Grupa funkcyjna X: azotowa, azoksylowa, estrowa, węglanowa, etanowa

Grupa R i R’: alkilowa, nitrowa, cyjanowa, halogenkowa, izocyjankowa, alkoksylowa

A’

A

CHE M IA MA TER IA Ó W 2011

Ł

1.

Zasada działania baterii słonecznych

Baterie s oneczne

ł

to urz dzenia elektroniczne, które wykorzystuj zjawisko fotowoltaiczne do zamiany

ą

ą

wiat a na pr d elektryczny. Panel baterii s onecznej zbudowany jest z ma ych ogniw. Ogniwa te zbudowane

ś

ł

ą

ł

ł

s z krystalicznego krzemu domieszkowanego warstwami lub z cienkich warstw pó przewodników, zwykle

ą

ł

uwodnionego krzemu amorficznego zwykle domieszkowanego (czasem arsenku galu).

Zjawisko fotoelektryczne wewn trzne

ę

inaczej

fotogalwaniczne

znalaz o zastosowanie w ogniwach fotoelektrycznych powszechnie zwanych bateriami s onecznymi. Na

ł

ł

rysunku pokazano budow typowego ogniwa krzemowego. Takie ogniwo wykonuje si z pó przewodnika

ę

ę

ł

typu p (wi cej jest w nim dziur ni swobodnych elektronów) pokrytego warstw pó przewodnika typu n

ę

ż

ą

ł

(przewa aj w nim swobodne elektrony) o grubo ci tylko 1mm, a wi c wystarczaj co cienk , aby móc atwo

ż ą

ś

ę

ą

ą

ł

przepu ci wiat o dochodz ce do warstwy zaporowej. Poch oni te fotony wiat a wybijaj elektrony z sieci

ś ć ś

ł

ą

ł ę

ś

ł

ą

krystalicznej i staj si swobodne, a jednocze nie tworz si dziury. Pod wp ywem wewn trznego pola

ą ę

ś

ą ę

ł

ę

elektrycznego w warstwie nast puje dyfuzja czyli przej cie dziur do obszaru p pó przewodnika, a

ę

ś

ł

elektronów do obszaru n. Elektrony, które przesz y do obszaru n aduj t cz

pó przewodnika ujemnie,

ł

ł

ą ę ęść ł

natomiast dziury aduj obszar p pó przewodnika dodatnio. Pomi dzy obiema cz ciami pó przewodnika

ł

ą

ł

ę

ęś

ł

powstaje wi c ró nica potencja ów. Je li obszary p i n po czymy przewodem na zewn trz ogniwa, to

ę

ż

ł

ś

łą

ą

pop ynie pr d w kierunku przeciwnym do kierunku przewodzenia diody.

ł

ą

2.

Efekt fotowoltaiczny

Zjawisko fotowoltaiczne

(efekt fotowoltaiczny) - zjawisko polegaj ce na powstaniu

ą

si y

ł

elektromotorycznej w ciele sta ym pod wp ywem promieniowania

ł

ł

wietlnego

ś

. W zwi zku z tym nale y do

ą

ż

zjawisk fotoelektrycznych wewn trznych. Zjawisko fotowoltaiczne jako pierwszy zauwa y w roku

ę

ż ł

1839

Aleksander Edmund Becquerel

.

Zjawisko to jest wykorzystywane w ogniwach fotowoltaicznych, które coraz cz ciej zast puj inne rodzaje

ęś

ę ą

róde energii.

ź

ł

KRZE M T YP N

Aby wyst pi efekt fotowoltaiczny do kryszta u krzemu wprowadzamy domieszki fosforu, lub boru. Fosforem domieszkuje si tzw.

ą ł

ł

ę

Krzem typu n. W siatce krystalicznej atom fosforu zajmuje miejsce jednego z atomów krzemu, z tym, e fosfor ma nie cztery, lecz

ż

pi

elektronów walencyjnych, zatem w naszym pojedynczym krysztale pojawia si dodatkowy elektron, a kryszta jako ca o

ęć

ę

ł

ł ść

b dzie mia adunek ujemny.

ę

ł ł

KR ZE M T YP P

Wprowadzaj c domieszki boru zamiast fosforu ja w z czu typu n uzyskujemy tzw. Krzem typu p. Atom boru zajmuje w krysztale

ą

łą

miejsce atomu krzemu, przy czym atom boru ma trzy elektrony walencyjne. W krysztale tym pojawia si wi c tzw. Dziura, kryszta

ę ę

ł

uzyskuje adunek dodatni.

