Chemijos teorijos pagrindai

 1.Sistemos parametrų (p,T,c) įtaka cheminių reakcijų greičiui ir cheminei pusiausvyrai. Cheminės reakcijos vyksta įvairiais greičiais. Tirpaluose jonai sureaguoja labai greitai, o molekulės – daug lėčiau. Ch. r. skirstomos į homogenines ir heterogenines. Homog. – kai reaguoja vienodos fazės medž. (dujų, ištirp. medž. reakcijos). Heter – kai reaguoja skirtingų fazių medž. (dujos su kietomis medž.). Ch. r. greitis nustatomas iš reaguojančių ar pasigaminančių medž. koncentracijos pokyčio per laiko vienetą vidinis greitis. Vykstant reakcijai, medž. koncentracija visą laiką kinta, todėl greitis gali būti nustatomas tam tikru reakcijos momentu..Veikiančių masių dėsnis nusako reakcijos greičio priklausomybę nuo reaguojančių medž. koncentracijos. Dėsnis - ch.r. greitis yra tiesiog proporcingas reaguojančių medž. koncentracijų sandaugai., V-greitis, k-konstanta, C,C-medž. koncentracijos. . Reakcijos greičio konstanta k priklauso nuo reaguojančių medž. savybių ir temp. Homog. r. greičio priklausomybė. Ch. r. greitis yra tiesiog proporcingas reaguojančių medž. koncentracijų sandaugai. Didinant medž. koncentraciją, didėja ir r. greitis. Ch. r. greitis, kylant temp. didėja. Šį ch. r. greičio padidėjimą nusako Vant-Hofo taisyklė: reakcijos greitis, pakėlus temp. 10C, greitis padidėja 2-4 kartus. γ. Vt1, t1 – r. ir temp. greitis prieš šildant. Vt2, t2 – r. ir temp. greitis pašildžius, γ- temp. koeficientas. Daleles šildant suteikiama papildoma energija, vadinama aktyvacijos energija. Aktyvių dalelių sk. didėja, todėl didėja ir r. greitis. Ch. r. yra grįžtamos ir negrįžtamos. Grįžtamosios r. yra tokios, kai r. produktai reaguoja tarpusavyje ir sudaro pradines medž. Kai tiesioginės ir atgalinės r. greičiai susilygina, nusistovi ch. pusiausvyra. Negrįžtamosios r. tokios, kai paimtos medž. visiškai sureaguoja. Kuo aukštesnė temp., tuo intensyviau vyksta atgalinė r.. Medž. koncentracijos esant pusiausvyros būklei, vadinamos pusiausvyros koncentracijomis. Pusiausvyros būsenoje medž. konc. nekinta, nes reaguojančių medž. konc. sumažėja, kiek ji padidėjo, vykstant atgalinei r.. Pusiausvyros konstanta: , Ca,Cb,Cc,Cd – medž. molinės koncentracijos. Pusiausvyros kostanta k yra kiekvienos grįžtamosios r. dydis; ji priklauso nuo reaguojančių medž. savybių ir temp. Pakeitus nors vienos medž. konc., temp. arba slėgį, pakinta ir visų kitų medž. konc. Tada nusistovi nauja pusiausvyros būklė. Sistemos perėjimas iš vienos pusiausvyros būklės į kitą vadinamas pusiausvyros poslinkiu. Jį nusako La-Šateljė taisyklė: jei pusiausvyroje esančią sistemą veikia išorinės jėgos (keičiama temp., slėgis, medž. konc.), tai pusiausvyra pasislenka tokia kryptimi, kad išorinių veiksmų poveikis sumažėtų. 1. Temp. įtaka pusiausvyrai. Didinant sistemos temp., intensyviai vyksta endoterminė r.. Mažinant – egzoterminė. 2. Slėgio kitimo įtaka. Didinant slėgį, intensyviai vyksta ta r., kurioje susidaro mažiau molekulių, o mažinant slėgį – ta, kuroje susidaro daugiau molekulių. Jei r. molekulių sk. nekinta, tai slėgio kitimas pusiausvyrai įtakos neturi. 3. Medž. konc. kitimo įtaka pusiausvyrai. Padidinus kurio nors komponento konc., intensyviai ima vykti ta r., kurioje tas komponentas suvartojamas. Sumažinus kurio nors komponento konc. intensyviai vyksta ta reakcija, kurioje tas komponentas pasigamina. 