Stężenia:
Molowe –
Wzór:
gdzie:
– stężenie molowe [mol/dm3]
n – liczba moli substancji [mol]
– objętość roztworu [dm3]
– masa substancji rozpuszczanej [g]
M – masa molowa substancji rozpuszczanej [g/mol]
Procentowe –
Wzór:
gdzie:
– stężenie procentowe [%]
– masa substancji rozpuszczanej [g]
– masa roztworu [g]
– masa rozpuszczalnika [g]
reakcje
zobojętniania
Reakcja zobojętniania (neutralizacji) – reakcja chemiczna między kwasem a zasadą, która prowadzi do zmiany pH środowiska reakcji w kierunku bardziej obojętnego odczynu. W jej wyniku powstaje sól i często, choć nie zawsze, woda. W innym sensie zobojętnianie to każda reakcja, która prowadzi do zmiany pH środowiska, niekoniecznie między kwasem i zasadą, ale także między solą i kwasem lub zasadą, dwoma kwasami, dwiema zasadami, a nawet dwiema solami.
Reakcja zobojętniania może zachodzić w różnych środowiskach i mieć w związku z tym różny przebieg. Jej przebieg zależy też od tego, czy do roztworu kwasu dodaje się zasadę, czy też na odwrót, do zasady dodaje się kwas. W tym pierwszym przypadku następuje spadek stężenia jonów hydroniowych (H3O+), zaś w tym drugim następuje spadek stężenia jonów hydroksylowych.
Upraszczając reakcja zobojętniania polega na łączeniu się jonów wodorowych z jonami wodorotlenowymi na niezdysocjowane cząsteczki wody, np.:
lub jonowo: Na+ + OH− + H+ + Cl− → Na+ + Cl− + H2O
czyli po skróceniu: OH− + H+ → H2O
Hydrolizy
Hydroliza – reakcja podwójnej wymiany (często odwracalna), która przebiega między wodą i rozpuszczoną w niej substancją. W jej wyniku powstają nowe związki chemiczne. Jest szczególnym przypadkiem liolizy (solwolizy). Często przebiega w obecności katalizatorów (kwasów lub zasad). Hydrolizę wykorzystuje się w przemyśle chemicznym (np. hydroliza wielocukrów na cukry proste lub hydroliza chlorobenzenu do fenolu).
Zazwyczaj reakcja hydrolizy przebiega według ogólnego schematu:
AB + H2O ⇌ BH + AOH
gdzie:
AB – substancja ulegająca hydrolizie
BH i AOH – produkty hydrolizy
Woda: wlasciwosci fizyczne i chemiczne wplywajace na jakosc wody:
Środowisko wodne charakteryzują pewne parametry zarówno fizyczne jak i chemiczne wpływające na produktywność zbiorników wodnych.
Do parametrów fizycznych zalicza się m.in.
lepkość
mętność
przenikliwość
O wiele większe znaczenie z punktu widzenia analitycznego mają czynniki chemiczne wpływające na jakość wód określane odpowiednimi parametrami takimi jak:
kwasowość
zasadowość
twardość wody
Kwasowość jest to zdolność wody do zobojętniania dostarczanych do niej mocnych zasad. Kwasowość może być wynikiem obecności w niej wolnego, czyli rozpuszczonego CO2, słabych kwasów organicznych (humusowych) oraz soli ulegających w wodzie hydrolizie z odczynem kwaśnym np. soli żelaza i glinu.
Z kolei zasadowość to zdolność wody do zobojętniania mocnych kwasów mineralnych. Właściwość tę nadają wodzie zawarte w niej węglany i wodorowęglany, wodorotlenki oraz występujące w mniejszych stężeniach – krzemiany, borany, fosforany, amoniak i zasadowe związki organiczne. 9
Wody naturalne w zależności od swojego odczynu mogą jednocześnie wykazywać kwasowość i zasadowość, dotyczy to głównie wód o wysokiej twardości węglanowej i dużej zawartości CO2.
Jeszcze jednym ważnym parametrem chemicznym jest twardość, właściwość polegająca na zużywaniu pewnych ilości mydła bez wytwarzania piany podczas wytrząsania próbki z mydłem. Właściwości te nadają wodzie jony wapnia, magnezu, glinu, żelaza i innych ciężkich kationów, które tworzą z mydłem dodawanym do wody, nierozpuszczalne mydła wapnia, magnezu, żelaza itd.