ł

Z

C ZE P-N

ŁĄ

Efekt fotoelektryczny wyst puje, gdy czy si ze sob w ramach jednego kryszta u dwa rodzaje pó przewodników. Miejsce styku

ę

łą

ę

ą

ł

ł

dwóch rodzajów pó przewodnika nazywa si z czem p-n. Kiedy do ogniwa doprowadzimy niewielk ilo

energii, na przyk ad

ł

ę łą

ą

ść

ł

wiat o, nadmiar elektronów z obszaru n przep ywa przez z cze do obszaru p.

ś

ł

ł

łą

PR D DZ IUROWY

Ą

Elektrony zape niaj dziury w obszarze p, natomiast nowe dziury pojawiaj si w obszarze n. Zjawisko takie

ł

ą

ą ę

nosi nazw pr du dziurowego. Je eli do obszarów n i p doprowadzimy metalowe kontakty, to na kontakcie

ę ą

ż

obszaru p b dziemy mieli adunek ujemny, a na kontakcie obszaru n adunek dodatni. Gdy zamkniemy

ę

ł

ł

obwód pop ynie pr d elektryczny. W fotoogniwie energia z zewn trz jest doprowadzana do z cza p-n w

ł

ą

ą

łą

postaci fotonów.

3.

Otrzymywanie, właściwości i zastosowane powłok niklowych

Pow oki niklowe stosuje si jako:

ł

ę

- pow oki dekoracyjne

ł

- pow oki ochronno – dekoracyjne

ł

- materia y w galwanoplastyce i przemy le

ł

ś

Nikiel jest odporny na korozj . Zwi ksza on wytrzyma o materia y i odporno na korozj .

ę

ę

ł ść

ł

ść

ę

Nikiel otrzymuje si przez ró ne k piele.

ę

ż

ą

K piel Wattsa

ą

: NiSO

4

, NiCl

2

, H

2

BO

3

Z tej k pieli tworzy si pow oki jako podstawy pod pow oki miedziane. Powstaj warstwy twarde,

ą

ę

ł

ł

ą

drobnokrystaliczne i ma o plastyczne.

ł

K piel do niklowania z po yskiem

ą

ł

. Stosowane s do nak adania b yszcz cych pow ok dekoracyjnych pod

ą

ł

ł

ą

ł

pow ok chromow , która umo liwia przetrzymanie przez d ugi czas niezmiennego wygl du wyrobu, nie

ł ą

ą

ż

ł

ą

wymagaj polerowania. Do tych k pieli stosuje si ró ne dodatki zwil aj ce, kompleksuj ce, blaskotwórcze

ą

ą

ę ż

ż ą

ą

itp.

K piele amidosulfonianowe

ą

. Stosuje si do niklowania obwodów drukowanych matryc. Podstawowym

ę

sk adnikiem jest Ni(H

ł

2

NSO

3

)

2

– amidosulfonian niklawy. Materia y cechuj si dobr przewodno ci

ł

ą ę

ą

ś ą

elektryczn , drobnoziarnisto ci , s twarde a zarazem bardzo plastyczne.

ą

ś ą ą

4.

Klasyfikacja polimerów i ich skróty

Klasyfikacja:

a)

ze wzgl du na pochodzenie:

ę



syntetyczne



neutralne



modyfikowane

b)

ze wzgl du na topologi :

ę

ę



liniowe (PE, teflon)



rozga zione

łę



drabinkowe



usieciowane



cykliczne

c)

ze wzgl du na jednorodno budowy chemicznej:

ę

ść



blokowy



szczepiony



naprzemienny



gradientowy



statystyczny

d)

ze wzgl du na budow :

ę

ę



polieter



poliamid



poliester



poliw glan

ę



polipeptyd



polistyren itp.

Skróty i ich rozwini cia:

ę

PP

polipropylen (zabawki, pojemniki)

PE

polietylen (folie)

PCV

polichlorek winylu (rury, kleje)

POM

politlenek metylenu (ko a z bate, kostka granitowa)

ł ę

ABS

poliakrylonitryl, butadien, styren (AGD, sprz t sportowy)

ę

PBT

politereftalen butylenu (warstwa izolacyjna)

PC

poliw glan (dachy, panele)

ę

PA

poliamid, nylon (ubrania)

PPS

polisiarczek fenylenu

LCD

polimer ciek okrystaliczny

ł

PES

polieterosulfon

PEEK

polieteroeterokaton

PI

poliimid

5.

Wielkości decydujące o strukturze kryształu

6.

