaminiai merkiami į 370K ir 3% konc. Mn divandenilio fosfato tirpalą Mn(H2PO4)2 = Mn2++2H2PO4-; H2PO4-=H++HPO42-; HPO42-=H++PO43- (H jonai oksiduoja Fe); Fe +2H+ = Fe2++H2. PO43+ jonai su Fe ir Mn jonais sudaro sunkiai tirpius fosfatus. Šie junginiai yra juodos spalvos ir sudaro fosfatinę plėvelę. Nemetalinės dangos skirstomos į neorganines ir organines. Neorganinės dangos - tai emalis, cementų ir keraminių plytelių dangos. Emaliai būna papratieji ir atsparūs kaitrai. Paprastą emalio dangą sudaro metalinių dirbinių paviršiuje išlydyti kai kurie mineraliniai junginiai - tai Boro silikatinis stiklas, koroksas, kriolitas ir kiti. Emaliai dažniausiai dengiami plieno, ketaus, Cu, žalvario ir Al dirbiniai. Emalių trūkumas tas, kad jie trapūs ir trūkinėja nuo kaitros. Kaitrai atsparūs emaliai netrūkinėja iki 1300K t0. Metalinėms keramikinėms dangoms gauti į oksidus arba sunkiai lydžius junginius pridedama metalų. Oksidai su metalų priemaiša yra plastiškesni, laidesni šilumai ir ne taip trapūs. Iš cementinių dangų dažniausiai vartojamos portland cemento dangos. Jos pigios, lengvai remontuojamos. Cementu dengiami plieniniai ir ketiniai vandentiekio vamzdžiai, naftos ir chem medžiagų rezervuarai, metaliniai įrenginiai jūros ir vandeninų vandenyse. Cementinės dangos neatsparios smūgiams ir staigiems t0 pokyčiams. Organinės dangos sudaromos iš tirpalų, lakų, emalinių dažų, dervos ir gumos. Tepalai - tai paprasčiausia danga. Jais metalai nuo korozijos apsaugomi tik laikinai. Vartojami mineraliniai, parafino tepalai, vazalinas ar bitumas. Lakai - tai džiūstančiųjų aliejų, dervų arba celiuliozės esterių koloidai, lakiuose organiniuose tirpaluose. Emaliniai dažai - tai neorganinių pigmentų (Pb, Zn, Fe oksidų, Al miltelių, suodžių) suspensijų, plėveles sudarančiuose organiniuose skysčiuose į emalinius dažus dar dedama medžiagų, didinačių dažų plėvelės stiprumą ir silikatų, kad greičiau plėvelė suketėtų. Dervų dangos labai atsparios korozijai. Jomis galima apsaugoti metalo įrenginius juros H2O. Šios dangos sudaromos iš asfalto, bitumo, fermaldehidinių, eboksidinių ir siličio dervų. Labai dažnai metalai padengiami guma arba ebonitu. Gumuojamas plienas, ketus, Sn ir Zn paviršius. Metalo paviršius apklojamas lakštais, o kad vieni su kitais gerai sukibtų vulkanizuojama. 23 METALINIŲ DANGŲ GAVIMO BŪDAI Metalo dangos sudarymo būdai yra: galvonosteginis, cheminis nusodinimas, termodifuzinis, metalavimas, mechaninis - terminis arba polirevimas. Chem. nusodinimas - tai metalo jonų redukavimas be el. srovės. Šiuo būdu dažniausiai sudaromos Ni dangos. Dangai gauti Ni jonai redukuojami Na arba K hipofosfatu. Tokia danga neakyta, o pakaitinta iki 870K būna tokia pat kieta kaip chromo danga, be to atspari korozijai. Termodifuzinis būdas grindžiamas apsaugine metalo difuzija: į dengiamąjį metalą aukštoje t0 .Termodifuzinės dangos gan atsparios korozijai ir dilimui. Plieno gaminiai dažniausiai saugomi Al ir chromo dangomis. Termodif. danga gaunama gaminį aukštoje t0 kaitinant be oro su apsauginio metalo milteliais. Kad aukštoje t0 nesukeptų į metalo miltelius dedama jo oksidų, o difuzijai suintensyvinti - halogenidų. Metalavimo būdas - tai išlydyto metalo išpurškimas su slėgtu oru ant dengiamojo paviršiaus. Šiuo būdu dengiami metalų, medienos, betono, keramikos dirbiniai. Dažniausiai metaluojimi Zn, Al, Cu - anglimi ir nerudyjančiu plienu. Metalavimo būdu sudarytos dangos būna akytos, jos gana silpnai sukimba su metalu. Būna didelių apsauginio metalo nuostolių. Karštuoju būdu metalinės dangos gaunamos įmerkus dirbinį į išlydytą metalą. Išlydytam metalui nuo oksidacijos apsaugoti ir oksido plevelei nuo dirbinio paviršiaus pašalinti išlydyto metalo paviršius padengiamas plieno sluoksniu. Apsauginio metalo lydymos t0 turi būti daug žemesnė negu dengiamojo metalo. Mechaninis terminis būdas arba poliravimas - kai dengiamojo metalo paviršius karštojo valcavimo arba presavimo būdu padengiamas apsauginio metalo lakštais. Taip vienas prie kito pripaustų abiejų metalų vyksta difuzija, todėl abu metalai sukimba. Korozijai neatsparus diuraliuminis poliruojamas grynu Al, anglies plienas poliruojamas Ni. Iš poliruoto plieno gaunama chem. aparatūra. 24 METALŲ LEGIARAVIMAS. ELEKTROCHEMINĖ APSAUGA Metalai legiaruojami kitais metalais ir nemetalais. legeruojančiųjųjų priedų vaidmuo labai įvairus. vieni jų sudaro lydynio paviršiuje apsauginę plėvelę, padidina katodinio proceso poliarizaciją arba mažina lydinių anodinį aktyvumą pvz.: Cu legiaruojamas Au, plienas - lengvai pasyvuojamas chromu arba Si. Dujinei korozijai atspariausi legiaruotieji metalai. Svarbiausias komponentas, suteikiantis plienui atsparumui oksidacijai yra Cr. Ypač patvarūs aukštoje t0 plienai, kurių sudėtyje yra Al. Legiaruojančiųjų plienų veikimas aiškinamas įvairiai: lydinčiojo komponento jonai aptenka į metalo oksido gardelę ir pakeičia joje jonų arba atomų dįfuzijos greitį. Legiaruojantysis komponentas sudaro apsauginį oksidą, lėtinantį metalo oksidaciją. L-juontysis komponentas su metalu sudaro dvigubus mišrius oksidus, pasižyminčiomis geromis antikorozinėmis savybėmis. korozijai neatsparus metalas, leiruotas atsparesniu metalu apsauginių savybių įgija tik tada kai yra tam tikras komponentų santykis. Dvikomponenčiams šis dėsningumas nusakomas Tamano taisykle (n/8): jei mažai atsparų korozinei aplinkai A metalą pridedami korozijai atsparaus B sudaro vis didesni kiekiai ir jei A ir B metalai sudaro kelektą jietųjų tirpalų tai apsauginės savybės gerėja ne palaisniui, o šuoliais. Apsauginės savybės pagerėja kai legiaruojančiųjų komponentų kiekį sudaro 1/8; 2/8; n/8. Čia n - sveikas skaičius t.y. apsauginės savybės atsiranda kai l-juonačiojo komponento yra 12,5; 25 ir t.t. mol. %. Šios l-ruojančiojo metalo konc. vadinamos atsparumo ribomis. Kuo agresyvesnė aplinka, tuo aukštesnė turi būti atsparumo riba. Elektrocheminė apsuaga ir protektorinė elektroninė. Prot. apsuaga ir sudaroma sujungus metalinį dirbinį su aktyvesniu metalu protektoriumi. Protektoriaus metalas yra ir jis koroduoja, o dirbinys yra katodas. Prot. apsauga taikoma laivų sraigtams, požeminiams kabeliams, vamzdžims. Protektorių dažnai aptraukia netirpus korozijos produktai, todėl jis pradeda silpniau tirpti. Todėl tarp grunto ir protektoriaus sudaroma aplinka, didinati protektoriaus aktyvumą. Kaip protektoriai dažniausiai vartojami Mg, Zn, rečiau Al. Kad būtų aktyvesnis protektorius padengiamas molio, gipso, Na2SO4 mišiniais. Elektrinė apsauga. Nuolatinės srovės šaltinio neigiamasis polius sujungiamas su saugomuoju objektu - jis tampa katodu, o teigiamasis polis su pagalbiniu anodu (dažniausiai metalo laužu) ir aplink jį palaikoma drėgna aplinka. Tekant tam tikro stiprumo el. srovei tirpsta anodas, o katodas ne. Elektriniu būdu saugomi izoliuoti vamzdynai, uostuose laivai, garo katilai. El. apsauga netinka Al, kadangi įjungus srovę Al paviršiuje ima skirtis H jis redukuoja apsauginį Al2O3 sluoksnį, todėl prasiseda Al korozija. 25 DEPOLIARIZATORIAI IR INHIBITORIAI Depol. - ištirpę O ir H jonai. Juos pašalinus korozija sulėtėja. O pasišalina šildant H2O arba tirpalus, prapučiant pro H2O inertines dujas be to O galima sujungti chemiškai Na2SO3, N2H4*H2O ir kitomis medžiagomis. Inhibitoriai tai medžiagos, kurių labai maži kiekiai pridėti į agresyvią aplinką labai sumažina arba visai sustabdo metalo koroziją. Inhibitorių veikimas priklauso nuo metalo savybių, korozinės aplinkos ir korozijos sąlygų. Inhibitoriai metalo paviršiuje arba adsorbuojami arba su metalu sureguoja sudarydami apsaugines plėveles. Inhibitorių veikimo intensyvumą apibūdina korozijos lėtėjimo koeficientas  ir apsauginis z : =i/i’, z=(i-i’)*100%/I kur i korozijos greitis be inchibitorių, i’ korozijos greitis pridėjus inch. Koroz. greitis reiškiamas ištirpusio metalo gramais nuo 1 m2 jo paviršiaus per valandą. Pagal tai, kokį korozijos procesą lėtina inchib skirstomi į: anodinius, katodinius, bendrojo veikimo ir atmosferinius. Anodiniai inchib tai medžiagos turinčios oksidacinių sąvybių. Esant jų sumažėja met jonizacijos greitis. Jie gali sudaryti apsauginę oksidų plėvelę ir tada sumažėja A paviršius. Šiuo atveju korozija gali suintensyvėti. Tai atsitinka tada, kai anodinis paviršius sumažėja daugiau negu korozinės srovės stiprumas. Todėl anodiniai inchib skirstomi į pavojingus ir ne. prie pavojingų priskiriama vandenilio peroksidas. Jis lėtina koroziją tik tada kai jo konc didelė ir kai korozinėje aplikoje nėra depoliarizatorių t.y. Cl, Br jonų. Nedidelės konc. H2O2 anodo paviršių pasyvuoja, tačiau jam skylant skiriasi O, o jis lengvai prisijungiamas el ant katodinių plokštelių, skatina katodinių korozinį procesą. Prie nepavojingų inchibitorių priskiriami nitratai ir nitritai, kurie pasyvuoja met paviršių. Nitritai dažnai vartojami plieno ir ketaus koroz lėtinti. Katodiniai inchib lėtina katod procesą. Jie ne taip efektingi kaip anodiniai. Kai kurie katodiniai inchibitoriai sumažina katodo paviršių. Toks inchib yra CaCO3. Pašarmėjus tirpalui CaCO3 nusėda metalo paviršiuje ir jį izoliuoja nuo elektrolito, todėl kietame H2O plienas koroduoja silpniau. Rugščiuose tirp. Kaip onchib. vartojamos organinės medžiagos, dervos. Šios medžiagos met paviršiuje sudaro plėveles atskiriančias agresyvią aplinką nuo metalo. Organiniai inchib vartojami ėsidinant met paviršių, valant rūgštines rūdas nuo met ir šalinant nuoviras iš garo katilų. Švarus met paviršius adsorbuoja inchib, o rūdys ir nuoviros neadsorbuoja. Tada rūdys ir nuoviros tirpsta, o met ne. 3. Bendrojo veikimo inchib tai chromatai ir dichromatai. Jie pasyvuoja anodinius plotelius ir jo depoliarizatoriai. Jie vartojami kaip plieno ir ketaus koroz lėtikliai 4. Kaip atmosferinės koroz inchib vartojami lakūs ir kontaktiniai tirpalai. Lakūs inchib tai lengvai garuojančios ir H2O gerai tirpstančios medžiagos. Jų garų įleidžiama į sandėlius, laivų triumus. Metale koroz nevyksta tol, kol supa inchib garai. Kontaktiniai inchib veikia tiktai metalą ir inchibitoriaus lietimosi vietą. Kontaktinis inchibt yra NaNO2. Jo tirpalu sudrėkinami dirbiniai. Tirp. išdžiuvus, dirbinio paviršiuje lieka plonas NaNO3 sluoksnis kristalų, kuris nuolatos atnaujina oksido plėvelę met paviršiuje. 