Podczas wytrząsania piana zaczyna się tworzyć dopiero wówczas, gdy nastąpi całkowite ich strącenie. Ilość zużytego mydła do chwili pojawienia się piany charakteryzuje stopień twardości wody.
Twardość wody zależy głównie od jonów wapnia i magnezu, ponieważ w wodach naturalnych jony innych metali występują w znikomych ilościach.
W badaniu chemizmu wody wyróżnia się 3 rodzaje twardości wody:
ogólną (Two) - odpowiada ona całkowitej zawartości jonów wapnia i magnezu oraz innych jonów metali powodujących twardość wody
węglanową (Tww) - odpowiada zawartości wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków wapnia i magnezu, zwana jest ona również twardością przemijającą, ponieważ podczas gotowania wody zanika. Wytrącają się wówczas osady węglanu wapnia (tzw. kamień kotłowy) oraz węglanu magnezu.
niewęglanową (Twn) - stanowi różnicę między Two a Tww i określa zawartość chlorków, siarczanów i innych nierozpuszczalnych soli.
Twardość wody podaje się w stopniach twardości wody (tzw. stopniach niemieckich) lub w miliwalach (mVal) jonów wapnia i magnezu na 1dm3 wody.
zródla pierwiastków chemicznych w wodzie,
SKĄD SIĘ BIORĄ WODY MINERALNE
W przyrodzie woda bardzo rzadko występuje czysta. Najczęściej zawiera w sobie rozpuszczone pierwiastki,związki chemiczne,bakterie oraz nierozpuszczone sedymenty (piasek, muł, humusy itp.). Czysta woda to tylko taka,którą uzyskujemy w procesie destylacji -kiedyś czystą wodę tworzyły deszcze i śniegi. Kiedyś,gdy nie było jeszcze przemysłu i deszcze nie były zapylone i kwaśne.
Skorupa ziemska zbudowana jest z około 2200 różnych minerałów,które tworzą skały. Mają one różną budowę chemiczną,ale tylko niektóre z nich łatwo i szybko rozpuszczają się w wodzie. Najłatwiej rozpuszczalnym minerałem jest znany wszystkim chlorek sodu (NaCl),sól kuchenna,której na co dzień używamy w domu,minerał,z którego znane są kopalnie w Wieliczce i Bochni. Jest on łatwo rozpuszczalny przez wodę,dlatego od początku powstania skorupy ziemskiej (2,6 miliarda lat temu)deszcze niemal całkowicie wypłukały go z powierzchni ziemi i w ten sposób doszło do zasolenia mórz i oceanów. Jeśli dziś chcemy zdobyć sól kuchenną,to musimy szukać jej pokładów głęboko w ziemi (Wieliczka i Bochnia) albo odzyskiwać z wody morskiej.
Obecne w wodzie sole wapnia i magnezu
są przyczyną powstawania kamienia kotłowego
Innym przykładem łatwo rozpuszczalnych skał i minerałów są skały wapienne,których nie brakuje w skorupie ziemskiej. To właśnie te skały dają wodzie najwięcej wapnia i magnezu,a woda bogata w te pierwiastki jest twarda i wydziela się z niej łatwo tzw. kamień kotłowy, który zatyka rury,osadza się w garnkach,na grzałkach pralek itd. Ale są też skały i minerały,które w ogóle nie rozpusz- czają się w wodzie. Przykładem takich skał są granity i bazalty,z których zbudowane są Tatry,piaskowce itd.
Jeśli minerał w skorupie ziemskiej jest solą chemiczną (chlorek sodu jest tylko jedną z wielu soli znanych geologom i chemikom)wówczas w momencie jej zetknięcia się z wodą dochodzi do jej rozpadu na jony (kationy i aniony). Wśród kationów pojawiają się często pierwiastki,które są nam potrzebne do życia,stąd mówi się o nich pierwiastki życia. Są to najczęściej wapń, magnez,sód i potas. Czy teraz już wiesz,dlaczego wody bogate w te pierwiastki nazywają się mineralnymi oraz dlaczego wymieniane na etykietkach tych wód zawartości są podawane w postaci kationów i anionów?