Kompozyty - charakterystyka

Kompozyty

s to tworzywa sk adaj ce si z dwóch lub wi cej faz o w a ciwo ciach nieosi galnych w

ą

ł

ą

ę

ę

ł ś

ś

ą

adnym innym materiale. W a ciwo ci nigdy nie s sum ani redni w a ciwo ci sk adowych. Zazwyczaj

ż

ł ś

ś

ą

ą

ś

ą ł ś

ś

ł

jeden z komponentów stanowi lepiszcze – gwarantuje spójno , twardo , elastyczno i odporno na

ść

ść

ść

ść

ciskanie, a drugi stanowi komponent konstrukcyjny – zapewnia wi kszo

pozosta ych w asno ci

ś

ę

ść

ł

ł

ś

mechanicznych kompozytu.

Podzia kompozytów:

ł

a)

umacniane cz stkami – dyspersyjne

ą

b)

umacniane w óknami – w ókniste

ł

ł



umacniane w óknami ci tymi

ł

ę



umacniane w óknami ci g ymi

ł

ą ł

c)

ze wzgl du na osnow :

ę

ę



polimerowe ( ywice termoutwardzalne jak fenoplasty i aminoplasty, duroplasty chemoutwardzalne, sylikony,

ż

tworzywa termoplastyczne)



metaliczne

i.

osnowa ze stopu metali lekkich (Mg, Al, Ti)

ii.

osnowa ze stopu srebra i miedzi

iii.

osnowa ze stopu niklu

iv.

osnowa ze stopu o owiu i cynku

ł



ceramiczne (cement i gips, materia y hutnicze g ównie ogniotrwa e, materia y stosowane w elektronice)

ł

ł

ł

ł

d)

ze wzgl du na struktur wewn trzn :

ę

ę

ę

ą



strukturalne – wyst puj ci g e struktury komponentów konstrukcyjnych – warstwy, pr ty lub regularne struktury

ę ą ą ł

ę

trójwymiarowe.



laminaty – sk adaj si z w ókien zatopionych w lepiszczach. W zalezno ci od uporz dkowania w ókien, wyró nia si :

ł

ą ę

ł

ś

ą

ł

ż

ę

i.

ta my kompozytowe (w ókna w jednym kierunku)

ś

ł

ii.

maty kompozytowe (w ókna u o one w dwóch prostopad ych kierunkach)

ł

ł ż

ł

iii.

u o enie nieregularne

ł ż

Kompozyt sk ada si z

ł

ę

osnowy

i

zbrojenia

, które ma znacznie lepsze w a ciwo ci mechaniczne. Zbrojenie

ł ś

ś

mo e mie posta proszku lub w ókien. Poprawia w a ciwo ci mechaniczne i/lub u ytkowe wyrobu oraz

ż

ć

ć

ł

ł ś

ś

ż

niekiedy zmniejsza koszt wsadu surowcowego.

Osnowa

– polimer, metal (tytan, glin, mied ) lub ceramika (tlenek glinu). Materia y te ró ni si ze wzgl du

ź

ł

ż ą ę

ę

na: wytrzyma o na rozci ganie, oporno na kruche p kanie, sztywno , temperatura u ytkowania i ci ar

ł ść

ą

ść

ę

ść

ż

ęż

w a ciwy. Najcz ciej osnow stanowi polimery ze wzgl dy na ich ma y ci ar w a ciwy.

ł ś

ęś

ę

ą

ę

ł

ęż

ł ś

Osnowa pe ni nast puj ce funkcje:

ł

ę ą



utrzymuje razem uzbrojenie



zapewnia wytrzyma o na ciskanie

ł ść

ś



przenosi napr enie zewn trzne na zbrojenie

ęż

ę



zatrzymuje rozprzestrzenianie si p kni

ę ę ęć



nadaje wyrobom

dany kszta t

żą

ł

Najpowszechniejsze kompozyty: elazo – beton, eternit, szk o zbrojone siatk metalow , w gliki spiekane,

ż

ł

ą

ą ę

cermetale.

7.

Nanoproszki

Nanoproszki

to cia a sta e o rednicy nanometrycznej, przyjmuje si e s zbudowane z elementarnych

ł

ł

ś

ę ż ą

cz stek (krystalitów) mniejszych ni 20nm. W Polsce syntezowana jest krzemionka amorficzna z

ą

ż

nanocz steczkami srebra.

ą

Nanoproszki nadaje w a ciwo ci bakteriostatyczne, czyli hamuje wzrost bakterii i niweluje przykre zapachy.