26 ELEKTROCHEMINIAI PROCESAI ANT ELEKTRODŲ Al yra labiausiai paplitęs metalų. Žemės plutoje 8.3% masės sudaro. Jis įeina į daugelį mineralų - apie 250. Iš jų daugiausia į aliumosilikatų sudėtį. Svarbūs Al mineralai yra kriolitas, berilas, boksitas. Randama ir gryno Al oksido mineralo - korunido. Tai viena kiečiausių medžiagų, vartojama kaip abrazyvas. Metalinio Al gamyba susideda iš 2 stadijų: a. Boksidų ekstrakcijos, gryninimo, dechidracijos.b al oksido, ištirpinto kriolito, elektrolizės. Neapdoroti boksitai Al gauti netinka, nes užteršti priemaišomis. Kad išsiskirtų grynas Al oksidas, boksitai apdeginami, paskui lydomi su soda. Al2O3 + Na2CO3=2NaAlO2+CO2. Tirpinant gautą NaAlO2 lydalą vandenyje išsiskiria talio hidroksido nuosedos ir kitos priemaišos. Po to gaminamas grynas Al(OH)3. Al(OH)3 iškaitinamas 1200 C t0 . elektrolizė vykdoma 940-980 C t0 grafitu išklotoje vonioje, kuri yra katodas, oA yra C stripeliai. 27 ELKTROLIZERIS Al GAUTI Al gaunamas elektrolizės būdu iš 6-8 % Al2O3 ir 92-94% kriolito. Kad būtų žemesnė lydymosi t0 ir geriau vyktų elektrol. procesas dedama chloridų (CaCl2, MgCl2, AlCl). Išlyditas Al2O3 disocijuoja į jonus Al2O3Al3++AlO33-. Elektrodų paviršiuje skiriasi Al ir O, nes jų išlydžių potencialai mažesni negu Na ir Cl jonų: A:2AlO33--6e= Al2O3+3O; K: Al3++3e=Al. Anodas daromas iš grafito, todėl išsiskyręs O su juo reguoja ir susidaro CO2 ir CO. Elektrolizės vonios dugne kaupiasi Al jis periodiškai išleidžiamas ir toliau rafinuojamas t.y. šalinamos priemaišos ir ištirpusios dujos. Al yra žemos lydimosi t0, palyginus minkštas, labai mažos elektrinės varžos metalas. Grynas Al yra sidabriškai baltos spalvos, nenuodingas, antras pagal kalumą po Au ir į pagal elastiškumą. 28 Al KOROZINIS ATSPARUMAS IR JO PADIDINIMO BŪDAI Al atsparus korozijai, nes savaime pasyvuojasi t.y. jo paviršiuje susidaro vientisa, gerai sukibusi su paviršiumi Al oksido plėvelė. Norint padidinti Al korozinį atsparumą jis lydomas su daugeliu metalų (Cu, Mn, Zn, N, Fe, Ti ir su kai kuriais nemetalais pvz Si). Priedai sudaro iki 20% Al lydinio. Al anodiškai oksiduojamas 15-20% konc. H2SO4 tirpale: 2Al+3H2O-6e= Al2O3+6H+. Pasyvuoto Al potencialas yra 1V teigiamesnis negu jo standartinis. Rugščiuose tirpaluose, kai pH10 plevelės suįra ir prasideda intensyvi Al korozija. Al labai atsparus korozijai sausame ir drėgname ore, agresyvių dujų, upių, vandentiekio vandenyje oksiduojančiųjų druskų pvz.: NO3, chromatų, dichromatų terpėje jo atsparumas korozijai  nuo paviršiaus apdirbimo. Poliruotas ir šlifuotas Al atsparus korozijai. Al lydynių atsparumas korozijai mažesnis negu gryno Al. Atsparumas korozijai labai  nuo priemaišų. Ypač kenksmingos priemaišos tų metalų, kurių potencialas teigiamesnis negu Al pvz.: Fe ir Cu. Al lydinyje Fe turi būti nedaugiau kaip 0,01%, o Cu 0,1%. Kai jo daugiau susidaro intermetaliniai junginiai, kurių potemcialas teigiamesnis už Al tada Al tampa anodu ir prasideda intensyvus jo korozijos procesas. Ypač neatsparūs korozijai Al ir Cu lydinys (diuraliuminis) juose vyksta tarpkristalinė korozija. Kad būtų atsparesnis jis poliruojamas grynu Al. 29 Al PANAUDOJIMAS TECHNIKOJE Al pagal vartojimą technikoje yra 2 elementas po plieno ir ketaus. Kadangi lengvi ir atsparūs korozijai Al ir jo lydiniai vartojami lektuvų, laivų statybai, chemijos, maisto pramonėje. Iš miltelių supresuojamas ir sukepintas Al vartojamas branduoliniuose reaktoriuose, nes jis nereguoja su uranu ir jo junginiai net 870 K t0. Iš Al lydinių gaminami žemės palydovų korpuso apvalkalai. Daug Al suvartojama elektrotechnikoje laidams. Jo laidumas elektrai 1,7 k-ų mažesnis negu Cu, bet Al beveik 3 kartus lengvesnis, todėl vartojamas kabelio apvalkalams. Iš Al gaminama folija dialektriniams kondensatoriams. Jo lydiniai neisimagnetina, todėl vartojami rediotechnikoje. Al dengiami kiti metalai, kad nekoroduotų. Juo poliruojamas bei alituojamas plienas bei diuraliuminis. Al ir oksidatorių (pvz.: amonio nitratų) miltelių mišinys yra degi ir sprogi medžiaga. Vartojamas aliumotermijoje t.y. metalms redukuoti iš jų oksidų. Al jungiantis su O2 išsiskiria labai daug šilumos, todėl ši r-ja vartojama matalams suvirinti. Iš Al junginių vieni vertingiausių yra dirbtiniai rubinai, gaunami iš Al2O3 ir su chromo junginių priedų. Jie vartojami laikrodžių bei kitų mechanizmų guoliams gaminti. Al2(SO4)3 vartojamas kaip koaguliatas drumstam H2O valyti. Kalio - Al milteliai ore dega ryškia liepsna, todėl vartojami fototechnikoje. 30 Cu, JUODVARIO GAVIMAS IR JO RAFINAVIMAS ELEKTROLIZĖS BŪDU Žemės plutoje Cu yra 5,5*10-3%. Gryno Cu randama retai. Labiau paplitę jo junginiai. Cu įeina į daugelio mineralų sudėtį. Svarbiausi yra šie kalko piritas, Cu blizgis kupritas, malachitas, kronitas. Labiausiai paplitusios Cu rudos. Jose dažniausiai būna daug pirito. Cu gauti tinka rūdos, kuriose būna ne mažiau kaip 0,5% Cu. Sulfidinės rudos pirmiausia ore apdeginamos, kad pasišalintų juo daugiau S. Pridėjus fliusų pvz.: SiO2. Tuomet dalis Fe oksiduojasi Fe2O3, kuris su ? sudaro šlaką. Šis išplaukia į viršų, o apačioje kaupiasi šteinas. Jis toliau lydomas konvertoriuose į kuriuos pučiamas oras. O2 oksiduoja FeS ir dalį CuS2 iki oksidų. Fe2O3 su fliusu vėl sudaro šlaką, o CuO reguoja su likusiu CuS2 ir pasigamina juodasis Cu: CuS2+2CuO=6Cu+SO2. Juodasis Cu (98% gryno Cu) turi priemaišų, bloginančių jo mechanines bei elektrines savybes ir nemažai tauriųjų metalų (Ag, Au) visa tai atskiriame Cu rafinuojant elektrolizės būdu. Cu elektrolizės vonioje būna anodu, katodas - ploni gryno Cu lakštai. Elektrodas parūgštintas CuSO4 tirpalas. Leidžiant tam tikros įtampos el. srovę anodas tirpsta, o ant katodo sėda grynas Cu. Aktyvesni už Cu matalai Ni, Zn, Fe lieka tirpale, nes jų išlydžio potencialas neigiamesnis negu Cu. Mažiau aktyvūs metalai sėda į vonios dugną kaip anodinis dumblas. 31 Cu savybės ir panaudojimas technikoje Grynas Cu -rausvas, blizgantis, minkštas, kalus, tąsus sunkusis metalas. Cu geras el. ir šilumos laidininkas. Pagal laidumą jis užima 2-ą vietą po Ag. Cu standartinis potencialas yra teigiamas ir chemiškai jis neaktyvus. Drėgname ore Cu aptraukia žalia bazinio karbonato plevelė. Cu(OH)3 susidaro veikiant jo druskų tirpalus šarmais. Cu reguoja tik su stipriai oksiduojančiomis rūgštimis pvz.: su konc. H2SO4 ir su praskiesta HNO3: Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O; 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O. Cu priemaišos dažniausiai yra O, S, Bi, Pb ir Fe. Kuo daugiau Cu priemaišų, tuo blogesnis jo mechaninės savybės ir mažesnis atsparumas korozijai. Ypač kenksmingas O2, nes susidaręs CuO aptraukia Cu kristalus metalo viduje, todėl padidėja Cu trapumas. Bi - Cu kristalo paviršiuje sudaro lengvai lydų lydinį, todėl Cu būna neatsparus, kai jis karštai apdirbamas. Panašiai veikia ir Pb. S su Cu sudaro Cu ir CuS lydinį, todėl sumažėja Cu plastiškumas. Cu su fe priemaišomis būna geresnių mechaninių savybių, bet mažai laidus šilumai ir ne taip atsparus, nes netirpus korozijod produktas trukdo tolesniam korozijos procesui. Jei ore būna S junginių, tai Cu korozijos procesas suintensyvėja gėlame ir jūrų vandenyse Cu koroduoja tada kai H2O-e būna irtirpęs O ypač pavojingas yra H2O, kuriame yra ištirpusio NH3: 2Cu+O2+8NH3+2H2O=2[Cu(NH3)4](OH)2. Intensyvi Cu korozija vyksta aukštoje t0 kai terpėje yra Cl, Br, S garų, o ypač intensivi kai jį aukštoje t0 veikia H dujos. Jos redukuoja techniniame Cu esantį CuO. Susidarę H2O garai difunduoja į metalo paviršių ir ardo metalų kristalų jungtis, todėl Cu pasidaro trapus. Norint išvengti dujinės korozijos Cu legiaruojamas Mg, Al, Si. 32 MAŽO ELEKTROS LAIDUMO MEDŽIAGOS Puslaidininkai tai medžiagos, kurių elektrinis laidumas mažesnis užlaidininkų. Ši savybė būdinga Cl, Si, Se, Sn ir 3 grupės elementų junginiams su o grupės elementais. Šildomame ir švitinamame puslaidininkyje atsiranda laisvųjų el ir skylių. papildoma energija dėl kurios veikimo grynajame puslaidininkyje atsiranda laisvųjų krūvininkų vadinama puslaidininko aktyvacijos energija. Laisvųjų el. ir skylių koncentracija grynajame puslaidininke visada vienoda . Grynajį puslaidininkį įjungus į elektros grandinę elektrinio lauko jėgų veikiami laisvieji el juda prieš lauko kryptį , o skylės lauko kryptimi. Toks elektrinis laidumas vadinamas savuoju pakėlus temperatūrą didėja laisvųjų el ir skylių koncentracija vadinasi grynojo puslaidininkio elektrinis laidumas didėja, o varža mažėja. Taigi puslaidininkių varžos temperatūrinis koeficientas yra neigiamas todėl tokie puslaidininkiai yra naudojami automatinei elektros grandinių apsaugai bei temperatūrai apšvietimui matuoti. 