Źródła wód mineralnych znane były już w starożytności. Wszędzie tam,gdzie z ziemi wypływała woda o innym smaku,natychmiast przypisywano jej cudowne właściwości. Takie źródła zawsze przyciągały do siebie dużo ludzi cierpiących na przeróżne choroby i mających nadzieję na znalezienie w nich ratunku. Z czasem wokół nich powstawały osiedla i miasta,dla których stanowiły one niezły dochód.Ale dopiero w 1906 roku na kongresie medycznym w Nauheim (Niemcy)po raz pierwszy zdefiniowano pojęcie wody mineralnej. Najważniejsze punkty tej definicji to:
Woda mineralna musi pochodzić z głębi ziemi.
Woda mineralna musi zawierać w 1 litrze minimum 1000 mg substancji mineralnych potrzebnych człowiekowi.
Substancje mineralne zawarte w tej wodzie muszą tworzyć ze sobą odpowiednie proporcje.
Woda mineralna musi być nieskazitelnie czysta, czyli nie może zawierać nawet śladowych ilości zanieczyszczeń.
W czasie,gdy opracowano tę normę,w Polsce było kilkanaście źródeł wód,które spełniały powyższe warunki. Miastom powstałym przy tych źródłach,dodano do nazwy przypisek Zdrój (Krynica-Zdrój, Lądek-Zdrój,Kudowa-Zdrój,Ciechocinek-Zdrój itd.) - do tych miejscowości nadal jeżdżą kuracjusze w poszukiwaniu zdrowia.
Czego nie wiedzieli ludzie w minionych wiekach oraz panowie,którzy w 1906 roku zdecydowali,jaka woda może być mineralną,w porównaniu z tym,co dziś wiadomo? Otóż dzisiaj,przy obecnym stanie wiedzy,znane jest pełne zapotrzebowanie człowieka na pierwiastki. Wiemy,że jest ich 31 i dzieli się je na makro- oraz mikroelementy.
Makroelementy: | Mikroelementy |
---|---|
1. wapń | 1. cynk |
2. sód | 2. mangan |
3. potas | 3. jod |
4. żelazo | 4. chrom |
5. magnez | 5. selen |
6. siarka | 6. miedź |
7. fosfor | 7. chlor |
8. fluor | |
9. kobalt | |
10. krzem | |
11. molibden | |
12. bor |
Makroelementy występują w organizmie człowieka w większych ilościach i w związku z tym spożywamy ich więcej,natomiast mikroelementów potrzebujemy tylko w śladowych ilościach. Dopiero,gdy medycyna dokładnie zbadała zapotrzebowanie człowieka na pierwiastki życia,okazało się,że w wodach mineralnych występuje tylko kilka z nich i na dodatek w śmiesznych ilościach w porównaniu z zapotrzebowaniem na nie.
Zatwierdzone w 1906 roku przepisy o wymaganiach stawianych wodom mineralnym obowiązywały w Polsce tylko do 1990 roku. Od tego czasu jest tragicznie,bo nowa ustawa wprowadziła dwie zasadni- cze zmiany:
poprzeczkę mówiącą o minimalnej ilości substancji w wodzie mineralnej obniżono z 1 000 na 200 mg/litr,
dopuszczono w wodzie mineralnej pierwiastki oraz substancje szkodliwe dla zdrowia,takie jak metale ciężkie,detergenty,pestycydy itp.
W roku 1997 kolejna ustawa rozszerzyła listę toksyn dopuszczonych w wodach mineralnych oraz podzieliła je na następujące kategorie:
wody mineralne wysokozmineralizowane, zawierające powyżej 1500 mg minerałów w 1 litrze,
wody mineralne średniozmineralizowane, zawierające od 500 do 1500 mg minerałów w 1 litrze,
wody mineralne niskozmineralizowane, zawierające poniżej 500 mg minerałów w 1 litrze.
Ostatnia ustawa dopuszcza w wodach mineralnych następujące toksyczne pierwiastki i substancje:
amoniak
antymon
azotyny
azotany
arsen
bar
bor
cyjanki
cynk
chrom
glin
kadm
mangan
miedź
nikiel
ołów
rtęć
selen
fenole
detergenty
DDT i jego metabolity
pestycydy itd.