2. Medžiagų tirpimas ir tirpumas. Tirpalų koncentracijos reiškimo būdai. Tirpalai – tai dviejų ar kelių medž. homogeninės sistemos, susidedančios iš tirpiklio ir ištirpusios medž.. Tirpiklis yra tas komponentas, kirio tirpale daugiau ir kuris nekeičia savo agregatinio būvio. Medžiaga tirpsta, susilietusi su tirpikliu, kai atsiranda trauka tarp tirpiklio molekulių ir tirpinamosios medž. dalelių. Tirpinant kietą medž., tirpiklio molekulės įsikerta į kristalo gardelę, susilipindamos tarp dalelių jungtis, ir dalelės ištirpsta. Dujų molekulės tarpusavyje nesusijusios ir nuolat juda, todėl ištirpsta tik tos molekulės, kurios priartėja prie tirpiklio paviršiaus ir yra jo priklausomos. Kai tirpstančių dalelių sk. pasidaro lygus tirpalo pasišalinančių dalelių sk., tirpale nusistovi dinaminė pusiausvyra. Toks tirpalas vadinamas sočiuoju. Tarp tirpinamos medž. ir tirpiklio dalelių atsiranda vandenilinės traukos jėgos ir vandenilinė jugtis, jos sudaro tam tikrus junginius vadinamus solvatais. Jei tirpiklis – vanduo, tai tokie junginiai vadinami hidratais. Medž. tirpimas vandenyje – hidratacija. Dujų tirpumas skysčiuose priklauso nuo dujų ir tirpiklio savybil, temp, slėgio. Jei dujos su tiroikliu nereaguoja, tai jų tirpumas tokiame skystyje nedidelis. Jei dujos su tirpikliu reaguoja, tada jų tirpumas gana didelis. Dujų tirpumo priklausomybę nuo slėgio nusako Henrio dėsnis: pastovioje temp. dujų tirpumas skysčiuose tiesiog priporcingas dujų slėgiui. Dujų mišinio tirpumą nusako Henrio –Daltono dėsnis: dujų mišinio kiekvieno komponento tirpumas, esant pastoviai temp., tiesiog proporcingas jo parcialiniam slėgiui. Artimo molekulių poliškumo skysčiai maišosi vienas su kitu, bet kuriuo santykiu ir sudaro mišinius. Skysčiai, kurių molekulių poliškumas skirtingas, susimaišo. Kai kurie tokie skysčiai tirpsta vienas kitame. Keliant temp. skysčių tirpumas skysčiuose didėja tol, kol pasiekiama tokia temp., kai abu skysčiai susimaišo. Ši temp. vadinama kritine temp. Kietų medž. tirpumas priklauso nuo tirpinamos medž. ir tirpiklio rūšies bei temp. Jų tirpumui turi įtakos tik labai didelis slėgis. Visai netirpių medž. nėra. Jei 100g vandens ištirpsta 0,01g medž. – tai tokios medž. vadinamos praktiškai netirpiomis, jei 0,01-3g, tai mažai tirpios, o jei daugiau kaip 3g – tirpios medž. Keliant temp. daugumos junginių tirpumas didėja. Tirpalo konc. rodo, kokiu santykiu (masės ar tūrio) paimta medž. ir tirpiklis: 1 masės procentinė konc. reiškiama ištirpusios medž. gramų sk., tenkančiu 100g tirpalo. 2 normalinė konc. reiškiama ištirpusios medž. gramekvivalentų sk. 1 litre tirpalo. Gramekvivalentas – tai medž. ekvivalentas, išreikštas gramais. 3 molinė konc. reiškiama ištirpusios medž. molių sk. 1l tirpalo. 4 molialinė konc. reiškiama ištirpusios medž. sk. 1000g tirpiklio. 5 molinės dalies konc. – ištirpusių medž. molių sk. santykis su tirpiklio ir medž. molių skaičiumi. 