33 BORAS IR BORATAI Boro žemės plutoje yra 3*10-4 % gamtoje dažniausiai randama poliboro rūgščių Ca ir Mg druskų, natrio titraborato ir kermito Boras iš junginių išskiriamas 4 būdais: 1) Jungiai redukuojami metalais aukštoje t B2O3+3Mg2B+3MgO 2BCl 3+3Zn2B + 3ZnCl2 2) elektrolizuojami boratų ir tetracchloro boratų lydiniai 8000 t 3) lakūs Boro junginiai redukuojami vandeniliu 2BBr3 + 3H2  2B + 6HBr Tai efektyvus labai gryno Boro gavimo būdas 4) termiškai skaiduomi Boro hibridai ir halogenidai žinoma 1 amorfinių ir daug kristalinių Boro modifikacijų jis diamagnetiškas ir blogas elektros laidininkas didinant t Boro laidumas didėja kristalinis Boras yra puslaidininkis aukštoje t Boras reaguoja su O, halogenais, S, N, Cv ir daugeliu metalų Boro atomai su nemetalais jungiasi kovalentine, su metališkaja,o kartais jonine jungtimi Boras tirpsta HNO3, H2SO4 ir šarmuose B + 3HNO3  H3BO3 + 3NO2 2B + H2SO4  2H3BO3 + 3SO2 2B + 2KOH + 2H2O  2KBO3 +3H2 Su nedeguoninėmis rūgštimis Boras nereaguoja kambario t Boras jungiasi Cl, o kaitinamas su kitais halogenais labai aukštoje t jis lėtai reaguoja su H2O garais susidaro Boro rūgštisb kaitinamas Boras sudega į oksidą tirpinamas H2O sudaro ortoboro arba boro rūgštį ji kaitinama virsta metaboro rūgštimi toliau tetraboro rūgštimi boro rūgštis tai balta kristalinė medžiaga šaltame HCl mažai tirpsta šildant tirpumas didėja tai silpna rūgštis neutralizuojant ją šarmais susidaro tetraboro rūgšties druskos, o neutralizuojant šarmų pertekliumi susidaro: 4H3BO3+ 2NaOH  Na2B4O7 + 7H2O H3BO3 + NaOH  NaBO2 + 2H2O Boro rūgščių druskos vadinamos boratais. H2O tirpūs tik šarminių metalų boratai svarbiausiais boratas yra boraksas boro dedama į plieną irį kai kurių spalvotų metalų lydinius pagerėja lydinių mechaninės savybės sumažėja grūdingumaas ir susidaro smulkesnė struktūra boro nitritų kietumas prilygsta deimanto kietumui jie vartojami kaip ugniai atsparios medžiaqgos ir elektros izoliatoriaiaukštoje t boro karbidai yra abrazyvinė medžiaga. Boraksas geras fliusas jis reikalingas metalams suvirinti be to vartojamas emalių lengvai lydžių glazūrų ir specialaus stiklo gamyboje. 34 ANGLIS IR JOS ALOTROPINĖS ATMAINOS. KARBIDAI IR JŲ KLASIFIKACIJA Anlis sudaro labai daug junginių, organinių anglies junginių yra apie 3mln.. Neorganiniu C junginių nedaug, bet jie gan paplite PVZ: Klintys, kreida, marmuras, dolomitas. Daug C yra akmens anlyse. Anglis turi 2 patvarius, ir 2 radiaktivius izotopus. Radioaktyvieji izotopai vartojami kaip žymietieji atomai. C sudaro 3 alotropines modifikacijas: Deimantas, grafitas ir karbinas.Grafitas ir deimantas randami gamtoje, karbinas (sintetinis). Deimantas - skaidrus mineralas, laidus šylumai, blogas elektrolaidininkas. Deimantas atsparus rugštims ir šarmams. Ore užsidega 800 t, o 2500 t virsta grafitu. Deimantui spalvą suteikia vienodai jame pasiskirste metalų oksidai. Brangus yra rusvi ir melsvi deimantai. Gelsvieji vertinami mažiau. Kaitinamas be oro 250 t ir kelių šimtų tūkstančių atm. Slegiuje gefitas virsta deimantu. Dažniausiai jis yra neskaidrus, ir vartojamas tik technikos reikalams :yra gežiama, šlyfuojama. Grafitas minkštas neskaidrus tamsus ir laidus elektrai. Stiprūs oksidatoriai Pvz.: HNO3 , H2SO4, ji oksiduoja iki CO2. Grafitui ir jo turinčioms medžiagoms budinga didelis mechaninis ir cheminis atsparumas kaitrai. mažas šiluminio pletimosi koeficientas, mažas tamprumo modulis ir geras laidumaas šilumai. Grafito stiprumas keliant temp. dideja. Grafito aukšta lydimosi temp. . Jis techmiškai ir mechaniškai patvarus todel daug jo suvatrtojama elektrinių krosnių, elektrodams elektrolizei, vonioms gaminti krosnims iškloti.. Grafitas vartojamas branduoliniuose reaktoriuose kaip neutronu lietiklis neaukštoje temp., grafitas minkštas todel jo milteliais tepamas trinties veikiamos detalės. Karbinas yra acetileno oksidacijos produktas tai puslaidininkiniu savybiu jiuodi milteliai. Anglis sudaro 2 oksidus CO ir CO2. CO yra smalkes kurios susidaro kai anglis arba jo junginiai dega trukstant deguonies arba leidžiant CO2 dujas pro ikaitinta anglį. CO2+C2CO. CO yra bekvapės ir bespalves ir mazai tirpios vandenyje dujos. CO jungiasi su kraujo hemoglobinu šis nebeprisijungia O2 ir organizmas apsinuodija. Su H2O, rugštimis, ir šarmais nereguoja ore dega melsva liepsna 2CO+O22CO2 . CO yra vertingas dujinis kuras ir ieina į generatoriu bei vandens duju sudėtį. CO - stiprus reduktorius. Jiuo metalai redukuojami iš rudų . Su Cl , CO sudaro nuodingas dujas fosgeno”?“ . Su kai kuriais metalais CO sudaro kompleksinius junginius karbonilus. Galutinis anglies degimo produktas yra CO2Tai bespalvės dujos. Jos 6MPa slegije ir kambario temp. minkšteja . Atšaldžius skysta CO2 gaunami i sniega panaši mase, sausas ledas vartojamas žemai temp. gauti. CO2 yra silpnas oksidatorius, oksiduoja tik aktyvius metalus. CO2+2Mg2MgO+C. CO2 vartojamas sodai gaminti maisto pramoneje plačiai taikomas technikoje . 35 Karbidai Tai metalų ir kai kuriu nemetalų junginiai. Su anglimi kuriuose anglies oksidacinžjos laipsnis būna nuo-1 iki -4. Karbidai gaunami taip: 1 aukštoje temp. metalų oksidai redukuojami anglimi. 2 Metanas redukuojamas aktyviais metalais. 3 Skystame amoniake metalai veikiami acetilenu. Pagal chemini lygties tipa ir savybes karbidai klasifikuojami į : joninius - druskinius, joninius - kovalentinius. Kovalentinius ir metalu karbidus. Šarminiai metalai. Cu bei Zn šeimos elementų metalai su anglimi sudaro joninius karbidus, kuriems budingos druskų savybės. Pagal tai koks angliavandenilis susidaro hidrolizes reakcijoje druskiniai karbidai skirstomi į metaninius, acetileninius, ir mišriuosius. Berilio ir aliuminio karbidai yra metaliniai, Ca2, Ba2, Zn2. Cl2 - acetilenidiniai, geležies ir mangano - mišrieji. Metalų karbidai gaunami aukštoje temp. redukuojant metalų oksidus anglimi. V2O5+7C2VC+5CO. Labai svarbus kalcio karbidas jis gaunamas anglimi redukuojant CaO CaO+3CCaC2+CO Iš šio karbido gaunamas acetilenas. CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2 . Kalcio karbidas vartolamas kalcio cianamido gamyboje. CaC2+N2CaCN2+C. Kalcio cianomidas yra azoto traša. Jam vandenyje lėtai hidrolizuojantis susidaro amoniakas. CaCN2+3H2O2NH3+CaCO3. Kovalentinis karbidas susidaro boras, silicis ir kiti memetalai . Šio silicio karbido vadinamo kardonatu ir boro karbidu kietumas prilygsta deimanto kietumui.. Jie yra chemiškai inertiški.. 1. KOROZIJOS RŪŠYS. CHEM. KOROZIJA DUJOSE IR NEELEKTROLITUOSE 2. ELEKTROCHEM KOROZIJA KOROZINIAI GALVANINIAI ELEMENTAI 3. ATMOSFERINĖ IR POŽEMINĖ KOROZIJA. METALŲ KOROZIJA DĖL GRUNTE KLAIDŽIOJANČIŲ EL. SROVIŲ 4. METALŲ APSAUGOS NUO KOROZIJOS BŪDAI 5. ALAVUOTOS IR CINKUOTOS Fe SKARDOS KOROZIJA. CINKUOTOS SKARDOS KOROZIJA 6. APSAUGINĖS, METALINĖS METALŲ JUNGINIŲ IR NEMETALINĖS DANGOS 7. METALINIŲ DANGŲ GAVIMO BŪDAI 8. METALŲ LEGIRAVIMAS ELEKTROCHEM APSAUGA 9. DEPOLIARIZATORIAI IR INHIBITORIAI 10. ELEKTROCHEMINIAI PROCESAI ANT ELEKTRODŲ 11. ELKTROLIZERIS Al GAUTI 12. Al KOROZINIS ATSPARUMAS IR JO PADIDINIMO BŪDAI 13. Al PANAUDOJIMAS TECHNIKOJE 14. Cu, JUODVARIO GAVIMAS IR JO RAFINAVIMAS ELEKTROLIZĖS BŪDU 15. Cu savybės ir panaudojimas technikoje 16. MAŽO ELEKTROS LAIDUMO MEDŽIAGOS 17. BORAS IR BORATAI 18. ANGLIS IR JOS ALOTROPINĖS ATMAINOS. KARBIDAI IR JŲ KLASIFIKACIJA 19. Karbidai 20. ALAVAS 21. ŠVINAS 22. SIDABRAS 23. AUKSAS 24. CINKAS 25. GYVSIDABRIS 26. PLATINA 27. KOBALTAS 28. VOLFRAMAS 29. TITANAS 30. GELEŽIS 31. LANTANOIDAI AKTINOIDAI 32. POLIMERIZACIJA POLIKONDENSACIJA 33. KOPOLIMERIZ. KOPOLIKONDENS. 1. KOROZIJOS RŪŠYS. CHEM. KOROZIJA DUJOSE IR NEELEKTROLITUOSE Korozija gali būti apibūdinta kaip metalų ir jų lidinių irimas dėl aplinkos poveikio t.y. savaimingas termodinamine prasme spontaniškas procesas daugeliu atveju nereikalaujantis energijos iš išorės. Metalų paviršiaus mechaninis irimas pvz.: dėl trinties vadinamas metalų eroziaja. Visi korozijos reiškiniai gali būti suskirstyti į 2 stambias grupes: į cheminę ir elektrocheminę koroziją. Pagal metalo pažeidimų pobūdį korozija skirstoma į ištisinę ir vientisinę. Ištisinė korozija vyksta visame matalo paviršiuje. Ji skirstoma į tolygiąsias t.y. jos greitis visame metalo paviršiuje yra vienodas ir nrtolygų – jos greitis atskiruose paviršiaus vietose yra skirtingas ir suaktyvėja, kai yra kuris nors vienas lydynio komponenetas. Vietinė korozija apima kai kuriuos matalo paviršiaus plotelius. Ji skirstoma į dėmėtąją – tai nedidelės dėmės kai kuriuose paviršiaus vietose ir židininę – kai susidaro duobutės iš kurių gali susiformuoti skylės. Vidinis irimas prasideda metalo paviršiuje, vėliau plinta gylyn, todėl korozijos produktai kaupiasi metale ir išsipučia bei išsisluoksniuoja. Tarpkristalinis irimo procesas vyksta kristalo sąlyčio vietoje. Šios rūšies korozija yra viena pavojingiausių, nes jai vykstant metalinė konstrukcija yra viena pavojingiausių, nes jai vyjstant metalinė konstrukcija iš išorės atrodo nepakitusi, o iš tikrųjų metalas praranda stiprumą ir plasitiškumą. Viena dažniausių chem. chem. korozijos rušių yra dujinė korozija. Tai yra metalų irimas dėl jų saveikos su dujomis arba aru aukštoje ir rečiau žemoje t0. Dėl dujines korozijos ira koriklo armatūra, vidaus degimo varikliai bei kiti irengimai. Ji gali vykti kalant, štampuojant, valcuojant metalus aukštoje t0 . Dujinės korozijos intensyvumas priklauso nuo metalo savybių, lydynio sudėties, t0 , dujų veiksmo trukmės, korozijos produktų savybių. Dažniausiai dujinės korozijos priežastis metalo saveika su oro O. Dėl šios saveikos metalo paviršiuje susidaro oksidų plėvelės. Oksidų plėvėlė pasyvuoja metalo paviršių, todėl kartais joms susidarius metalų korozijos greitis gerokai sumažėja. Plienas ir ketus kaitinami ore arba veikiami kuro degimo ptroduktų oksiduojasi. Ypač stipriai jie oksiduojasi aukštesnėje kaip 870K t0 , oksiduotas paviršius būna aptrauktas degenomis. Degenų sudėtis priklauso nuo t0 . Plieno paviršiuje 290-670K t0 susidaro degenų plėvelė, susidedanti iš Fe2O3. 