ł ś

ś

Jest wykorzystywany w przemy le w ókienniczym, tworzyw sztucznych i farb. Nanoproszki wykorzystuje

ś

ł

si jako nape niacze w produkcji nanokompozytów polimerowych i w produkcji farb.

ę

ł

Nanoproszki tworzy si metod kondensacyjn („Botton-up”) gdzie cz stki powstaj wskutek agregacji

ę

ą

ą

ą

ą

moleku rozproszonych w fazie ciek ej lub gazowej. Zalet jest mo liwo

uzyskania niemal

ł

ł

ą

ż

ść

monodyspersyjnych, sferycznych cz stek o najwy szej czysto ci. Wad jest ma a wydajno .

ą

ż

ś

ą

ł

ść

M yny pere kowe najcz ciej s eksploatowane na mokro. Stosowane do rozdrabniania surowców oraz

ł

ł

ęś

ą

pigmentów i produktów procesu „Bottom-up”. Nanoproszki podczas mielenia na mokro w m ynach

ł

pere kowych uzyskuje si cz steczki niekoniecznie w formie kulistej. Produkt wyst puje jako cz stki

ł

ę ą

ę

ą

pierwotne ustabilizowane w zawiesinie i w wielu zastosowaniach mo e by poddany dalszej obróbce bez

ż

ć

dodatkowych czynno ci. Zalet jest du a wydajno .

ś

ą

ż

ść

8.

Biomateriały - charakterystyka

Biomateria

ł

to materia z którego mo na produkowa urz dzenia i elementy, maj ce bezpo redni kontakt z

ł

ż

ć

ą

ą

ś

tkankami organizmu. Podstawow cech biomateria ów jest ich biozgodno , czyli brak toksyczno ci oraz

ą

ą

ł

ść

ś

minimalne oddzia ywanie na system immunologiczny. Biomateria y maj ce kontakt z krwi nie mog

ł

ł

ą

ą

ą

wywo ywa hemolizy.

ł

ć

Najcz ciej stosowane biomateria y:

ęś

ł



polimery naturalne (kolagen, celuloza, chityna, skrobia)



polimery syntetyczne (PE, polisiloksany)



polimery pó syntetyczne – modyfikowane biopolimery, takie jak oczyszczona chityna

ł



materia y ceramiczne

ł



niektóre metale i ich stopy



biomateria y w glowe

ł

ę

9.

Biomateriały ceramiczne i węglowe

Biomateria y ceramiczne

ł

s to tworzywa ma o odporne na zginanie, s kruche. S nieodporne na

ą

ł

ą

ą

obci enia dynamiczne i nie wykazuj odkszta calno ci. Wykazuj du twardo i odporno na cieranie

ąż

ą

ł

ś

ą żą

ść

ść

ś

oraz korozj w rodowisku tkanek i p ynów ustrojowych minimalizuj , lecz nie eliminuj zu ywania si

ę

ś

ł

ą

ą ż

ę

materia ów bioceramicznych po d ugim u ytkowaniu.

ł

ł

ż

Najwa niejsz zalet bioceramiki jest to, e przy odpowiedniej porowato ci materia u wrasta w ni tkanka.

ż

ą

ą

ż

ś

ł

ą

Do porów o regulowanej wielko ci wrastaj unaczynione tkanki mi kkie oraz kapilary z osteocytami. Zatem

ś

ą

ę

na bazie ceramicznego rusztowania rozwija si nowa, zregenerowana ko . Bioceramik ma porównywaln z

ę

ść

ą

ko ci g sto i wspó czynnik tarcia.

ś ą ę ść

ł

Bezporowa ceramika znalaz a zastosowanie w endoprotezach stawowych, szczególnie na g ówki osadzone

ł

ł

na trzpieniu.
Kategorie materia ów bioceramicznych:

ł

a)

resorbowane w organizmie

b)

z kontrolowan reaktywno ci powierzchniow

ą

ś ą

ą

c)

oboj tne

ę

Materia y ceramiczne wykorzystywane s najcz ciej w ortopedii i stomatologii. Jednym z biomateria ów

ł

ą

ęś

ł

jest ceramika korundowa – g . Sk adnikiem jest korund (tl. glinu) – dzi ki temu materia ma dobr

ł

ł

ę

ł

ą

wytrzyma o mechaniczn , odpowiedni g sto , biozgodno , jest stosowany na endoprotezy stawów.

