ĆWICZENIE PIERWSZE
Korozja – proces niszczenia materiałów będące wynikiem ich reakcji z otaczającym środowiskiem.
Podział zjawisk korozyjnych:
- rodzaj zniszczeń korozyjnych
- środowisko korozyjne
- mechanizm korozji
Korozja chemiczna – nie wiąże przepływu ładunku elektrycznego, zachodzi w wyniku działania suchych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu elektrycznego . Zachodzi w wysokich temperaturach, co uniemożliwia skraplanie się pary wodnej na powierzchni metali.
Korozja elektrochemiczna – zachodzi, gdy w środowisku korozyjnym jest woda, elektrolit i tlen z powietrza. Ma mechanizm elektrochemiczny, który polega na tworzeniu się ogniw korozyjnych na powierzchni metali.
Ochrona przed korozją:
- izolacja powierzchni chronionego przedmiotu od środowiska korozyjnego
- modyfikacje środowiska korozyjnego przez zastosowanie odpowiednich inhibitorów korozji
- zmiana potencjału elektrodowego chronionego przedmiotu
Podział powłok ochronnych:
- organiczne
- nieorganiczne
- metaliczne
Inhibitory korozji – substancje opóźniające procesy korozyjne. Są to najczęściej substancje dobrze adsorbujące się na powierzchni metalu.
Metody elektrochemiczne rozróżniane są na:
- ochronę katodową (polega na połączeniu chronionego elementu z ujemnym biegunem źródła prądu stałego. Elektrony dorowadzone powodują, że proces utleniania zachodzi, gdy doprowadzone elektrony natychmiast reagują z powstającymi jonami.
- ochrona protektorowa (polega na tym, że do konstrukcji chronionej dołącza się protektor w postaci metalu o potencjale elektrodowym niższym niż materiał chronionej konstrukcji. Materiał chronionej konstrukcji staje się katodą i nie ulega korozji.
- ochrona anodowa (polega na połączeniu chronionej konstrukcji z dodatnim biegunem źródła prądu stałego, co powoduje polaryzację anodową i przejście metalu stanowiącego anodę w stan pasywny.
ĆWICZENIE DRUGIE
Chemia analityczna – dyscyplina naukowa obejmująca zastosowanie wielu metod i technik w celu uzyskania i oszacowania jakościowych, ilościowych i strukturalnych informacji o istocie materii
- analiza jakościowa – to identyfikacja pierwiastków cząsteczek i/lub związków obecnych w analizowanej próbce
- analiza ilościowa – to oznaczenie ilości pierwiastków, cząsteczek lub związków obecnych w analizowanej probówce
- analiza strukturalna – to wyznaczanie przestrzennego rozmieszczenia atomów w cząsteczce lub identyfikacji grup funkcyjnych
Anality to pierwiastki, cząsteczki lub związki będące przedmiotem analizy
Matryca to pozostała część materiału lub próbki, w których znajduje się analit.
Metody analizy ilościowej dzieli się na:
- metody chemiczne (obejmują metody wagowe i metody objętościowe – miareczkowe)
- metody instrumentalne (do celów analitycznych wykorzystywane są zjawiska fizykochemiczne lub fizyczne i zależności mierzonych parametrów od stężenia analitu w badanej próbce
Analiza wagowa polega na dokładnym pomiarze masy oznaczanego składnika wydzielonego i analizowanego roztworu w postaci trudno rozpuszczalnego osadu o ustalonym składzie. W oznaczeniach wagowych należy ściśle zachować określone warunki strącania i technikę pracy w celu prawidłowego i ilościowego wytrącenia osadu .
Aby uzyskany osad mógł być wykorzystany w oznaczeniach ilościowych muszą być spełnione warunki:
- odczynnik strącający musi reagować z oznaczanym jonem tylko wg jednej reakcji
- osad musi być na tyle trudno rozpuszczalny, by wytrącenie było ilościowe
- osad musi nadawać się do sączenia i nie reagować z nadmiarem odczynnika
Analiza objętościowa (miareczkowa) polega na dodaniu równoważnej ilości roztworu odczynnika miareczkowanego i dokładnym pomiarze jego objętości. W tej analizie dodaje się ściśle równoważne ilości miarowanego roztworu odczynnika.
Punkt końcowy miareczkowania to punkt w którym kończy się miareczkowanie wskutek wyraźnej zmiany barwy wskaźnika, jaka zaszła w roztworze
Punkt równoważnikowy miareczkowania to punkt, w którym dodano teoretyczną ilośc odczynnika miareczkującego wynikająca ze stechiometrii reakcji.
Ćwiczenie trzecie
Kinetyka – badanie wpływu temperatury, ciśnienia i stężenia substancji chemicznych na szybkość reakcji
Szybkość reakcji chemicznej – określana jest jako ubytek ilość substratów lub przyrost reakcji w jednostce czasu.