670-850K prie metalų susidaro megnetito posluoksnis. 850-1000K t0 atsiranda dar vienas posluoksnis FeO. Plienas ir ketus ypač intensyviai koroduoja, kai dujose yra O ir S junginių. Prisotintame vendens garų ore plieno korozijos greitis būna 2-3 kartus didesnis negu sausame ore. Korozija ypač intensyvi kai plieną veikia kuro degimo produktuose esantis vanadis. Pelenai, kuriuose būna V2O5 prilimpa prie metalo ir labai paspartina oksidacijos procesą. Aukštesnėje t0 jis sukelia tarpsluoksninę koroziją. Aukštesnėje kaip 900K t0 kartu plieno arba ketaus oksidacija vyksta dekorbanizacijos procesas t.y. laipsniškas anglies kiekio mažėjimas. Fe3C+O23Fe+CO2; Fe3C+CO23Fe+2CO; Fe3C+H2O3Fe+CO+H2. Dėl to mažėja metalo stiprumas ir atsparumas dilimui. Dekorbanizacijos procesas sulėtėja pridėjus į plieną Al, W, Mn, Cr. Al ir Cr sudaro apsaugines oksidų plėveles, o esant W ir Mn sulėtėja C difuzijos į metalų paviršių procesas. Metalų koroziją gali sukelti įvairūs neelektrolitai pvz.: skystas Br, išlyduta S, organiniai skysčiai, nafta ir distiliacijos procesai. Skystas Br reguoja su daugeliu metalų kambario t0 labai stipriai jis ardo anglinį plieną ir Ti. Išlydyta S ardo beveik visus metalus, silpniau Ti, Al, anglinį plieną. 2. ELEKTROCHEM. KOROZIJA. KOROZINIAI GALVANINIAI ELEMENTAI Elektrochem. korozija tai metalų irimas el. srovei laidžioje aplinkoje. Šiuo atveju metalų paviršiuje susidaro koroziniai galvaniniai elementai. Tokia korozija vyksta drėgnoje atmosferoje, jūros H2O, grunte, rūgščių, šarmų ir druskų tirpaluose. Grini metalai beveik nekoroduoja, bet jie labai retai vartojami. Paprastai metaluose yra kitų metalų, nemetalų ir oksidų priemaišų negriname metale, kurį veikia elektrolitas, susidaro daugybė mikrogalvaninių elementų. Katodu juose būna pasyvesnis metalas, anodu aktyvesnis - jis koroduoja ir tirpsta. Koroziniame - galvaniniame elementeeanodas liečiasi su katosu, todėl jie yra trumpai sujungti ir nuolatos veikia. Elektrochem. metal. kor. sudaro 3 pagr. procesai: 1. Anodinis procesas t.y. hidratuotų metalų jonų elektrolite bei elektronų anodiniuose ploteliuose susidarymas. 2. Elektronų tekėjimas metale iš anodinių į katodinius plotelius ir anijonų bei katijonų maišymasis tirpale. Katodinis procesas t.y. katodinių plotelių elktronų jungimasis su tirpale wsančiai depoliarizatoriais. Depoliar. tai jonai, atomai ir molekulės, prisijungiantys elektronus. Veikiant koroziniam galvaniniam elementui yra aktyvesnis metalas t.y. kurio elektrodo potencialas neigiamesnis. Metalų paviršiuje kondensuojantis H2O garams susidaro H2O sluoksnis, kuriame tirpsta įvairios dujos, druskos ir susidaro elektrolitas. Fe yra aktyvesnė ji bus anodu ir katoduos FeFe2++2e. Katodu bus Cu, jo paviršiuje susikaupę elektronai jungsis su tirpale esančiu O: O2+2H2O+4e4OH-. O veikia kaip depoliarizatorius, Fe dvivalentės su hidroksilo jonais, susidaro Fe(OH)2, veikiamos oro O Fe(OH)2 oksiduojasi: 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3. 3. ATMOSFERINĖ IR POŽEMINĖ KOROZIJA. MATALŲ KOROZIJA DĖL GRUNTE KLAIDŽIOJANČIŲ EL. SROVIŲ Atmosferinė metalų korozija - tai elektrochem. korozija metalų paviršiuje, kur susijoncentruoja H2O garai. Jos greitis prikl. nuo oro drėgmės. Kuo daugiau drėgmės, tuo daugiau jos adsorbuojama metalo paviršiuje. H2O sluoksnysje ištirpus dujoms bei įv. priemaišoms susidaro elektrolitas. atmosferinės korozijos greitis prikl. nuo elektrolito sudėties, oro užterštumo ir teršalų savybių. Labai intensyviai metalai koroduoja kur oras užterštas SO2, kuri susidaro degant kurui. Tokiame ore neatsparus korozijai anglies plienas, Al, Cu, bei jų lydiniai. Atmosferos korozijos greičiui daug įtakos turi korozijos produktų hidroskopiškumas it t0 pokyčiai Kylant t0 korozija intensyvėja. Požeminė metalų korozija tai į gruntą įkastų vamzdžių, kabelių rezervuarų ir kitų įrenginių korozija. Dėl šios korozijos grumste esančiame metale atsiranda skylės. Požeminė korozija vyksta dėl nevienodos grunto sudėties ir sandaros, drėgmės ir klaidžiojančių srovių. Korozijos greitis būna didžiausias kai grunto drėgmė 15-20%. Gruntas, kuriame drėgmė didesnė mažiau laidus orui blogesnės sąlygos O defunduoti prie metalo, todėl korozija lėtesnė. Gruntai skirstomi į mažo, normalaus, didesnio, didelio ir labai didelio korozinio aktyvumo. Grunto korozinis aktyvumas matuojamas laiku per kurį požeminiame įrenginyje susidaro kairioji skylė. Mikroorganizmai, sukeliantys požeminę metalų korozija yra bakterijos, redukuojančios sulfatus į sulfidus, Fe ir Hg naudojančios bakterijos ir bakterijos oksiduojančios H2S į S ir H2SO4, kurį sukelia intensyvią plieninių vamzdžius korozija, todėl nepatartina detalių jungti medžiagomis, kurių sudėtyje yra S turinčių elementų. Klaidžiojančiomis vadinamos srovės, sklindančios iš įv. el. šaltinių ir tekančios gruntu bei požeminiai įrenginiai. Intensyviausią koroziją sukelia nuolatinė srovė. Klaidžiojančių srovių šaltiniai yra įv. įžeminimai, suvirinimo elektra prietaisai. Ypač pavojingos yra nuo tramvajų ir elektrinių traukinių bėgių nutekančios srovės. Klaid. srovės gali sukelti gelžbetonio koroziją ypač jei betone yra chlorido. Gelžbetonyje, kurį veikia šios srovės prie geležies armatūros atsiranda plyšių. Šioje zonoje susidaro hidratuotų Fe oksidų, kurių V dukart didesnis negu Fe V, todėl betone susidaro įtempiniai ir jis suyra. 4. METALŲ APSAUGOS NUO KOROZIJOS BŪDAI Svarbiausi apsaugos nuo korozijos būdai yra šie: liagiravimas, apsauginės dangos, korozinės aplinkos agresyvumo mažinimas, elektrochem. apsauga ir kitos. Pakeitus metalo sudėtį t.y. liagiravus jį spec. priedais. Padidėja pagrindinio metalo, dažniausiai Fe, atsparumas korozijai. Nerudyjančiam plienui budinga vienalytė struktūra. Jame dažniausiai būna 12% chromo ir 8% Ni (80% Fe). Dėl vienalytės struktūros paviršių dengenčios oksidų plėvelės šie lydiniai yra atsparūs korozijai. Be Ni ir chromo plienas regeruojamas Ti, W, Mn ir kitais. Chem. danga susidaro paveikus metalą oksidatoriais (konc H2SO4, kitais konc. šarmų tirpalais, kuriose yra oksidatorių). Metalinės dangos sudaromos iš kito, korozijao atsparesnio, metalo. Šios apsauginės dangos būna anodinės, kai dengenčiojo metalo elektrodo potencialas neigiamesnis nei dengiamojo ir kotodinis kai dengiamčiojo metalo elektrodo potencialas didesnis nei neigiamojo pvz.: Fe katodinė danga gali būti sudaroma iš Sn. Sn yra atsparus korozijai ir saugo Fe tol, kol jo sluoksnis yra ištisinis. Pažeidus Sn apsauginį sluoksnį, atidengtos vietos saveikauja su elektro, gali būti grėgnu oru, ištirpusiu H2O ir kitomis dujomis, susidaro galvaninis elementas, kuriame katodu yra pasyvesnis metalas, o anodu aktyvesnis Fe. Fe koroduoja t.y. tirpsdta. Jos jonai pereina į tirpalą Fe atiduoti elektronai teka į Sn ir jo paviršiuje išsielektrina H joani, skiriasi laisvas H. Ant a: Fe-2e=Fe2+ k: 2H++2e=H2. 5. ALAVUOTOS IR CINKUOTOS Fe SKARDOS KOROZIJA. CINKUOTOS SKARDOS KOROZIJA Anodinė danga padengta yra pvz.: cinkuota Fe. Pažeidus apsauginį Zn sluoksnį, susidaro galvaninis elementas. Jame anodu yra aktyvesnis Zn, katodu pasyvesnė Fe. Šiuo atveju koroduoja t.y. tirpsta Zn, jo jonai pereina į tirpalą. Zn atiduoti elektronai teka į Fe ir jos paviršiuje išelektrina H jonus. Fe bus apsaugota tol, kol neištirpęs Zn. Vyksta šie procesai a: Zn-2eZn2+; k: 2H++2eH2. Organinės dangos sudaromos iš plastmasės, gumos, lako. Protektorinė apsauga sudaroma sujungus metalą, esantį elektrolito tirpale su specialiu anodu - protektoriumi (tai gali būti Zn, Mg lydiniai). ? tirpsta, todėl metalo konstrukcijos nekoroduoja. Medžiagos, lėtinančios metalo koroziją vadinamos korozijos inchibibitoriais. Vieni inchibitoriai elektrolito tirpale pakeičia metalo elektrodo potencialą t.y. parodo jį teigiamesnį, kiti sujungia koroziją sužadinančias medžiagas arba trukdo joms susidaryti. 3-I adsorbuojami metalo paviršiuje t.y. sudaro plėvelę, kuri izoliuoja metalą nuo agresyvios aplinkos. Pramonėje plačiai vartojami inchibitoriai rudims ir nuoviroms nuo metalo paviršiaus šaliti. Švarus metalo paviršius adsorbuoja inchibitorių, o rudys ir nuoviros jo neadsorbuoja, todėl tirpsta. Svarbiausi neorganiniai inchibitoriai yra silikatai, fosfatai, chromatai ir nitratai. Organiniai - karbamidas, urotropinas, gliukozė, želatina. 