3. Tirpalų garų slėgis, osmosinis slėgis. Tvir., Tsting. Raulio dėsniai. Esant pusiausvyrai, virš skysčio esantys garai vadinami sočiaisiais garais, o jų slėgis – sočiųjų garų slėgiu. Keliant temp., skystis labiau garuoja, jo garų slėgis didėja. Gryno tirpiklio garų slėgio p ir tirpalo garų slėgio p1 skirtumas vadinamas garų slėgio sumažėjimu Δp = p-p1. Garų slėgio sumažėjimo ir gryno tirpiklio garų slėgio santykis vadinamas santykiniu garų slėgio sumažėjimu. Raulis nustatė, kad tirpalo santykinis garų slėgio sumažėjimas lygus ištirpintos medž. molinei daliai . Tirpalą atskyrus nuo tirpiklio puslaide membrana, atsiranda osmoso reiškinys, t.y. kada tirpiklio molekulės pradeda skverbtis (difunduoti) į tirpalą. Sukelianti osmosą jėga vadinama osmosiniu slėgiu. Vant-Hofo dėsnis rodo, kad osmosinis slėgis priklauso tik nuo ištirpusios medž. konc., o nepriklauso nuo tirpiklio bei ištirpintos medž. rūšies. Tirpalai, kurie turi vienodą osmosinį slėgį, vadinami izotoniniais. Grynų skysčių virimo temp. priklauso nuo išorinio slėgio. Skystis verda toje temp., kurioje jo sočiųjų slėgis pasidaro lygus išoriniam slėgiui. Gryni skysčiai stingsta toje temp., kurioje sočiųjų garų slėgis virš skystos ir kietos fazės yra vienodos. Raulio dėsnis: praskiestų tirpalų virimo temp. padidėjimas arba stingimo temp. sumažėjimas yra proporcingas tirpalo molialinei konc. Virimo temp. pakilimas- ebulioskopinė konstanta kv. Stingimo temp. sumažėjimas – krioskopinė konstanta ks. ΔT= ck. 4.Elektrolitų tirpalai. Izotoninis koeficientas. Elektrolitinė disocijacija. Jonų reakcijos elektrolitų tirpaluose. Ph, buferiniai tirpalai. Elektrolitai yra medžiagos, kurios vandenyje arba išlydytos disocijuoja į jonus. Tai – druskos, rųgštys, bazės. Elektrolitų tirpalai ir lydalai yra laidūs elektrai. Veikiant tirpikliui, elektrolitai skyla į jonus, todėl druskos tirpale dalelių sk. tampa didesnis negu neelektrolitų tirpale. Nusistovi pusiausvyra tarp dalelių p=icRT. i – izotoninis koeficientas, rodo kiek kartų dalelių sk. elektrolito tirpale yra didesnis už tą dalelių sk., kuris būtų, jeigu medž. būtų nedisocijavus. ΔT´vu – praktiškai gauta. ΔT vir – teoriškai apskaičiuota. Elektrolitai tirpale disocijuoja į anijonus ir katijonus. Elektrolito tirpale katijonų krūvių suma lygi anijonų krūvių sumai. Leidžiant elek. srovę per tirpalą, katijonai slenka link katodo, anijonai link anodo. Ant elektrodų jonai netenka krūvio ir virsta neutraliais junginiais. Elektrolitų disocijacijos laipsnis α rodo, kuri ištirpintos medž. dalis disocijuoja į jonus. Disocijacijos laipsnis priklauso nuo tirpiklio bei elektrolito rūšies ir tirpalo konc. Pagal tai, kaip disocijuoja, elektrolitai skirstomi į stiprius ir silpnus. Skiedžiant elektrolitų tirpalus, jų disocijacijos laipsnis didėja. Elektrolitų dis. laips. apskaičiuojamas iš tirpalų virimo temp. padidėjimo, stingimo temp. sumažėjimo. Dis. laips. dar galima apskaičiuoti iš tirpalo ekvuvalentinio laidumo. Rūgštys disocijuoja į vandenilio ir rūgšties liekaną. HCL→H+CL. Daugiavandenilinės rūgštys disocijuoja stadijomis. Bazės – elektrolitai, kurių tirpaluose anijonai yra vien tik hidroksilo jonai. Bazės disocijuoja kaip rūgštys ir kaip bazės. Tokie hidroksidai vadinami amfoteriniais junginiais.Zn(OH)→Zn+2OH(kaip bazė), HZnO→2H+ZnO(kaip rūgštis).druskos yra rūgščių ir bazių neutralizacijos produktas. Jonai, kurių valentingumas nekinta, elektrolitų tirpaluose