ł ść

ą

ą ę ść

ść

Biomateria y w glowe

ł

ę

charakteryzuje:

a)

dobra biozgodno w rodowisku tkanek

ść ś

b)

oboj tno elektryczna warunkuj ca dobr hemozgodno

ę ść

ą

ą

ść

c)

dobre w a ciwo ci fizykochemiczne

ł ś

ś

d)

odporno na dzia anie promieniowania jonizuj cego i niejonizuj cego

ść

ł

ą

ą

Biomateria y w glowe jako materia y funkcjonalne mo na podzieli na:

ł

ę

ł

ż

ć

a)

warstwy w glowe

ę

b)

materia y kompozytowe

ł

Implanty w glowe s najcz ciej stosowane na protezy ci gien, wi zade , elementy zespalaj ce ko ci.

ę

ą

ęś

ś ę

ę

ł

ą

ś

P ytki w glowe doskonale nadaj si do zespalania ko ci. W giel amorficzny (szklisty) jest stosowany do

ł

ę

ą ę

ś

ę

pokrywania protez naczyniowych, zastawek serca, membran wytwarzanych z polimerów syntetycznych oraz
do stomatologicznych wszczepów ródkostnych.

ś

10.

Biodegradacja

Biodegradacja

to biochemiczny rozk ad zwi zków organicznych przez organizmy ywe (bakterie,

ł

ą

ż

pierwotniaki, promieniowce, grzyby, glony) na prostsze sk adniki chemiczne. Termin ten u ywany jest

ł

ż

zazwyczaj dla substancji szkodliwych takich jak np. pestycydy.
Biodegradacj wykorzystuje si m.in. w biologicznych oczyszczalniach cieków oraz stawach biologicznych

ę

ę

ś

(s u cych do fermentacyjnego rozk adu cieków np. z cukrowni). Konieczna jest do tego odpowiednia

ł żą

ł

ś

temperatura i brak substancji toksycznych takich jak detergenty lub pestycydy. Biodegradacja ma
zastosowanie przy produkcji biogazów z odpadów i cieków, biomasy paszowej, a tak e pestycydów.

ś

ż

W medycynie biodegradacj nazywamy proces utraty odpowiednich w a ciwo ci fizyko-chemicznych

ą

ł ś

ś

biomateria u z którego wykonany jest wszczep, na skutek dzia ania organizmu. W przeciwie stwie do

ł

ł

ń

resorpcji, jest to zjawisko nie po dane.

żą

11.

Recykling

Recykling

to metoda ochrony rodowiska naturalnego. Jej zadaniem jest ograniczenie zu ycia surowców

ś

ż

naturalnych oraz zmniejszenie ilo ci odpadów. Jest to proces wielokrotnego wykorzystania tych samych

ś

materia ów. Chronione s w ten sposób nieodnawialne lub trudno odnawialne ród a surowców przy

ł

ą

ź ł

jednoczesnym ograniczeniu odpadów. Po rednio rodowisko naturalne jest chronione tak e przez

ś

ś

ż

ograniczenie zu ycia surowców energetycznych, niezb dnych do pozyskania surowców z natury i

ż

ę

pó niejszego zagospodarowania ich odpadów.

ź

Rodzaje recyklingu:

a)

ponowne zastosowanie – powtarzaj ce si zastosowanie materia u lub produktu w tym samym celu (np. butelki na

ą

ę

ł

wymian )

ę

b)

dalsze zastosowanie – u ycie odpadów do nowych zastosowa po odpowiedniej przeróbce fizycznej, chemicznej lub

ż

ń

biologicznej (np. granulacja zu ytych tworzyw sztucznych)

ż

c)

ponowne zu ytkowanie – odzyskiwanie odpadów chemicznych ze mieci i ponowne wprowadzenie ich do produkcji (np.

ż

ś

u ycie wraków samochodowych w stalowniach)

ż

Charakterystyka recyklingu ze wzgl du na specyfikacj technologii:

ę

ę

a)

materia owy (ponowne przetwarzanie odpadów w produkt u ytkowy)

ł

ż

b)

surowcowy (polega na odzyskiwaniu surowców u ytych do produkcji danego wyrobu)

ż

c)

energetyczny (cz ciowy odzysk energii zu ytej na wytworzenie wyrobów)

ęś

ż

Recykling materia owy – zazwyczaj wyrób jest o innym przeznaczeniu ni pierwotny, co tworzy system

ł

ż

kaskadowy, przez co kolejny poziom mam ni sze wymagania. Metoda ta pozwala na przetwórstwo

ż

materia ów wtórnych z du wydajno ci i przy dobrej jako ci wyrobów.