6. APSAUGINĖS, METALINĖS METALŲ JUNGINIŲ IR NEMETALINĖS DANGOS Metalams apsaugoti nuo korozijos dažniausiai sudaromos apsauginės dangos, jos būna metalinės (Al, Cd, Cr, Cu, Ni, Zn, Pb) metalų junginių: oksidų, chromatų, fosfatų ir nemetalinės : tirpalų, lakų, dažų, dervų, gumos, cemento, emalių ir keraminės. Apsauginės dangos sudaromos ant gerai nuvalytų matalų paviršių. Metalinės dangos skirstomos į anodines ir katodines. Anodinė gaunama padengus metalinį dirbinį aktyvesniu metalu. Tokia danga saugo metalą mechaniškai, nes izoliuoja dangą, koroduoja aktyvesnis metalas. Anodinė danga sudaroma iš Zn, Cd ir Mn. katodinės dangos gaunamos padengus metalą mažiau aktyviu metalu. Tokios dangos metalą saugo tik mechaniškai. Jas sužalojus koroduoja padengtasis metalas. Katodinės dangos blizga, gražios, todėl dažniausiai sudaromos kaip dekoratyvinės. Metalų junginių dangoms gauti metalo paviršiuje vykdomos chem. r-jos. Svarbiausi šių dangų gavimo būdai yra oksidavimas ir fosfavimas. Oksidavimo būdu matalo paviršiuje sudaromas atsparus korozijai metalų oksidų sluoksnis. Oksiduojama terminiu, gariniu, cheminiu ir elektrocheminiu būdais. Terminio oksidavimo būdas dažniausiai taikomas plienui. Gaminiai aptepami asfaltiniu arba aliejiniu laku ir katinami, kol susidaro Fe3O4 plevelė. Po to atšaldomi mineralinėje alyvoje. Cheminio oksidavimo arba juodinimo būdas dažniausiai taikomas juodiesiems ir kai kuriems spalvotiems metalams. Chem. būdu plienas oksiduojamas oksiduojančiuose tirpaluose pvz.: tirpale, kuriame ištirpinta 800 g litre NaOH, 50 g litre NaNO3 ir 200 g litre NaNO2. Cu ir jo lydiniai oksiduojami šarmų ir persulfatų tirpale. R-jos metu susidaro O, reikalingas Cu oksiduoti K2S2O8+2NaOH=K2SO4+Na2SO4+O+H2O. Elektrochemiškai oksiduojama elektrolizės būdu. Dažniausiai oksiduojamas Al paviršius. Sausame ore Al ir jo lydiniai pasidengia oksido plėvele. Dėl jos sumažėja Al aktyvumas t.y. jis pasyvuojasi. Ši plėvelė labai plona ir nepakankamai apsaugo Al nuo korozijos. Storesnei Al2O3 plėvelei gauti Al oksiduojamas. Šiam tikslui vartojami rūštūs arba neutralūs elektrolitai ir nuolatinė bei kintamoji srovė. Naudojant nuolatinę srovę Al dirbinys elektrolizės vonioje sujungiamas su el. šaltinio teigiamuoju poliumi ir būna anodu. Katodas yra Al arba Pb. Jų paviršiuje skiriasi H. Al2O3 plėvelė susidaro vykstant prie anodo tokiai r-jai: 2Al+3H2O = Al2O3+6H++6C. Naudojant kintamąją srovę pakaitomis vyksta 2 procesai: Al oksidavimas ir jo oksido redukavimas išsiskiriančiu H. Kadangi redukcijos procesas daug lėtesnis negu Al2O3 susidarymo r-ja, tai gaunama tam tikro storio plėvelė. Al2O3 plėvelės labai kietos, purios jos gerai sukimba su Al ir dažais, todėl Al2O3 plėvelės naudojamos kaip dažų dangos pasluoksnis. Fosfavimas - tai metalų paviršiaus dengimas fosfatų plėvele. Tokia plėvelė saugo plieną nuo korozijos ne itin agresyvioje aplinkoje (dažniausiai nuo atmosferinės korozijos). Tam tikslui gaminiai merkiami į 370K ir 3% konc. Mn divandenilio fosfato tirpalą Mn(H2PO4)2 = Mn2++2H2PO4-; H2PO4-=H++HPO42-; HPO42-=H++PO43- (H jonai oksiduoja Fe); Fe +2H+ = Fe2++H2. PO43+ jonai su Fe ir Mn jonais sudaro sunkiai tirpius fosfatus. Šie junginiai yra juodos spalvos ir sudaro fosfatinę plėvelę. Nemetalinės dangos skirstomos į neorganines ir organines. Neorganinės dangos - tai emalis, cementų ir keraminių plytelių dangos. Emaliai būna papratieji ir atsparūs kaitrai. Paprastą emalio dangą sudaro metalinių dirbinių paviršiuje išlydyti kai kurie mineraliniai junginiai - tai Boro silikatinis stiklas, koroksas, kriolitas ir kiti. Emaliai dažniausiai dengiami plieno, ketaus, Cu, žalvario ir Al dirbiniai. Emalių trūkumas tas, kad jie trapūs ir trūkinėja nuo kaitros. Kaitrai atsparūs emaliai netrūkinėja iki 1300K t0. Metalinėms keramikinėms dangoms gauti į oksidus arba sunkiai lydžius junginius pridedama metalų. Oksidai su metalų priemaiša yra plastiškesni, laidesni šilumai ir ne taip trapūs. Iš cementinių dangų dažniausiai vartojamos portland cemento dangos. Jos pigios, lengvai remontuojamos. Cementu dengiami plieniniai ir ketiniai vandentiekio vamzdžiai, naftos ir chem medžiagų rezervuarai, metaliniai įrenginiai jūros ir vandeninų vandenyse. Cementinės dangos neatsparios smūgiams ir staigiems t0 pokyčiams. Organinės dangos sudaromos iš tirpalų, lakų, emalinių dažų, dervos ir gumos. Tepalai - tai paprasčiausia danga. Jais metalai nuo korozijos apsaugomi tik laikinai. Vartojami mineraliniai, parafino tepalai, vazalinas ar bitumas. Lakai - tai džiūstančiųjų aliejų, dervų arba celiuliozės esterių koloidai, lakiuose organiniuose tirpaluose. Emaliniai dažai - tai neorganinių pigmentų (Pb, Zn, Fe oksidų, Al miltelių, suodžių) suspensijų, plėveles sudarančiuose organiniuose skysčiuose į emalinius dažus dar dedama medžiagų, didinačių dažų plėvelės stiprumą ir silikatų, kad greičiau plėvelė suketėtų. Dervų dangos labai atsparios korozijai. Jomis galima apsaugoti metalo įrenginius juros H2O. Šios dangos sudaromos iš asfalto, bitumo, fermaldehidinių, eboksidinių ir siličio dervų. Labai dažnai metalai padengiami guma arba ebonitu. Gumuojamas plienas, ketus, Sn ir Zn paviršius. Metalo paviršius apklojamas lakštais, o kad vieni su kitais gerai sukibtų vulkanizuojama. 7. METALINIŲ DANGŲ GAVIMO BŪDAI Metalo dangos sudarymo būdai yra: galvonosteginis, cheminis nusodinimas, termodifuzinis, metalavimas, mechaninis - terminis arba polirevimas. Chem. nusodinimas - tai metalo jonų redukavimas be el. srovės. Šiuo būdu dažniausiai sudaromos Ni dangos. Dangai gauti Ni jonai redukuojami Na arba K hipofosfatu. Tokia danga neakyta, o pakaitinta iki 870K būna tokia pat kieta kaip chromo danga, be to atspari korozijai. Termodifuzinis būdas grindžiamas apsaugine metalo difuzija: į dengiamąjį metalą aukštoje t0 .Termodifuzinės dangos gan atsparios korozijai ir dilimui. Plieno gaminiai dažniausiai saugomi Al ir chromo dangomis. Termodif. danga gaunama gaminį aukštoje t0 kaitinant be oro su apsauginio metalo milteliais. Kad aukštoje t0 nesukeptų į metalo miltelius dedama jo oksidų, o difuzijai suintensyvinti - halogenidų. Metalavimo būdas - tai išlydyto metalo išpurškimas su slėgtu oru ant dengiamojo paviršiaus. Šiuo būdu dengiami metalų, medienos, betono, keramikos dirbiniai. Dažniausiai metaluojimi Zn, Al, Cu - anglimi ir nerudyjančiu plienu. Metalavimo būdu sudarytos dangos būna akytos, jos gana silpnai sukimba su metalu. Būna didelių apsauginio metalo nuostolių. Karštuoju būdu metalinės dangos gaunamos įmerkus dirbinį į išlydytą metalą. Išlydytam metalui nuo oksidacijos apsaugoti ir oksido plevelei nuo dirbinio paviršiaus pašalinti išlydyto metalo paviršius padengiamas plieno sluoksniu. Apsauginio metalo lydymos t0 turi būti daug žemesnė negu dengiamojo metalo. Mechaninis terminis būdas arba poliravimas - kai dengiamojo metalo paviršius karštojo valcavimo arba presavimo būdu padengiamas apsauginio metalo lakštais. Taip vienas prie kito pripaustų abiejų metalų vyksta difuzija, todėl abu metalai sukimba. Korozijai neatsparus diuraliuminis poliruojamas grynu Al, anglies plienas poliruojamas Ni. Iš poliruoto plieno gaunama chem. aparatūra. 8. METALŲ LEGIARAVIMAS. ELEKTROCHEMINĖ APSAUGA Metalai legiaruojami kitais metalais ir nemetalais. legeruojančiųjųjų priedų vaidmuo labai įvairus. vieni jų sudaro lydynio paviršiuje apsauginę plėvelę, padidina katodinio proceso poliarizaciją arba mažina lydinių anodinį aktyvumą pvz.: Cu legiaruojamas Au, plienas - lengvai pasyvuojamas chromu arba Si. Dujinei korozijai atspariausi legiaruotieji metalai. Svarbiausias komponentas, suteikiantis plienui atsparumui oksidacijai yra Cr. Ypač patvarūs aukštoje t0 plienai, kurių sudėtyje yra Al. Legiaruojančiųjų plienų veikimas aiškinamas įvairiai: lydinčiojo komponento jonai aptenka į metalo oksido gardelę ir pakeičia joje jonų arba atomų dįfuzijos greitį. Legiaruojantysis komponentas sudaro apsauginį oksidą, lėtinantį metalo oksidaciją. L-juontysis komponentas su metalu sudaro dvigubus mišrius oksidus, pasižyminčiomis geromis antikorozinėmis savybėmis. korozijai neatsparus metalas, leiruotas atsparesniu metalu apsauginių savybių įgija tik tada kai yra tam tikras komponentų santykis. Dvikomponenčiams šis dėsningumas nusakomas Tamano taisykle (n/8): jei mažai atsparų korozinei aplinkai A metalą pridedami korozijai atsparaus B sudaro vis didesni kiekiai ir jei A ir B metalai sudaro kelektą jietųjų tirpalų tai apsauginės savybės gerėja ne palaisniui, o šuoliais. Apsauginės savybės pagerėja kai legiaruojančiųjų komponentų kiekį sudaro 1/8; 2/8; n/8. Čia n - sveikas skaičius t.y. apsauginės savybės atsiranda kai l-juonačiojo komponento yra 12,5; 25 ir t.t. mol. %. Šios l-ruojančiojo metalo konc. vadinamos atsparumo ribomis. Kuo agresyvesnė aplinka, tuo aukštesnė turi būti atsparumo riba. Elektrocheminė apsuaga ir protektorinė elektroninė. Prot. apsuaga ir sudaroma sujungus metalinį dirbinį su aktyvesniu metalu protektoriumi. Protektoriaus metalas yra ir jis koroduoja, o dirbinys yra katodas. Prot. apsauga taikoma laivų sraigtams, požeminiams kabeliams, vamzdžims. Protektorių dažnai aptraukia netirpus korozijos produktai, todėl jis pradeda silpniau tirpti. Todėl tarp grunto ir protektoriaus sudaroma aplinka, didinati protektoriaus aktyvumą. Kaip protektoriai dažniausiai vartojami Mg, Zn, rečiau Al. Kad būtų aktyvesnis protektorius padengiamas molio, gipso, Na2SO4 mišiniais. Elektrinė apsauga. Nuolatinės srovės šaltinio neigiamasis polius sujungiamas su saugomuoju objektu - jis tampa katodu, o teigiamasis polis su pagalbiniu anodu (dažniausiai metalo laužu) ir aplink jį palaikoma drėgna aplinka. Tekant tam tikro stiprumo el. srovei tirpsta anodas, o katodas ne. Elektriniu būdu saugomi izoliuoti vamzdynai, uostuose laivai, garo katilai. El. apsauga netinka Al, kadangi įjungus srovę Al paviršiuje ima skirtis H jis redukuoja apsauginį Al2O3 sluoksnį, todėl prasiseda Al korozija. 