W ten oto sposób wymagania stawiane wodom mineralnym zrównano z wymaganiami stawianymi wodom pitnym z kranu lub ze studni. Dzisiaj każdy właściciel wody ze studni na swojej działce łatwo może uzyskać na nią odpowiedni atest i sprzedawać ją jako mineralną niskozmineralizowaną (poniżej 500,czyli od 0 do 500 mg/l). Z kolei ten,kto kupuje takie wody w sklepie na ogół nie wie,że płaci od 100 do 200 razy więcej za to samo,co płynie u niego z kranu.
Łatwo jest więc zrozumieć,dlaczego po 1990 roku nastąpiła eksplozja w rejestrowaniu nowych wód mineralnych w Polsce i obecnie jest ich ponad 600 (do roku 1990 tylko 28). Najwięcej mamy wód mineralnych niskozmineralizowanych,ponieważ w świetle nowych przepisów każda woda spełnia takie warunki.
Jak mało mamy minerałów w wodach mineralnych i jednocześnie kranowych (dzisiaj są one jednakowe) w porównaniu z ich zapotrzebowaniem pokazuje poniższa tabela:
Pierwiastki życia zawarte w wybranych wodach mineralnych i kranowych oraz ich dzienne zapotrzebowanie przez dorosłego człowieka. |
---|
Pier- wiastek |
Wapń |
Magnez |
Sód |
Potas |
Nigdy w historii ludzkości nie było problemu braku minerałów w naszej codziennej diecie. To rozpoczęta około 100 lat temu sprzedaż wód mineralnych i ich reklama stworzyły mity o ich rzekomych walorach zdrowotnych. Dzisiaj,gdy wody mineralne są skażone chemicznie,a norma regulująca ich jakość jest dostosowana do nowej rzeczywistości,konsumentów tych wód nie informuje się,że mają one dokładnie taką samą wartość odżywczą oraz trują tak samo jak wody kranowe.
Reakcje Redox (utleniania, redukcji)
Reakcja redoks – każda reakcja chemiczna, w której dochodzi zarówno do redukcji jak i utleniania.
W praktyce każda rzeczywista reakcja, w której następuje zmiana stopnia utlenienia atomów lub ich grup jest reakcją redoks, gdyż każdej reakcji redukcji musi towarzyszyć reakcja utlenienia i na odwrót.
Każdą reakcję redoks można rozpisać na pojedyncze akty utleniania i redukcji, które są nazywane reakcjami połówkowymi, przy czym bilans elektronowy i masowy tych aktów musi być zerowy. Takie rozpisanie reakcji redoks pomaga zrozumieć, co się właściwie dzieje w jej trakcie, warto jednak pamiętać, że pojedyncze akty redukcji i utleniania nie są opisem zjawisk, które rzeczywiście zachodzą w jej trakcie, lecz tylko teoretycznym zapisem zmian stopnia utlenienia poszczególnych atomów i grup.
Rzeczywisty mechanizm danej reakcji jest zwykle bardziej złożony. Dla odróżnienia tych pojedynczych redukcji i utlenienia od faktycznych reakcji używa się zwykle do ich zapisu znaku "=" a nie "→". W zapisie tym symbol "e−" oznacza przekazanie lub przyjęcie elektronu, jednak nie w sensie dosłownym, lecz takim jaki jest przyjęty w definicji stopnia utlenienia. Liczby występujące w górnych indeksach tych równań oznaczają stopień utlenienia.
Pierwiastek lub związek chemiczny będący w analizowanej reakcji redoks donorem (dawcą) elektronów nazywany jest reduktorem, zaś substancja będąca akceptorem elektronów nazywana jest utleniaczem.