ł

żą

ś ą

ś

Recykling surowcowy – podstawow zalet jest mo liwo przeróbki tworzyw bez ich segregacji. Du e

ą

ą

ż

ść

ż

wymagania np. temperatury, ci nienia, skomplikowana aparatura ogranicza rozwój tej metody.

ś

12.

Reakcje metali z wodą, kwasami i zasadami

Reakcje z wod :

ą



wszystkie litowce reaguj

ą



z berylowców beryl nie roztwarza si

ę



magnez reaguje na gor co

ą



produktem jest wodorotlenek i wodór

Reakcja z wodorotlenkiem:



cynk, cyna i glin roztwarzaj si z wydzieleniem wodoru, bo s substancjami amfoterycznymi, tworz si zwi zki

ą ę

ą

ą ę

ą

kompleksowe



pozosta e metale tworz sole

ł

ą

Reakcja z kwasami:



wodór wypierany jest przez metale o ujemnym potencjale elektrochemicznym (metale nieszlachetne)



metale szlachetne roztwarzaj si w roztworach silnych utleniaczy np. HNO

ą ę

3

lub gor cy H

ą

2

SO

4



z oto, platyna i pallad roztwarzaj si jedynie w wodzie królewskiej – jest to mieszanina HCl i HNO

ł

ą ę

3

w stosunku 3:1

HCl + HNO

3

= H

+

+ NO

3

-

+ Cl

-

Roztwarzanie platyny i z ota:

ł

3Pt + 16H

+

+ 4NO

3

-

+ 18Cl

-

= 3PtCl

6

2-

+ 4NO + 8H

2

O

Au + 4H

+

+ NO

3

-

+ 4Cl

-

= AuCl

4

-

+ NO + 2H

2

O



pasywacja dla Be, Al, Cr w st ony kwasie azotowym; Pb – st ony kwas solny, siarkowy

ęż

ęż

13.

Proces wielkopiecowy

Produkty: ruda elaza, koks, topniki

ż

Substraty: u el i surówka, gaz wielkopiecowy

ż ż

W górnej cz ci pieca zachodz reakcje utleniania w gla, które prowadz do powstania tlenku w gla (II):

ęś

ą

ę

ą

ę

C + O

2

= CO

2

CO

2

+ C = 2 CO

Tlenek ten atwo reaguje ze stopion , w wysokiej temperaturze, pod wp ywem topników rud elaza.

ł

ą

ł

ą ż

Zachodz nast puj ce reakcje:

ą

ę ą

3 Fe

2

O

3

+ CO = 2 Fe

3

O

4

+ CO

2

Fe

3

O

4

+ CO = 3 FeO + CO

2

FeO + CO = Fe + CO

2

Jest to tzw. redukcja cz ciowa, redukcja w a ciwa, czyli redukcja w glem zachodzi w dolnej strefie

ęś

ł ś

ę

wielkiego pieca, w której panuje najwy sza temperatura, dochodz ca do ok. 1200 - 1500

ż

ą

o

C.

FeO + C = Fe + CO

Jednocze nie z reakcja pomi dzy w glem , a tlenkami elaza, odbywa si reakcja z topnikami oraz innymi zanieczyszczeniami

ś

ę

ę

ż

ę

obecnymi w mieszaninie. W efekcie powstaje ciek y u el, czyli produkt uboczny zawieraj cy stopione substancje mineralne. u el

ł ż ż

ą

Ż ż

jest l ejszy do surówki, wi c oddziela si od niej i wyp ywa na jej powierzchni . Pod wp ywem powolnego ozi biania surówki, czyli

ż

ę

ę

ł

ę

ł

ę

pierwszego produktu procesu wielkopiecowego, cz

w gla wykrystalizowuje si w postaci grafitu. Powstaj ce w du ych ilo ciach

ęść ę

ę

ą

ż

ś

gazy: tlenki w gla, s ponownie wykorzystywane do ogrzewania pieca. Proces wielkopiecowy jest przeprowadzany nieprzerwanie.

ę

ą

14.

Topienie strefowe

Topienie strefowe

to metoda otrzymywania czystych materia ów ze stopów. Stop poddany topnieniu

ł

strefowemu odlany jest w kszta cie pr ta, wzd u niego przesuwa si pier cieniowy grzejnik, powoduj c

ł

ę

ł ż

ę

ś

ą

lokalne topienie stopu a potem jego krzepni cie. Kryszta y wydzielaj ce si w strefie krzepni cia wykazuj

ę

ł

ą

ę

ę

ą

wi ksz czysto ni te, w materiale wyj ciowym. Zanieczyszczenia przesuwaj si wzd u strefy topnienia

ę ą

ść ż

ś

ą ę

ł ż

do jednego z ko ców pr ta. Metoda ta jest stosowana do uzyskiwania materia ów pó przewodnikowych.