9. DEPOLIARIZATORIAI IR INHIBITORIAI Depol. - ištirpę O ir H jonai. Juos pašalinus korozija sulėtėja. O pasišalina šildant H2O arba tirpalus, prapučiant pro H2O inertines dujas be to O galima sujungti chemiškai Na2SO3, N2H4*H2O ir kitomis medžiagomis. Inhibitoriai tai medžiagos, kurių labai maži kiekiai pridėti į agresyvią aplinką labai sumažina arba visai sustabdo metalo koroziją. Inhibitorių veikimas priklauso nuo metalo savybių, korozinės aplinkos ir korozijos sąlygų. Inhibitoriai metalo paviršiuje arba adsorbuojami arba su metalu sureguoja sudarydami apsaugines plėveles. Inhibitorių veikimo intensyvumą apibūdina korozijos lėtėjimo koeficientas  ir apsauginis z : =i/i’, z=(i-i’)*100%/I kur i korozijos greitis be inchibitorių, i’ korozijos greitis pridėjus inch. Koroz. greitis reiškiamas ištirpusio metalo gramais nuo 1 m2 jo paviršiaus per valandą. Pagal tai, kokį korozijos procesą lėtina inchib skirstomi į: anodinius, katodinius, bendrojo veikimo ir atmosferinius. Anodiniai inchib tai medžiagos turinčios oksidacinių sąvybių. Esant jų sumažėja met jonizacijos greitis. Jie gali sudaryti apsauginę oksidų plėvelę ir tada sumažėja A paviršius. Šiuo atveju korozija gali suintensyvėti. Tai atsitinka tada, kai anodinis paviršius sumažėja daugiau negu korozinės srovės stiprumas. Todėl anodiniai inchib skirstomi į pavojingus ir ne. prie pavojingų priskiriama vandenilio peroksidas. Jis lėtina koroziją tik tada kai jo konc didelė ir kai korozinėje aplikoje nėra depoliarizatorių t.y. Cl, Br jonų. Nedidelės konc. H2O2 anodo paviršių pasyvuoja, tačiau jam skylant skiriasi O, o jis lengvai prisijungiamas el ant katodinių plokštelių, skatina katodinių korozinį procesą. Prie nepavojingų inchibitorių priskiriami nitratai ir nitritai, kurie pasyvuoja met paviršių. Nitritai dažnai vartojami plieno ir ketaus koroz lėtinti. Katodiniai inchib lėtina katod procesą. Jie ne taip efektingi kaip anodiniai. Kai kurie katodiniai inchibitoriai sumažina katodo paviršių. Toks inchib yra CaCO3. Pašarmėjus tirpalui CaCO3 nusėda metalo paviršiuje ir jį izoliuoja nuo elektrolito, todėl kietame H2O plienas koroduoja silpniau. Rugščiuose tirp. Kaip onchib. vartojamos organinės medžiagos, dervos. Šios medžiagos met paviršiuje sudaro plėveles atskiriančias agresyvią aplinką nuo metalo. Organiniai inchib vartojami ėsidinant met paviršių, valant rūgštines rūdas nuo met ir šalinant nuoviras iš garo katilų. Švarus met paviršius adsorbuoja inchib, o rūdys ir nuoviros neadsorbuoja. Tada rūdys ir nuoviros tirpsta, o met ne. 3. Bendrojo veikimo inchib tai chromatai ir dichromatai. Jie pasyvuoja anodinius plotelius ir jo depoliarizatoriai. Jie vartojami kaip plieno ir ketaus koroz lėtikliai 4. Kaip atmosferinės koroz inchib vartojami lakūs ir kontaktiniai tirpalai. Lakūs inchib tai lengvai garuojančios ir H2O gerai tirpstančios medžiagos. Jų garų įleidžiama į sandėlius, laivų triumus. Metale koroz nevyksta tol, kol supa inchib garai. Kontaktiniai inchib veikia tiktai metalą ir inchibitoriaus lietimosi vietą. Kontaktinis inchibt yra NaNO2. Jo tirpalu sudrėkinami dirbiniai. Tirp. išdžiuvus, dirbinio paviršiuje lieka plonas NaNO3 sluoksnis kristalų, kuris nuolatos atnaujina oksido plėvelę met paviršiuje. 10. ELEKTROCHEMINIAI PROCESAI ANT ELEKTRODŲ Al yra labiausiai paplitęs metalų. Žemės plutoje 8.3% masės sudaro. Jis įeina į daugelį mineralų - apie 250. Iš jų daugiausia į aliumosilikatų sudėtį. Svarbūs Al mineralai yra kriolitas, berilas, boksitas. Randama ir gryno Al oksido mineralo - korunido. Tai viena kiečiausių medžiagų, vartojama kaip abrazyvas. Metalinio Al gamyba susideda iš 2 stadijų: a. Boksidų ekstrakcijos, gryninimo, dechidracijos.b al oksido, ištirpinto kriolito, elektrolizės. Neapdoroti boksitai Al gauti netinka, nes užteršti priemaišomis. Kad išsiskirtų grynas Al oksidas, boksitai apdeginami, paskui lydomi su soda. Al2O3 + Na2CO3=2NaAlO2+CO2. Tirpinant gautą NaAlO2 lydalą vandenyje išsiskiria talio hidroksido nuosedos ir kitos priemaišos. Po to gaminamas grynas Al(OH)3. Al(OH)3 iškaitinamas 1200 C t0 . elektrolizė vykdoma 940-980 C t0 grafitu išklotoje vonioje, kuri yra katodas, oA yra C stripeliai. 11. ELKTROLIZERIS Al GAUTI Al gaunamas elektrolizės būdu iš 6-8 % Al2O3 ir 92-94% kriolito. Kad būtų žemesnė lydymosi t0 ir geriau vyktų elektrol. procesas dedama chloridų (CaCl2, MgCl2, AlCl). Išlyditas Al2O3 disocijuoja į jonus Al2O3Al3++AlO33-. Elektrodų paviršiuje skiriasi Al ir O, nes jų išlydžių potencialai mažesni negu Na ir Cl jonų: A:2AlO33--6e= Al2O3+3O; K: Al3++3e=Al. Anodas daromas iš grafito, todėl išsiskyręs O su juo reguoja ir susidaro CO2 ir CO. Elektrolizės vonios dugne kaupiasi Al jis periodiškai išleidžiamas ir toliau rafinuojamas t.y. šalinamos priemaišos ir ištirpusios dujos. Al yra žemos lydimosi t0, palyginus minkštas, labai mažos elektrinės varžos metalas. Grynas Al yra sidabriškai baltos spalvos, nenuodingas, antras pagal kalumą po Au ir į pagal elastiškumą. 12. Al KOROZINIS ATSPARUMAS IR JO PADIDINIMO BŪDAI Al atsparus korozijai, nes savaime pasyvuojasi t.y. jo paviršiuje susidaro vientisa, gerai sukibusi su paviršiumi Al oksido plėvelė. Norint padidinti Al korozinį atsparumą jis lydomas su daugeliu metalų (Cu, Mn, Zn, N, Fe, Ti ir su kai kuriais nemetalais pvz Si). Priedai sudaro iki 20% Al lydinio. Al anodiškai oksiduojamas 15-20% konc. H2SO4 tirpale: 2Al+3H2O-6e= Al2O3+6H+. Pasyvuoto Al potencialas yra 1V teigiamesnis negu jo standartinis. Rugščiuose tirpaluose, kai pH10 plevelės suįra ir prasideda intensyvi Al korozija. Al labai atsparus korozijai sausame ir drėgname ore, agresyvių dujų, upių, vandentiekio vandenyje oksiduojančiųjų druskų pvz.: NO3, chromatų, dichromatų terpėje jo atsparumas korozijai  nuo paviršiaus apdirbimo. Poliruotas ir šlifuotas Al atsparus korozijai. Al lydynių atsparumas korozijai mažesnis negu gryno Al. Atsparumas korozijai labai  nuo priemaišų. Ypač kenksmingos priemaišos tų metalų, kurių potencialas teigiamesnis negu Al pvz.: Fe ir Cu. Al lydinyje Fe turi būti nedaugiau kaip 0,01%, o Cu 0,1%. Kai jo daugiau susidaro intermetaliniai junginiai, kurių potemcialas teigiamesnis už Al tada Al tampa anodu ir prasideda intensyvus jo korozijos procesas. Ypač neatsparūs korozijai Al ir Cu lydinys (diuraliuminis) juose vyksta tarpkristalinė korozija. Kad būtų atsparesnis jis poliruojamas grynu Al. 13. Al PANAUDOJIMAS TECHNIKOJE Al pagal vartojimą technikoje yra 2 elementas po plieno ir ketaus. Kadangi lengvi ir atsparūs korozijai Al ir jo lydiniai vartojami lektuvų, laivų statybai, chemijos, maisto pramonėje. Iš miltelių supresuojamas ir sukepintas Al vartojamas branduoliniuose reaktoriuose, nes jis nereguoja su uranu ir jo junginiai net 870 K t0. Iš Al lydinių gaminami žemės palydovų korpuso apvalkalai. Daug Al suvartojama elektrotechnikoje laidams. Jo laidumas elektrai 1,7 k-ų mažesnis negu Cu, bet Al beveik 3 kartus lengvesnis, todėl vartojamas kabelio apvalkalams. Iš Al gaminama folija dialektriniams kondensatoriams. Jo lydiniai neisimagnetina, todėl vartojami rediotechnikoje. Al dengiami kiti metalai, kad nekoroduotų. Juo poliruojamas bei alituojamas plienas bei diuraliuminis. Al ir oksidatorių (pvz.: amonio nitratų) miltelių mišinys yra degi ir sprogi medžiaga. Vartojamas aliumotermijoje t.y. metalms redukuoti iš jų oksidų. Al jungiantis su O2 išsiskiria labai daug šilumos, todėl ši r-ja vartojama matalams suvirinti. Iš Al junginių vieni vertingiausių yra dirbtiniai rubinai, gaunami iš Al2O3 ir su chromo junginių priedų. Jie vartojami laikrodžių bei kitų mechanizmų guoliams gaminti. Al2(SO4)3 vartojamas kaip koaguliatas drumstam H2O valyti. Kalio - Al milteliai ore dega ryškia liepsna, todėl vartojami fototechnikoje. 14. Cu, JUODVARIO GAVIMAS IR JO RAFINAVIMAS ELEKTROLIZĖS BŪDU Žemės plutoje Cu yra 5,5*10-3%. Gryno Cu randama retai. Labiau paplitę jo junginiai. Cu įeina į daugelio mineralų sudėtį. Svarbiausi yra šie kalko piritas, Cu blizgis kupritas, malachitas, kronitas. Labiausiai paplitusios Cu rudos. Jose dažniausiai būna daug pirito. Cu gauti tinka rūdos, kuriose būna ne mažiau kaip 0,5% Cu. Sulfidinės rudos pirmiausia ore apdeginamos, kad pasišalintų juo daugiau S. Pridėjus fliusų pvz.: SiO2. Tuomet dalis Fe oksiduojasi Fe2O3, kuris su ? sudaro šlaką. Šis išplaukia į viršų, o apačioje kaupiasi šteinas. Jis toliau lydomas konvertoriuose į kuriuos pučiamas oras. O2 oksiduoja FeS ir dalį CuS2 iki oksidų. Fe2O3 su fliusu vėl sudaro šlaką, o CuO reguoja su likusiu CuS2 ir pasigamina juodasis Cu: CuS2+2CuO=6Cu+SO2. Juodasis Cu (98% gryno Cu) turi priemaišų, bloginančių jo mechanines bei elektrines savybes ir nemažai tauriųjų metalų (Ag, Au) visa tai atskiriame Cu rafinuojant elektrolizės būdu. Cu elektrolizės vonioje būna anodu, katodas - ploni gryno Cu lakštai. Elektrodas parūgštintas CuSO4 tirpalas. Leidžiant tam tikros įtampos el. srovę anodas tirpsta, o ant katodo sėda grynas Cu. Aktyvesni už Cu matalai Ni, Zn, Fe lieka tirpale, nes jų išlydžio potencialas neigiamesnis negu Cu. Mažiau aktyvūs metalai sėda į vonios dugną kaip anodinis dumblas. 