Reakcje chemiczne:
- homogeniczne (zachodzą wyłącznie w obrębie jednej fazy np. zobojętnianie)
- heterogeniczne (zachodzą na granicy różnych faz np. procesy adsorpcji)
Rodniki – powstają kiedy rozpada się cząsteczka chloru na atomy z niesparowanymi elektronami akt reakcyjny (elementarny) – rozpad cząsteczek i przegrupowanie atomów w cząsteczkach
Zespół reakcyjny – reagenty wchodzące w akt elementarny
Cząsteczkowość – określa liczbę cząsteczek, atomów lub jonów tworzących zespół reakcyjny w danym etapie
Szybkość reakcji chemicznej definiowana jest jako iloraz zmiany ilości reagentów przez zmianę czasu, w którym reakcja zachodzi
Równanie kinetyczne reakcji – równanie matematyczne wyrażające zależność szybkości reakcji chemicznej od substancji wpływających na szybkość
Czas połowicznego zaniku to czas, po którym stężenie substratu zmniejszy się do połowy początkowej wartości.
Zjawisko katalizy polega na zmianie szybkości reakcji chemicznych pod wpływem pewnych substancji tzw. katalizatorów
Kataliza dodatnia – proces przyspieszenia biegu reakcji chemicznych przez wprowadzenie katalizatorów
Kataliza ujemna – proces opóźnienia biegu reakcji chemicznych przez wprowadzenie inhibitorów (katalizatorów ujemnych)
ĆWICZENIE CZWARTE
Statyka – zajmuje się układami, w których został osiągnięty stan równowagi dynamicznej.
Stan równowagi dynamicznej polega na tym, że szybkość reakcji zachodzących wg równania stechiometrycznego w obu kierunkach są sobie równe.
Reguła Le Chateliera i Browna (tzw. Reguła przekory):
Jeżeli na układ znajdujący się w stanie równowagi podziałamy jakimś bodźcem z zewnątrz, to w układzie zajdą takie przemiany, które działanie tego bodźca zmniejszą, powodując przejście układu do nowego stanu równowagi.
wpływ temperatury na stan równowagi:
- dla reakcji endotermicznych (pochłanianie ciepła) wzrost temperatury przesuwa równowagę w kierunku kompensacji tej zmiany i powoduje wzrost stężenia produktów, czyli prowadzi do zwiększenia wydajności reakcji endotermicznej.
- dla reakcji egzotermicznych (wydzielanie ciepła) wzrost temperatury przesuwa równowagę w kierunku odwrotnym i powoduje zmniejszenie stężenia produktów, czyli prowadzi do zmniejszenia wydajności reakcji egzotermicznej.
2. wpływ cieśnienia na stan równowagi:
Zmiana ciśnienia wywiera wpływ na wydajność reakcji chemicznych zachodzących w fazie gazowej, wtedy gdy w równaniu reakcji sumaryczna liczba moli produktów nie jest taka sama jak sumaryczna liczba moli substratów reakcji
ĆWICZENIE OSTATNIE
Elektrolity – substancje rozpuszczające się w rozpuszczalnikach polarnych (rozpadają się samorzutnie na kationy + i aniony -). Mają zdolność przewodzenia prądu.
Dysocjacja elektrolityczna to proces samorzutnego rozpadu elektrolitu na jony w roztworze wodnym lub innego rozpuszczalnika polarnego.
Podział elektrolitów wg. Arrheniusa:
- kwasy (podczas rozpuszczania w wodzie dysocjują całkowicie lub częściowo na kationy wodorowe i aniony reszt kwasowych)
- zasady (związki chemiczne, które po rozpuszczeniu w wodzie dysocjują całkowicie lub częściowo na jon wodorotlenowy OH- i kation zasady)
- sole (po rozpuszczeniu w wodzie dysocjują całkowicie na kationy metali (lub amonu) i aniony reszt kwasowych
Kwas – związek, który w reakcji jest zdolny do pobierania protonu, jest akceptorem protonu
Stopień dysocjacji – liczba określająca jaka część elektrolitu ulega dysocjacji
Stała dysocjacji – stosunek iloczynu stężeń molowych jonów do stężenia molowego cząsteczek niezdysocjowanych
Mocne elektrolity: prawie wszystkie sole, wodorotlenki litowców i berylowców, kwas solny HCL, azotowy V HNO3, chlorowy VII HCIO4, siarkowy VI H2SO4
pH – wykładnik stężeń jonów wodorowych w roztworze
roztwory buforowe – roztwory o ściśle określonym składzie, mające zdolność zachowywania stałej wartości pH podczas rozcieńczania lub zatężania
hydroliza soli – reakcje jonowe zachodzące między jonami soli rozpuszczonych w wodzie i wodą.