ń

ę

ł

ł

15.

Schemat otrzymywania glinu metodą Herolta - Holla

Podstawowy proces u ywany do elektrolitycznego otrzymywania aluminium.

ż

W procesie tym tlenek aluminium (Al

2

O

3

), uprzednio otrzymany z boksytu, jest rozk adany elektrolitycznie na metaliczny glin oraz

ł

gazowy tlen. Proces ten zachodz cy w sposób ci g y, rozpoczyna si od etapu rozpuszczenia tlenku aluminium w kriolicie

ą

ą ł

ę

wype niaj cym wann elektrolityczn . Uzyskiwany elektrolit wykazuje wysok rezystancj powoduj c wydzielenie du ych ilo ci

ł

ą

ę

ą

ą

ę

ą ą

ż

ś

ciep a podczas przep ywu pr du, dzi ki czemu elektrolit mo e by utrzymywany w stanie ciek ym bez dodatkowego ogrzewania.

ł

ł

ą

ę

ż

ć

ł

16.

Otrzymywanie tytanu wysokiej czystości w procesie van Arkela

W metodzie tej mieszanin sproszkowanego metalu z niewielk ilo ci jodu ogrzewa si do temperatury 700 K. Powstaj ce w tych

ę

ą ś ą

ę

ą

warunkach pary jodku tytanu TiI

4

rozk adaj si na cienkim druciku wolframowym znajduj cym si w komorze reakcyjnej i

ł

ą ę

ą

ę

ogrzewanym za pomoc pr du elektrycznego. Tak powsta y tytan tworzy zwart warstw na druciku wolframowym.

ą ą

ł

ą

ę

17.

Chemiczna depozycja par

18.

Różnica pomiędzy makrocząsteczką, monomerem i merem

Makrocz steczka

ą

jest to cz steczka zbudowana z monomerów i najcz ciej przyjmuje posta nici.

ą

ęś

ć

Naturaln makrocz steczk jest ni DNA, a syntetycznymi s polimery.

ą

ą

ą

ć

ą

Monomery

to cz steczki o stosunkowo niewielkiej masie atomowej. Maj zdolno do czenia si z takimi

ą

ą

ść

łą

ę

samymi lub innymi cz steczkami ze wzgl du na wyst powanie wi za nienasyconych, reaktywne grupy

ą

ę

ę

ą ń

chemiczne lub nietrwa y pier cie . Po po czeniu tworz makrocz steczk .

ł

ś ń

łą

ą

ą

ę

Mer

zawiera tak sam liczb i rodzaj atomów jak monomer u yty do wytwarzania polimeru z wyj tkiem

ą

ą

ę

ż

ą

atomów odczepionych np. podczas polimeryzacji. Od cz stki monomeru ró ni si zwykle brakiem jednego

ą

ż

ę

podwójnego wi zania mi dzy uk adem atomów.

ą

ę

ł

19.

Budowa polimerów amorficznych i krystalicznych

Polimery amorficzne

s niezdolne do krystalizacji. W niskiej temperaturze i/lub przy szybkich

ą

odkszta ceniach s twarde, kruche jak szk o. Po przekroczeniu temperatury zeszklenia przechodz w stan

ł

ą

ł

ą

elastyczny („kauczukopodobny”). W jeszcze wy szej temperaturze jest to lepka ciecz. Charakteryzuj si

ż

ą ę

przypadkowym u o eniem makrocz steczek. Ciek e kryszta y s dwój omne, tzn. posiadaj dwa

ł ż

ą

ł

ł

ą

ł

ą

wspó czynniki za amania. Maj w a ciwo ci lepko spr yste.

ł

ł

ą ł ś

ś

ęż

Budowa:

R X R’

Stan krystaliczny

polimerów wyst puje znacznie rzadziej ni amorficzny. Polimery te odznaczaj si du

ę

ż

ą ę żą

regularno ci i symetri w budowie a cucha. Tworz one charakterystyczne kryszta y takie jak np.

ś ą

ą

ł ń

ą

ł

listwowe, w ókniste.

ł

20.

Podział włókien

W ókna:

ł

a)

naturalne:



pochodzenia ro linnego (celulozowe): bawe na, konopie, juta, pokrzywa

ś

ł



pochodzenia zwierz cego

ę



w ókna mineralne: azbest, w ókna bazaltowe, metalowe

ł

ł

b)

syntetyczne (sztuczne):



oparte na celulozie – poliestrowe



oparte na poli – poliakrylonitrylowe

21.