15. Cu savybės ir panaudojimas Grynas Cu -rausvas, blizgantis, minkštas, kalus, tąsus sunkusis metalas. Cu geras el. ir šilumos laidininkas. Pagal laidumą jis užima 2-ą vietą po Ag. Cu standartinis potencialas yra teigiamas ir chemiškai jis neaktyvus. Drėgname ore Cu aptraukia žalia bazinio karbonato plevelė. Cu(OH)3 susidaro veikiant jo druskų tirpalus šarmais. Cu reguoja tik su stipriai oksiduojančiomis rūgštimis pvz.: su konc. H2SO4 ir su praskiesta HNO3: Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O; 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O. Cu priemaišos dažniausiai yra O, S, Bi, Pb ir Fe. Kuo daugiau Cu priemaišų, tuo blogesnis jo mechaninės savybės ir mažesnis atsparumas korozijai. Ypač kenksmingas O2, nes susidaręs CuO aptraukia Cu kristalus metalo viduje, todėl padidėja Cu trapumas. Bi - Cu kristalo paviršiuje sudaro lengvai lydų lydinį, todėl Cu būna neatsparus, kai jis karštai apdirbamas. Panašiai veikia ir Pb. S su Cu sudaro Cu ir CuS lydinį, todėl sumažėja Cu plastiškumas. Cu su fe priemaišomis būna geresnių mechaninių savybių, bet mažai laidus šilumai ir ne taip atsparus, nes netirpus korozijod produktas trukdo tolesniam korozijos procesui. Jei ore būna S junginių, tai Cu korozijos procesas suintensyvėja gėlame ir jūrų vandenyse Cu koroduoja tada kai H2O-e būna irtirpęs O ypač pavojingas yra H2O, kuriame yra ištirpusio NH3: 2Cu+O2+8NH3+2H2O=2[Cu(NH3)4](OH)2. Intensyvi Cu korozija vyksta aukštoje t0 kai terpėje yra Cl, Br, S garų, o ypač intensivi kai jį aukštoje t0 veikia H dujos. Jos redukuoja techniniame Cu esantį CuO. Susidarę H2O garai difunduoja į metalo paviršių ir ardo metalų kristalų jungtis, todėl Cu pasidaro trapus. Norint išvengti dujinės korozijos Cu legiaruojamas Mg, Al, Si. 16. MAŽO ELEKTROS LAIDUMO MEDŽIAGOS Puslaidininkai tai medžiagos, kurių elektrinis laidumas mažesnis užlaidininkų. Ši savybė būdinga Cl, Si, Se, Sn ir 3 grupės elementų junginiams su o grupės elementais. Šildomame ir švitinamame puslaidininkyje atsiranda laisvųjų el ir skylių. papildoma energija dėl kurios veikimo grynajame puslaidininkyje atsiranda laisvųjų krūvininkų vadinama puslaidininko aktyvacijos energija. Laisvųjų el. ir skylių koncentracija grynajame puslaidininke visada vienoda . Grynajį puslaidininkį įjungus į elektros grandinę elektrinio lauko jėgų veikiami laisvieji el juda prieš lauko kryptį , o skylės lauko kryptimi. Toks elektrinis laidumas vadinamas savuoju pakėlus temperatūrą didėja laisvųjų el ir skylių koncentracija vadinasi grynojo puslaidininkio elektrinis laidumas didėja, o varža mažėja. Taigi puslaidininkių varžos temperatūrinis koeficientas yra neigiamas todėl tokie puslaidininkiai yra naudojami automatinei elektros grandinių apsaugai bei temperatūrai apšvietimui matuoti. 17. BORAS IR BORATAI Boro žemės plutoje yra 3*10-4 % gamtoje dažniausiai randama poliboro rūgščių Ca ir Mg druskų, natrio titraborato ir kermito Boras iš junginių išskiriamas 4 būdais: 1) Jungiai redukuojami metalais aukštoje t B2O3+3Mg2B+3MgO 2BCl 3+3Zn2B + 3ZnCl2 2) elektrolizuojami boratų ir tetracchloro boratų lydiniai 8000 t 3) lakūs Boro junginiai redukuojami vandeniliu 2BBr3 + 3H2  2B + 6HBr Tai efektyvus labai gryno Boro gavimo būdas 4) termiškai skaiduomi Boro hibridai ir halogenidai žinoma 1 amorfinių ir daug kristalinių Boro modifikacijų jis diamagnetiškas ir blogas elektros laidininkas didinant t Boro laidumas didėja kristalinis Boras yra puslaidininkis aukštoje t Boras reaguoja su O, halogenais, S, N, Cv ir daugeliu metalų Boro atomai su nemetalais jungiasi kovalentine, su metališkaja,o kartais jonine jungtimi Boras tirpsta HNO3, H2SO4 ir šarmuose B + 3HNO3  H3BO3 + 3NO2 2B + H2SO4  2H3BO3 + 3SO2 2B + 2KOH + 2H2O  2KBO3 +3H2 Su nedeguoninėmis rūgštimis Boras nereaguoja kambario t Boras jungiasi Cl, o kaitinamas su kitais halogenais labai aukštoje t jis lėtai reaguoja su H2O garais susidaro Boro rūgštisb kaitinamas Boras sudega į oksidą tirpinamas H2O sudaro ortoboro arba boro rūgštį ji kaitinama virsta metaboro rūgštimi toliau tetraboro rūgštimi boro rūgštis tai balta kristalinė medžiaga šaltame HCl mažai tirpsta šildant tirpumas didėja tai silpna rūgštis neutralizuojant ją šarmais susidaro tetraboro rūgšties druskos, o neutralizuojant šarmų pertekliumi susidaro: 4H3BO3+ 2NaOH  Na2B4O7 + 7H2O H3BO3 + NaOH  NaBO2 + 2H2O Boro rūgščių druskos vadinamos boratais. H2O tirpūs tik šarminių metalų boratai svarbiausiais boratas yra boraksas boro dedama į plieną irį kai kurių spalvotų metalų lydinius pagerėja lydinių mechaninės savybės sumažėja grūdingumaas ir susidaro smulkesnė struktūra boro nitritų kietumas prilygsta deimanto kietumui jie vartojami kaip ugniai atsparios medžiaqgos ir elektros izoliatoriaiaukštoje t boro karbidai yra abrazyvinė medžiaga. Boraksas geras fliusas jis reikalingas metalams suvirinti be to vartojamas emalių lengvai lydžių glazūrų ir specialaus stiklo gamyboje. 18. ANGLIS IR JOS ALOTROPINĖS ATMAINOS. KARBIDAI IR JŲ KLASIFIKACIJA Anlis sudaro labai daug junginių, organinių anglies junginių yra apie 3mln.. Neorganiniu C junginių nedaug, bet jie gan paplite PVZ: Klintys, kreida, marmuras, dolomitas. Daug C yra akmens anlyse. Anglis turi 2 patvarius, ir 2 radiaktivius izotopus. Radioaktyvieji izotopai vartojami kaip žymietieji atomai. C sudaro 3 alotropines modifikacijas: Deimantas, grafitas ir karbinas.Grafitas ir deimantas randami gamtoje, karbinas (sintetinis). Deimantas - skaidrus mineralas, laidus šylumai, blogas elektrolaidininkas. Deimantas atsparus rugštims ir šarmams. Ore užsidega 800 t, o 2500 t virsta grafitu. Deimantui spalvą suteikia vienodai jame pasiskirste metalų oksidai. Brangus yra rusvi ir melsvi deimantai. Gelsvieji vertinami mažiau. Kaitinamas be oro 250 t ir kelių šimtų tūkstančių atm. Slegiuje gefitas virsta deimantu. Dažniausiai jis yra neskaidrus, ir vartojamas tik technikos reikalams :yra gežiama, šlyfuojama. Grafitas minkštas neskaidrus tamsus ir laidus elektrai. Stiprūs oksidatoriai Pvz.: HNO3 , H2SO4, ji oksiduoja iki CO2. Grafitui ir jo turinčioms medžiagoms budinga didelis mechaninis ir cheminis atsparumas kaitrai. mažas šiluminio pletimosi koeficientas, mažas tamprumo modulis ir geras laidumaas šilumai. Grafito stiprumas keliant temp. dideja. Grafito aukšta lydimosi temp. . Jis techmiškai ir mechaniškai patvarus todel daug jo suvatrtojama elektrinių krosnių, elektrodams elektrolizei, vonioms gaminti krosnims iškloti.. Grafitas vartojamas branduoliniuose reaktoriuose kaip neutronu lietiklis neaukštoje temp., grafitas minkštas todel jo milteliais tepamas trinties veikiamos detalės. Karbinas yra acetileno oksidacijos produktas tai puslaidininkiniu savybiu jiuodi milteliai. Anglis sudaro 2 oksidus CO ir CO2. CO yra smalkes kurios susidaro kai anglis arba jo junginiai dega trukstant deguonies arba leidžiant CO2 dujas pro ikaitinta anglį. CO2+C2CO. CO yra bekvapės ir bespalves ir mazai tirpios vandenyje dujos. CO jungiasi su kraujo hemoglobinu šis nebeprisijungia O2 ir organizmas apsinuodija. Su H2O, rugštimis, ir šarmais nereguoja ore dega melsva liepsna 2CO+O22CO2 . CO yra vertingas dujinis kuras ir ieina į generatoriu bei vandens duju sudėtį. CO - stiprus reduktorius. Jiuo metalai redukuojami iš rudų . Su Cl , CO sudaro nuodingas dujas fosgeno”?“ . Su kai kuriais metalais CO sudaro kompleksinius junginius karbonilus. Galutinis anglies degimo produktas yra CO2Tai bespalvės dujos. Jos 6MPa slegije ir kambario temp. minkšteja . Atšaldžius skysta CO2 gaunami i sniega panaši mase, sausas ledas vartojamas žemai temp. gauti. CO2 yra silpnas oksidatorius, oksiduoja tik aktyvius metalus. CO2+2Mg2MgO+C. CO2 vartojamas sodai gaminti maisto pramoneje plačiai taikomas technikoje . 19. Karbidai Tai metalų ir kai kuriu nemetalų junginiai. Su anglimi kuriuose anglies oksidacinžjos laipsnis būna nuo-1 iki -4. Karbidai gaunami taip: 1 aukštoje temp. metalų oksidai redukuojami anglimi. 2 Metanas redukuojamas aktyviais metalais. 3 Skystame amoniake metalai veikiami acetilenu. Pagal chemini lygties tipa ir savybes karbidai klasifikuojami į : joninius - druskinius, joninius - kovalentinius. Kovalentinius ir metalu karbidus. Šarminiai metalai. Cu bei Zn šeimos elementų metalai su anglimi sudaro joninius karbidus, kuriems budingos druskų savybės. Pagal tai koks angliavandenilis susidaro hidrolizes reakcijoje druskiniai karbidai skirstomi į metaninius, acetileninius, ir mišriuosius. Berilio ir aliuminio karbidai yra metaliniai, Ca2, Ba2, Zn2. Cl2 - acetilenidiniai, geležies ir mangano - mišrieji. Metalų karbidai gaunami aukštoje temp. redukuojant metalų oksidus anglimi. V2O5+7C2VC+5CO. Labai svarbus kalcio karbidas jis gaunamas anglimi redukuojant CaO CaO+3CCaC2+CO Iš šio karbido gaunamas acetilenas. CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2 . Kalcio karbidas vartolamas kalcio cianamido gamyboje. CaC2+N2CaCN2+C. Kalcio cianomidas yra azoto traša. Jam vandenyje lėtai hidrolizuojantis susidaro amoniakas. CaCN2+3H2O2NH3+CaCO3. Kovalentinis karbidas susidaro boras, silicis ir kiti memetalai . Šio silicio karbido vadinamo kardonatu ir boro karbidu kietumas prilygsta deimanto kietumui.. Jie yra chemiškai inertiški. 