reaguoja tuomet, kai susidaro:1)sunkiai tirpūs junginiai AgNO+NaCL→AgCL+NaNO 2)dujos NaCO+2HCL→CO↑+2NaCL+HO 3)silpnos rūgštys ir bazės CHCOONa+HCL→CHCOOH+NaCL 4)vanduo HCL+NaOH→NaCL+HO 5)kompleksiniai junginiai Fe(CN)+4CN→K[Fe(CN)]. Vandenilio rodiklis pH- vandenilio jonų koncentracija. Neutralių tirpalų ir gryno vandens pH=7, rūgščių tirpalų pH7. PH nustatomas kolometriniu arba elektrometriniu būdu. Nustatant kolom. būdu, tirpalas nudažomas indikatoriais, ir iš spalvos sprendžiama apie jo pH. Buferiniai tirpalai – tai tirpalai, turintys pastovų pH, pridedant nedaug stiprių rūgščių, bei šarmų. Skiedžiant, vandenilio jonų konc. priklauso nuo rūgšties ir druskos santykio. Buferiniai tirpalai labai svarbūs gamtoje. Kraujas, augalų sultys, dirvos vanduo yra buferiniai tirpalai. Druskų hidrolizė yra druskų ir vandens jonų sąveika, kai susidaro silpni elektrilitai. Dėl šios jonų sąveikos tirpalas pasidaro rūgštus arba šarminis. Druskos tirpalo pobūdis (šarminis, rūgštinis) priklauso nuo rūgšties ir bazės disociacijos. Druskų hidrolizė apibūdinama hidrolizės laipsniu h ir konstanta K. . Hidrolizės laipsnis tuo didesnis, kuo silpnesnė druską sudaranti rūgštis arba bazė. Druskų hidrolizės konstanta . 5. Koloidiniai tirpalai, jų gavimas, savybės. Dispersinė sistema, kai viena medž. pasiskirsto kitoje. Paskleista medž. vadinama disp faze, o ją supanti medž. disp terpe. Dispersinės fazės smulkumas apibūdinamas disp laipsniu. Dispersinės sistemos skirstomos į: 1)tikruosius tirpalus 2) koloidines sistemas 3) stambiadispersines sistemas. Sistema tuo patvaresnė, kuo dispersiškumo laipsnis didesnis. Koloidinei sistemai būdingos: 1) Tindalio efektas: eidama pro skaidrią koloidinę sistemą, šviesa susiduria su koloidinėmis dalelėmis ir išsisklaido. 2) Opalescencijos reiškinys: žiūrint į tirpalą šviesos kritimo kryptimi, jis atrodo melsvas, o žiūrint priešingai – rausvas. Koloidiniai tirpalai vadinami zoliais. Koloidinės sist. gaunamos dispergavimo (smulkinimo) ir kondensavimo (stambinimo) būdu. Dispergavimo būdu koloidinės sist. gaunamos smulkinant stambesnes daleles. 1) mechaniniu būdu medž. smulkinama koloidiniais malūnais. 2) elektros būdu gaminami metalų zoliai. 3) cheminiu b. koloidiniai tirpalai gaminami iš nuosėdū, susidarančių ch. r.. Kondensavimo b. koloidiniai tirpalai gaunami stambinant smulkias daleles. 1.Ch. oksidavimo koloidiniai tirpalai gaunami, vykdant ch. r. 2. Tirpiklio pakeitimo b., tirpalas pilamas į tokį skystį, kiriame jis netirpsta. Kad kol. tirpalai būtų patvarūs, jie valomi dializės būdu. Šiuo būdu kol. tirpalai valomi labai lėtai, procesui pagreitinti gali būti įvesti elektronai ir toks valymas vadinamas elektriniu. Kol. dalelės turi krūvį. Vieno kurio nors kol. tirpalo visos dalelės turi teigiamą arba neigiamą elektros krūvį. Zolių dalelės, arba micelės, susideda iš branduolio ir adsorbcinio bei difuzinio sluoksnio. Elektrolizė yra dispersinis fazių artėjimas prie elektrodo, tekant per kol. tirpalą elektros srovei. Elektrolizė taikoma kol. medž. valyti. Elektroosmosas yra dispersinės terpės artėjimas prie elektrodo. Elektroforezė ir elektroosmosas taikomi tirpalų valymui, sodrinimui, medž. išskyrimui iš tirpalų. Koaguliacija – kol. tirpalų