Termoplasty i duroplasty

Termoplasty

to tworzywa zbudowane z makrocz steczek liniowych, rzadziej rozga zionych.

ą

łę

S nieograniczenie d ugo plastyczne w podwy szonej temperaturze, a twarde w temperaturze otoczenia. Na

ą

ł

ż

ogó rozpuszczaj si w rozpuszczalnikach organicznych na zimno lub ciep o. Jednym z najwa niejszych

ł

ą ę

ł

ż

termoplastów jest polistyren.

Duroplasty

to grupa tworzyw przechodz ca nieodwracalnie ze stanu plastycznego w stan utwardzony w

ą

wyniku dzia ania podwy szonej temperatury (tworzywa termoutwardzalne), pod wp ywem czynników

ł

ż

ł

chemicznych (chemoutwardzalne), b d dzia ania obu czynników. S sztywne o stabilnych wymiarach,

ą ź

ł

ą

nierozpuszczalne, nietopliwe, dobre izolatory pr du. Wadami s : krucho , niemo liwo

ponownego

ą

ą

ść

ż

ść

formowania.

22.

Fotochemia

Dzia chemii zajmuj cy si reakcjami zachodz cymi pod wp ywem dzia ania energii promienistej.

ł

ą

ę

ą

ł

ł

23.

Prawo Grotthusa – Dropera

Tylko ta cz

energii promienistej mo e wywo a reakcj fotochemiczn , która zostanie poch oni ta przez

ęść

ż

ł ć

ę

ą

ł ę

cia a. Energia promieniowania odbitego lub przepuszczonego przez cia o nie bierze udzia u w reakcji

ł

ł

ł

chemicznej.

24.

Kaolinit

Al

4

[Si

4

O

10

](OH)

8

– zasadowy krzemian glinu

Minera z gromady krzemianów, zaliczany do minera ów ilastych (grupa kaolinitu), tworz cy ma e kryszta y

ł

ł

ą

ł

ł

o pokroju tabliczkowym, blaszkowym Jest gi tki, mi kki, prze wiecaj cy. Agregaty kaolinitu rozcieraj si

ę

ę

ś

ą

ą ę

w palcach; w dotyku daj wra enie suchych i nieco t ustych, czasami szorstkich b d liskich. Jest

ą

ż

ł

ą ź ś

podstawowym surowcem przemys u ceramiki szlachetnej (porcelana). Znalaz równie zastosowanie w

ł

ł

ż

produkcji materia ów izolacyjnych i ogniotrwa ych.

ł

ł

25.

Sialon

Jest to klasa materia ów zaliczanych do ceramiki stopowej, charakteryzuj cych si wysok twardo ci , odporno ci na cieranie oraz

ł

ą

ę

ą

ś ą

ś ą

ś

ma g sto ci . Materia y te powstaj w wyniku wysokotemperaturowej reakcji azotku krzemu (Si

łą ę ś ą

ł

ą

3

N

4

) z tlenkiem glinu (Al

2

O

3

).

26.

Na przykładzie halogenków srebra wyjaśnij, co rozumiesz pod pojęciem

obrazu utajonego. Napisz reakcję fotolizy AgHaI.

Fotochemiczny obraz utajony to proces na wietlania halogenosrebrowych materia ów fotograficznych. Pod

ś

ł

wp ywem kwantów wiat a na wietlone zostaj halogenki srebra przez co w ich kryszta ach tworz si

ł

ś

ł

ś

ą

ł

ą ę

centra obrazu utajonego. Podczas wywo ywania fotograficznego nast puje redukcja tych miejsc i powstaje

ł

ę

obraz.
Powstawanie obrazu czarno – bia ego:

ł

AgHaI

γ

h

AgHaI*

AgHaI + Red

→

Ag

0

+ Ox

+

+HaI

-

Powstawanie obrazu chromogennego:

AgHaI

γ

h

AgHaI*

Ox

+

+ KB

→

B + H

+

Reakcja sumaryczna powstawania obrazu chromogennego:

AgHaI + Red + KB

→

Ag

0

+ H

+

+HaI

-

+ B

AgHaI – halogenek srebra

AgHaI* - na wietlony halogenek srebra

ś

Red – reduktor organiczny; wywo ywacz

ł

Ox+ - utleniona forma wywo ywacza

ł

KB – komponent barwnikowy

B – barwnik obrazowy

27.