20. p el. ALAVAS (Sn) Alavas būna kelių polimorfinių modifikacijų. Baltasis (Sn) susidaro 286...434K temperatūroje (tankis-7300kg/m3 ). Kai temper286K baltasis alavas virsta pilkuoju (jo tankis-5800kg/m3). Baltasis Sn greitai virsta pilkuoju ypač šaltyje tai vadinama “alavo maru”. Pilkasis alavas virsta baltuoju lydomas. Alavas lydos 505K temperatūroje. Kambario temperatūroje ore ir vandenyje alavas patvarus. Alavu dengiama plieninė skarda, lituojami metalai. Ploni jo lakštai vartojami maisto pramonėje. Praskiestoje azoto rūgštyje alavas tirpsta, o taip pat ir koncenruotoje: Sn+4HNO3H2SnO3+4NO2+H2O . Dauguma Sn(II) druskų tirpios vandenyje. 21 p el. ŠVINAS (Pb) Tai melsvai pilkas, minkštas, kalus metalas (tankis-11340kg/m3), lydosi 600K temperatūroje jis 11 kartų lengvesnis už H2O gamtoje randama apie 80 mineralų kuriuose randama Pb. Svarbiausia Pb rūda - galenitas arba švino blizgis. Pb sudaro apie 0.002% žemės plutos masės jis nėra chemiškai labai aktyvus. Pb gaunamas jo rūdą pirmiausia išdeginant anglim: 2PbS+3O22PbO+2SO2 Po to gautas oksidas yra veikiamas anglimi PbO+CPb+CO. Pb paviršius ore visada apsitraukia plona oksidų plėvele, kuri saugo jį nuo tolimesnio aplinkos poveikio. Pb ir jo junginiai yra nuodingi. Jis iš organizmo nepasišalina. Padidėjus švino kepenyse arba liaukose sutrinka medžiagų apykaita, nervų ir virškinimo sistemų veikla. Labai nuodingas ir kenkia gamtai tetraetilšvinas Pb(C2H5)4. Kaip nuodas yra naudojamas švino acetatas Pb(CH3COO)2  3H2O. leistina Pb garų koncenracija ore yra 0.01mg/m3. Pb ir jo junginiai gerai sulaiko rentgeno ir radioaktyvių junginių spindulius. Iš Pb daromi rezervuarai sieros rūgščiai gaminti t.p. Pb švinas naudojamas lydmetaliams gaminti t.y. švino ir alavo lidinys. Iš Pb oksidų svarbiausias švino surikas Pb3O4 randamas raudonų miltelių oranžinio atspalvio geltonų kristalų pavidalu. 22 d el. SIDABRAS (Ag) Jis 10 kartų sunkesnis už H2O . Labiausia paplitę šie Ag mineralai: argentitas Ag2S, prustitas Ag3AsS3, kerargritas AgCl. Sidabras pajuosta nuo sieros junginių 4Ag+O2+H2S2Ag2S+2H2O. Lydiniai sudaromi su Cu, Zn, Au jie kietesni už gryną Ag. Iš Ag daromi juvelyriniai dirbiniai, stalo reikmenys, veidrodžių gamyba, elektronikos pramonė. Ag halogenidai AgCl, AgBr, AgI yra jautrūs šviesai ir vartojami nespalvotoms fotografijoms gauti 23 d el.AUKSAS(Au) Au yra 19 kartų sunkesnis už H2O. Au geltonas, sunkus, minkštas, tąsus ir labai kalus metalas, geras elektros ir šilumos laidininkas. Lydimosi temperatūra-1336K. Jis mažiausiai aktyvus iš visų metalų. Au netirpsta atskirose rūgštyse, bet tirpsta tik HCl ir HNO3 “karališkajame mišinyje”. Daugiau kaip 5g Au gabaliukai vadinami grynuoliais. Dažniausi Au sidabro ir Au vario lydiniai. Au vartojamas radiotecnikoje, juvelyrikoje, stomatologijoje. 24 d el. CINKAS (Zn) Zn iš rūdų gaunamas kaitinant koksu, jis sidabriškai baltas minkštas metalas ore apsitraukiantis apnašomis. Zn lengvai tirpsta rūgštyse, o pašildžius ir šarmuose. Chemiškai labai aktyvus. Zn verda 1179K temperatūroje. Jis yra amfoterinis metalas. Metalinis Zn naudojamas Fe ir plieno dirbiniams cinkuoti t.p. naudojamas lidinių gamyboje pvz. žalvario. Dažnai naudojami Zn junginiai pvz. ZnO, naudojamas medicinoje kosmetikoje. 25 d el. GYVSIDABRIS (Hg) Nuodingas sidabriškai baltos spalvos skystas metalas. Dažniausiai randamas kaip cinoberis HgS. Hg naudojamas termometrams ir amalgamoms. Hg tirpsta tik stipriose oksiduojančiose rūgštyse-azoto ir karštoje koncentruotoje sieros rūgštyje. 26 d el. PLATINA (Pt) Pt kietas, sidabriškai baltas blizgantis, didelio tankio ir aukštos lydimosi temperatūros metalas. Pt labai chemiškai patvarus. Kambario temperatūroje tirpsta “karališkajame vandenyje” : 3Pt+4HNO3+18HCl3H2PtCl6]+4NO+8H2O Vartojama juvelyrikoje, gaminami prietaisai chemijos pramonei ir elektrodai. 27 d el.KOBALTAS (Co) Randamas junginiuose su S ir As. Kietas sidabriškai baltas naudojamas lydiniuose. Jo lydiniai su Fe yra magnetai. Naudojamas stiklo ir keramikos pramonėje. 28 d el. VOLFRAMAS(W) Kietas pilkas metalas. Atsparus korozijai naudojamas kaip kaitinimo siūlas lempoms. 29d el. TI TANAS(Ti) Naudojamas kietiems atspariems korozijai tačiau lengviems lydiniams gauti. Aukšta lydimosi temperatūra, todėl plačiai naudojamas aviacijos pramonėje, medicinoje. Sidabriškai baltos spalvos. Aktyvumas priklauso nuo temperatūros. Lengvas, atsparus korozijai, chemiškai patvarus. Ti vartojamas aviacijoje, raketinėje ir laivų technikoje. Medicinoje naudojamas širdies vožtuvų gamyboje 30 d el. GELEŽIS(Fe) Grynas Fe yra pilkas blizgantis minkštas metalas labai neatsparus aplinkos poveikiams. Svarbiausios Fe rūdos yra: magnetitas Fe3O4, pasižymi magnetinėmis savybėmis, hematitas Fe2O3 , sideritas FeCO3. Iš hematito aukštakrosnėse lydoma geležis. Krosnyje geležies rūda kaitinama koksu ir kalkakmeniu iki 15000C temperatūros kurioje kita dalis kokso atima O iš Fe mineralų lieka laisva Fe. Fe tirpina koksą ir sudaro geležies anglies lydinį-ketų. Jame būna 5% C 4% priemaišų, be Fe. Tačiau didžioji dalis ketaus yra perdirbama išlydant į plieną kuris turi 1,5% C, dėl C mažėja plieno tirpumas. Dažniausiai į plieną dedama tam tikras kiekis kitų metalų suteikiant plienui specialių savybių pvz. atsparumą korozijai taip gaminami nerūdyjantys plienai, kuriuose yra 14% Cr ir 8% Ni iš jo daromi indai kai pliene yra silicio jis pasidaro labai kietas ir atsparus rūgštims. Toks plienas dažniausiai naudojamas cheminėje pramonėje, jeigu pliene yra apie 20% volframo tai jo kietumas išlieka netgi tada kai jis įkaitinamas kiki raudonumo. Iš jo gaminami gražtai metalų apdirbimui. Junginiuose Fe yra +2 ir +3 . Fe yra vidutinio aktyvumo metalas įkaitinta Fe reaguoja su Cl; S , o aukštoje temperatūroje su C ;N;P. Fe lengvai tirpsta praskiestose HCl ir H2SO4, rūgštyse. Koncentruotose ir šaltose rūgštyse ji pasyvuojasi, o pakaitinus konc. ji stipriai reaguoja. 31 f el. LANTANOIDAI ir AKTINOIDAI Tai sidabriškai balti minkšti plastiški kalūs metalai. Lantanoidai chemiškai aktyvūs ir stiprūs reduktoriai. Reaguoja su dauguma nemetalų, rūgščių. Dauguma lantanoidų vartojami kaip legiruojantys plieno, ketaus ir spalvotų metalų lidinių elementai. Lantanoidų lidinys vadinamas mišriuoju metalu. Jis pasižymi geromis redukcinėmis savybėmis. Lantanoidai naudojami gaminant stiklą atominėje technikoje ir specialiems akiniams. Lantanoidus sudaro 14 elementų visi tarpusavyje yra panašūs svarbiausias jų mineralas yra monocitas, ortitas, sadolinitas. Daugiausia iš lantanoidų paplitęs yra ceris (Ce) tai panašus į Fe metalas sunkesnis už H2O 6 kartus, smulkus ceris ugnyje užsidega. Nedideli cerio kiekiai labai pagerina kitų metalų arba lydinių savybės, didina lydinių laidumą elektrai. Prazeodimis (Pr) gaunamas iš monocito panaudojimas susijęs su jo žalia spalva lantanoidai yra chemiškai aktyvūs ir jie reaguoja su rūgštimis ir daugeliu metalų .aukštesnėje nei kambario temperatūroje sudaro oksidus, oksid. laipsnis yra +3. Aktinoidai yra plastiški lengvai apdirbami,metalai radioaktyvus Toris - savo išvaizda panašus į platiną 11 kartų sunkesnis už H2O pastaruoju metu jis naudojamas atominiam kurui gaminti. Uranas- svarbiausias jo mineralas yra uranitas. Čekijoje rasti dideli jo kiekiai. Uraną iš rudų išskiti labai sunku.Su plutoniu junginyje yra sprogstamoji branduolinė medžiaga.Torio (IV) oksidas vartojamas ugniai atspariomis medžiagomis ir elektros krosnių šildimo elementams gaminti. 32 POLIMERIZACIJA POLIKONDENSACIJA Tai toks procesas, kai nedidelės molekulės masės junginiai - monomerai - jungiasi į polimerą. Polimerizuojasi nesotieji angliavandeniliai, aldehidai. Polimerizacija būna pakopinė ir grandininė. Vykstant pakopinės polimerizacijos procesui dvi monomero molekulės jungiasi į dimerą. Šis toliau prisijungia monomero molekulę ir sudaro trimerą ir t.t. kol susidaro polimeras. Grandininės polimerizacijos procesas vyksta taip pat kaip ir kitos grandininės reakcijos čia susidaro vadinamieji aktyvūs centrai kuriems susidaryti yra naudojamos specialios medžiagos, vadinamos iniciatoriais arba naudojami katalizatoriai. Iniciatoriai yra medžiagos kurios reakcijos metu lengvai skyla sudarydamos laisvuosius radikalus. Polikondensacija yra toks stambiamolekulinių junginių gavimo procesas kai šalia jų susidaro ir mažamolekulių junginių H2O, HCl. Polikondensacijos produktai vadinami polikondensatais dervomis arba polimerais. Polikondensacija yra pakopinis procesas. Ji skirstoma į homopolikondensaciją ir heteropoli- kondensaciją. Polikondensacija tai polimerizacija kuriai vykstant iš monomero gaunamas polimeras ir susidaro pašalinis produktas sudarytas iš mažų molekulių. Reakcija vyksta tik tuomet kai junginio molekulėje yra keletas vienas su kita sąveikaujančių funkcinių grupių. 33 KOPOLIMERIZACIJA IR KOPOLIKONDENSACIJA Tai tokie procesai kai kartu polimerizuojami arba polikondensuojami keli skirtingi monomerai. Susidarę polimerai vadinami kopolimerais arba kopolikondensatais šių procesų metu gaunami paprastieji blokiniai ir skiepitieji kopolimerai. Blokinių kopolimerų molekulėje skirtingi monomerai (M ir M) būna išsidėstę bet kaip. -M-M-M-M-M-M-. Skiepytuose kopolimeruose prie pagrindinės iš M monomerų sudarytos grandinės būna prijungtos kitų monomerų (M) grandinės. Blokinių kopolimerų makromolekulės taip pat sudarytos iš skirtingų manomerų (M ir M) makromolekulėje išsidėstę stambesniais vienetais - blokais.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!