dalelių sukibimas į stambesnius junginius. Sedimentacija – kol. tirpalų nusėdimas ant dugno. Koaguliacija gali vykti savaime, ją gali sukelti elektros srovė, temp. padidėjimas. Koaguliaciją ypač skatina elektrolitai, priešingo krūvio koloidiniai tirpalai. Elektrolito kiekis, kurį reikia pridėti, kad vyktų koaguliacija, vadinama koaguliacijos slenksčiu, jam atvirkštinis dydis – elektrolito koaguliacinė galia.. Koaguliaciją sukelia koloidinei dalelei priešingo krūvio jonai. Kuo didesnis jono valentingumas, tuo didesnė jo koaguliacinė galia. Apsaugai nuo koag. vartijami stabilizatoriai. Stabilizatoriai – stambiamolekulinių medž. tirpalai. Jei apsaugoti koloidinėms sist. stabilizatorių imam per mažai, tai sist. pertvarkomos dar labiau sumažėja. Šis reiškinys vadinamas sensibilizacija. Stambiadispersinės sist. sudaromos dispergavimo ir kondensavimo būdu. Joms priklauso: milteliai, suspencijos, emulsijos, putos, aerozoliai. Suspencijos susidaro skiedžiant skystos medž. daleles kietame skystyje. Aerozoliai susidaro, skleidžiant skystą ir kietą dispersinę fazę dujose. 6. Elementų oksidacijos laipsnis. Oksidacijos – redukcijos reakcijų tipai, stechiometrinių koeficientų radimas. Oksidacijos laipsnis – tai sk., reiškiantis krūvį, kurį turėtų atomas. Oksidacijos laipsnis tegali būti teigiamas, neigiamas ir lygus nuliui. Oks.l. žymimas ženklu prieš skaitmenį. Neutraliame junginyje visų atomų oks.l. suma lygi nuliui. 1).Paprastų vieninių medž. oks.l. visada lygus nuliui. 2).metalų +1. 3). Katijonų +1. 4). Žemės šarminių metalų +2. 5) aliuminio +3. 6) deguonies –2. 7) vandenilio +1. Oksidacijos-redukcijos reakcijos yra tokios,kurioms vykstant pakinta reaguojančių medž. atomų oks. laipsniai.Kai atomai ,molekulės arba jonai atiduoda elektronus,vyksta oks.,o patys atomai, molekulės arba jonai yra reduktoriai. Kai atomai ,molekulės arba jonai prisijungia elektronus, vyksta redukcija,o patys atomai ,jonai yra oksidatoriai. Oksidacijos ir redukcijos procesai vyksta kartu: vieni atomai, molekulės arba jonai elektronus atiduoda, kiti- prisijungia. Oksidacijos ir redukcijos reakcijų lygčių koeficientai apskaičiuojami, remiantis tuo, kad atiduotų elektronų skaičius lygus prisijungtų elektronų skaičiui. Reakcijų lygčių koeficientai apskaičiuojami elektroniniu ir joniniu-elektroniniu būdu. Elektroniniu būdu apskaičiuojant koeficientus, vadovaujamasi oks.l. Joniniu –elektroniniu būdu skaičiuojant koeficientus į lygtis surašomi visi reaguojantys jonai. Oks.-redukcijos reakcijų tipai. 1.Tarpmolekulinės rekcijos, jų metu kinta skirtingų molekulių,atomų oks.l., tai dažniausiai pasitaikančios reakcijos. 2.Intermolekulinės arba vidinės, šių reakcijų metu kinta elementų oks.l. toje pačioje molekulėje. 3.Disproporcianavimo reakcijos, jų metu to paties elemento atomų oks.l. ir padidėja, ir sumažėja. 4.Amfoterizacijos reakcijos, jos yra atvirkščios disproporcianvimo reakcijoms. 7. Elektrodiniai potencialai. Jų matavimas. Galvaniniai elementai. Vandenyje metalų veikia polinės vandens molekulės ir metalas tirpsta. Prie metalo susikaupę teigiami metalo jonai tirpalą įelektrina teigiamai, o pats metalas įsielektrina neigiamai. Toks elektrinių krūvių išsidėstymas vadinamas dvigubu elektriniu sluoksniu. Tarp metalo ir tirpalo susidaro potencialų skirtumas, vadinamas elektroniniu potencialu. Įmerktas į tirpalą metalas vadinamas elektrodu. Neigiamas metalas pradeda iš vandens traukti teigiamus metalo jonus ir juos neutralizuoti. Po kurio laiko nusistovi pusiausvyra – kiek jonų pereina į tirpalą, tiek pat jų ant metalo netenka krūvio. Tarp metalo ir tirpalo nusistovi tam tikras potencialų skirtumas, vadinamas metalo pusiausvyros potencialu.potencialų skirtumą tarp metalo ir tirpalo tiesiogiai išmatuoti negalima. Jį randame tik kaip palyginamąjį dydį. Šis potencialas apskaičiuojamas, žinant elemento elektrovaros jėgą ir vieno elektrodo potencialą. Pagrindinis elektrodas, su kuriuo lyginami kiti, yra standartinis arba normalinis vandenilio elektrodas. Jis sudarytaas iš platinos plokštelės, padengtos puriu platinos sluoksniu ir įmerktas į sieros rūgšties tirpalą. Elektrodas veikia tartum vandenilio elektrodas. Potencialų skirtumas tarp vandeniliu prisotintos platinos ir H2SO4 tirpalo laikopmas lygus nukiui. Kuo neigiamesnis standartinis elektrodinis potencialas, tuo metalas stipresnis reduktorius. Elektrodinis potencialas priklauso nuo jonų koncentracijos. Galvaniniai elemtai – tai prietaisai, kuriuose ch. energija paverčiama elektros energija. 1.Voltos galvaninis elementas sudarytas iš vario ir cinko plokštelių, įmerktų į praskiestą sieros rūgštį. Šis elementas veikia trumpai. Nenaudojant elemento plokštelės išimamos iš rūgšties, nes cinkas rūgštyje tirpsta. 2.Danielio – Jakobio gal. el. sudarytas iš vario plokštelės, įmerktos į vario sulfato tirpalą ir cinko plokštelės, įmerktos į cinko sulfato tirpalą. Abu tirpalai atskirti puslaide diafragma. Iš cinko elektronai laidu teka į vario plokštelę, jo paviršiuje netenka krūvio vario jonai, ir varis nusėda ant plokštelės. 3.Koncentracinis gal. el. sudarytas iš teigiamo elektrodo – katodo, įmerkto į didesnės konc. tirpalą, anodo plokštelė, įmerkta į labiau praskiestą tirpalą. Kai metalo jonų aktyvumas nėra lygus 1, metalo elektrodinis potencialas φ apskaičiuojams iš Nerusko lygties : φ=φ0 +- (RT/nF)lna. Φ0 – metalo standartinis potencialas, R- dujų konstanta (8,314 Jk-1 mol-1), T- temperatūra – 298 K, n – jonų krūvis, F – Faradėjaus skaičius 96494 C, a – jonų aktyvumas. Įrašius šiuos duomenis į lygtį gauname φ=φ0+-(0,059/n)lga. 8. Elektrolizė, jos dėsniai, praktinis elektrolizės taikymas. Elektrolizė –oks.-redukcijos procesas, vykstantis,leidžiant per elektrolito tirpalą arba lydalą nuolatinę elektros srovę. Elektrolizės procese elektros energija paverčiama chemine energija. Elektrolizės metu katodo paviršiuje vyksta redukcijos, o anodo paviršiuje oksidacijos procesas. Procesai ant katodo. Vandeniliniuose tirpaluose, be elektrolito jonų dar yra H+ ir OH- jonų, kurie elektrolizėje atlieka svarbų vaidmenį. Pirmiausia redukuojasi tie jonai kurių potencialas yra teigiamiausias. Vandenilio viršįtampis yra jo jonų pusiausvyros potencialo ir išlydžio potencialoskirtumas. Vandenilio viršįtampis priklauso nuo metalo savybių, srovės tankio ir temperatūros. Didinant srovės tankį ir mažinant temperatūrą, viršįtampis didėja. Procesas ant anodo. Elektrolizei vartojami tirpieji ir netirpieji anodai. Tirpieji anodai elektrolizės procese tirpsta. Netirpieji anodai yra tik elektros laidininkai. Jie gaunami iš grafito, platinos, aukso. Ant netirpaus anodo oksiduojasi neigiamiausią potencialą turintys anijonai. Faradėjaus dėsniai: 1. vykstant elektrolizei išsiskyrusios medž. masės kiekis tiesiog proporcingas pratekėjusios pro tirpalą elektros kiekiui m=kQ Q=It, m-išsiskyrusios medž. kiekis g, k-elektrocheminis ekvivalentas, Q- elektros kiekis kulonais(C), I-srovės stiprumas A, t-laikas s. elektrocheminis ekvivalentas- tai medž. kiekis, kurį išskiria 1kulonas srovės. 2.Lygūs elektros kiekiai iš įvairių tirpalų išskiria cheminiams ekvivalentams proporcingus medž. kiekius k=E/96500. Vienam gramekvivalentui medž. išsiskirti reikia sunaudoti 96500 kulonų. Šis kulonų skaičius vadinamas Faradėjaus sk. Elektrolizei atlikti reikia tam tikro didumo elektros srovės įtampos. 1.Elektrocheminis metalų rafinavimas - tai metalų gryninimas elektrolizės būdu. Šiuo būdu gaunamas grynas varis, sidabras, švinas, alavas, nikelis. 2.Galvanoplastika - tai būdas reljefinių dirbinių metalinėms kopijoms gauti. Galvanoplastikoje dažniausiai vartojamas varis, rečiau- nikelis, sidabras, geležis. 3.Galvanostegija – tai metalo plono sluoksnio nusodinimas elektrolizės būdu ant kito metalo paviršiaus. Toks metalo sluoksnis vadinamas galvanostegine danga. Dangos būna labai grynos, lygios ir gerai sukibusios su dengiamuoju metalu. 9. Metalų korozija. Jos tipai. Korozijos produktai. Metalų korozija – tai metalų savaiminis irimas, vykstantis dėl metalų ir aplinkos cheminės ir elektrocheminės sąveikos. Korozija skirstoma į ištisinę ir vietinę. Ištisinė korozija vyksta visame metalo paviršiuje. Vietinė korozija apima kai kurias metalo vietas. Ji skirstoma įdėmėtąją ir židinių koroziją ir tarpkristalinę koroziją. Metalų korozija dar skirstoma į cheminę ir elektrocheminę. Ch. k. rūšis, dažnai pasitaikanti dujinė korozija – metalų virimas, veikiant dujoms arba orui aukštoje temp. Elektrocheminė k., metalų virimas aplinkoje, laidžioje elektros srovei, kai susidaro galvaninės poros, vadinamos koroziniais galvaniniais elementais. Metalų k. rūšys: 1.Atmosferinė metalų k. vyksta metalo paviršiuje, jos greitis priklauso nuo oro drėgmės, užterštumo laipsnio. 2.Požeminė k. – tai į gruntą įkastų vamzdžių, kabelių ir kitų įrenginių k.. Ji prasideda dėl nevienodos grunto sudėties, drėgmės, mikroorganizmų. 3.Klaidžiojančių srovių sukelta korozija. Klaidžiojančiomis vadinamos srovės, sklindančios iš įvairių elektros šaltinių. Elektrocheminė k. – tai metalų irimas aplinkoje, laidžioje elektros srovei, kai susidaro galvaninės poros. Koroziniuose elementuose anodu būna metalas, kuriame vyksta korozija. Katodu – besiliečiantis metalas. Koroziniuose galvaniniuose elementuose anodai ir katodai liečiasi, todėl jie yra trumpai sujungti ir nuolatos veikia. Veikiančiuose kor. gal. el. kyla poliarizacija, o dėl jos lėtėja korozija. Poliarizacija ir depoliarizacija skirstoma į anodinę ir katodinę. Anodinė poliarizacija prasideda sulėtėjus metalo jonizacijos procesui, susikaupus metalo jonams prie anodo ir susidarius anodo paviršiuje netirpių druskų, oksidų plėvelėms. Depoliarizacija sukeliama mažinant jonų konc. prie anodo. Katodinė poliarizacija (katodinio proceso sulėtėjimas) prasideda dėl nepakankamai greito elektronų jungimosi. Rūgščiouse tirpaluose elektronus prisijungia vandenilio jonai: tada vyksta k. su vandeniline depoliarizacija. Šarminiuose tirpaluose elektronus prisijungia vandens molekulės, vyksta vandenilinė depoliarizacija: 2H2O + 2e →H2 + 2OH-. Neutraliuose ir šarminiuose tirpaluose elektronus prisijungia elektrolite ištirpęs deguonis, vyksta deguoninė depoliarizacija: O2 + 2H2O + 4e →4OH- . Korozijos produktai skirstomi į pirminius ir antrinius. Produktai, gauti jonizoujantis metalui ir vykstant katodinei depoliarizacijai, vadinami pirminiais. Pirminiai produktai nuo anodo ir katodo difunduoja ir susitikę sureaguoja. Vyksta k. procesas. Susidarę produktai vadinami antriniais k. produktais. 10. Apsaugos nuo korozijos būdai. Metalams apsaugoti nuo k. taikomi šie būdai: legiravimas, apsauginės dangos, korozinės aplinkos aktyvumo mažinimas, elektrocheminė apsauga. Metalų pasyvacija – tai procesas, lėtinantis metalų jonizaciją, susidarant metalo paviršiuje oksidų ar kitų junginių plėvelėms. Metalai pasyvinami veikiant juos oksiduojančiomis medž., pridedant į metalą specialių priedų, oksiduojant nuolatine elektros srove. Geri pasyvatoriai yra konc. deguoninės rūgštys. Metalai legiruojami kitais metalais ir nemetalais. Padidinti metalo aktyvumui pridedama į metalą kito skysčio ir sumaišoma. Legiruojantis komponentas sudaro lydinio paviršiuje apsauginį oksidą, lėtinantį metalo oksidaciją, arba su metalu sudaro dvigubus mišrius oks., pasižyminčius geromis antikorozinėmis savybėmis. Metalams apsaugoti nuo korozijos dažniausiai taikomas apsauginės dangos. Jos būna metalinės, metalų junginių, nemetalinės. Apsauginės dangos dengiamos tik ant gerai nuvalyto metalo paviršiaus. Metalai valomi mechaniškai, chemiškai, elektrochemiškai. Ruošiant mechaniškai metalo paviršius valomas šepečiais, šratų arba smėlio srove, šlifuojamas, poliruojamas. Prie ch. ir elektrocheminio paviršiaus paruošimo priklauso riebalų , šalinimas, esdinimas, dekapiriavimas. Dangų valymo būdai: 1.Galvanoslėginis būdas. 2.Chem. Nusodinimas - tai metalinių dangų gavimas, redukuojant metalų jonus be elektros srovės. 3.Termodifuziniu būdu dangos gaunamos gaminį smarkiai kaitinant be oro su apsauginio metalo milteliais. 4.Metalavimo būdas – tai išlydyto metalo išpurškimas suslėgtu oru ant dengiamojo paviršiaus. 5.Karštuoju būdu metalinės dangos gaunamos įmerkiant dirbinį į išlydytą metalą. Metalinės dangos skirstomos į anodines ir katodines. Anodinės dangos gaunamos padengus metalinį dirbinį aktyvesniu metalu. Jos saugo metalą mechaniškai izoliuodamos jį nuo agresyvios aplinkos, elektrochemiškai, nes sužalojus dangą korozija ima vykti aktyvesniame metale. Katodinės d. gaunamos padengus metalą mažiau aktyviu metalu. Katodinės d. metalą saugo tik mechaniškai. Jas sužalojus, korozija ardo padengtąjį metalą. Katodinės d. blizga, todėl dažniausiai daromos dekoratyviniais sumetimais. Protektorinė apsauga sudaroma, sujungiant metalinį dirbinį su aktyvesniu metalu – protektoriumi. Protektorinė apsauga taikoma laivų sraigtams, vamzdžiams, požeminiams kabeliams.

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!