Przykład bilansu redoks:
Reakcja sumaryczna:
C + O2 → CO2
Reakcja połówkowa redukcji:
O2 + 4e− = 2O−II
Reakcja połówkowa utlenienia:
C – 4e− = CIV
KOROZJA :
korozja elektrochemiczna
Korozja elektrochemiczna – korozja metali spowodowana procesami elektrochemicznymi, zachodząca wskutek występowania różnych potencjałów na powierzchni korodującego obiektu, znajdującego się w środowisku elektrolitu. W takiej sytuacji powstają ogniwa korozyjne, w których fragmenty powierzchni metalu o niższym potencjale są anodami – zachodzi na nich utlenianie metalu, przechodzącego do roztworu. Na katodach ogniw korozyjnych zachodzą reakcje redukcji tzw. depolaryzatora, którym jest często cząsteczkowy tlen z powietrza (depolaryzacja tlenowa) lub jony wodorowe (depolaryzacja wodorowa), ulegające redukcji do wodoru gazowego
Różnice między potencjałami poszczególnych fragmentów korodującej powierzchni mogą być związane z różnicami
chemicznego składu stopu
zagęszczenia i rodzaju defektów sieci krystalicznej stopu (naprężenia wewnętrzne)
wielkości i rodzaju naprężeń spowodowanych zewnętrznym obciążeniem
chemicznego składu elektrolitu (np. stopnia napowietrzenia i zasolenia wody gruntowej)
W wielu przypadkach kierunek przemian i ich szybkość zależą również od innych czynników, np. oddziaływań fizycznych (tj. zewnętrzne pole elektryczne, promieniowanie) lub mikrobiologicznych.
Rodzaje ogniw korozji elektrochemicznej
Korozja atmosferyczna – korozja atmosferyczna jest wynikiem działania dwóch czynników: wilgoci i tlenu. Jest to korozja głównie z depolaryzają tlenową, rzadziej z depolaryzacją mieszaną(tlenowo-wodorową). Korozja atmosferyczna w odniesieniu do żelaza – stali prowadzi do tworzenia rdzy która jest mieszaniną tlenków żelaza Fe(II) i Fe(III).
Korozja galwaniczna – w formie makroogniw wynika z zastosowania rozwiązań konstrukcyjnych, w których pozostają w kontakcie metale, stopy znacznie różniące się potencjałem korozyjnym. Przykładem takich układów mogą być połączenia armatury wodnej, na przykład rury stalowe ocynkowane z zaworami mosiężnymi. Szczególnie niebezpieczne są sytuacje kiedy występują duże powierzchnie katodowe i małe
anodowe, na przykład śruby czy nity z materiału bardziej elektroujemnego niż materiał łączony.
Korozja międzykrystaliczna – korozja tego typu zachodzi pomiędzy kryształami w strukturze metalu Mianowicie szczególnie w stopach heterogenicznych występują wydzielenia faz znacznie różniących się składem od osnowy metalu na przykład wydzielenia grafitu w żeliwie, węglików. Wydzielenia te grupują się często na granicach ziaren, w stopach żelaza zawierających chrom obserwuje się też często zubożenie granicy ziaren w tenże składnik stopowy. Z tych powodów granice ziaren są obszarami o większej aktywności elektrochemicznej – niższym potencjale. Prowadzi to do selektywnej korozji mniej szlachetnych – anodowych obszarów granic ziarn.
Korozja naprężeniowa – jest wynikiem równoczesnego działania naprężeń rozciągających w metalu oraz pracy lokalnych ogniw korozyjnych. Jeśli w warunkach sprzyjających korozji międzykrystalicznej istnieją naprężenia rozciągające, może dojść do kruchego pękania materiału. Proces elektrochemiczny zapoczątkowany w strukturze metalu może się rozwijać w formie pęknięć wzdłuż płaszczyzn poślizgu, granic ziarn, lub poprzez ziarna.
Korozja wżerowa – ujawnia się tworzeniem na powierzchni metalu rozsianych obiektów korozyjnych o kształcie na ogół okrągłym i głębokości znacznie przekraczających średnicę wżeru, która w skrajnym przypadku prowadzi do perforacji metalu. Atak korozyjny następuje w zdefektowanych obszarach warstewki i polega na utworzeniu łatwo rozpuszczalnych chlorków w miejsce warstewki tlenkowej. Po lokalnym uszkodzeniu warstewki tlenkowej tworzy się ogniwo korozyjne, w którym odsłonięty metal staje się anodą względem metalu pokrytego warstewką pasywną. Jony metalu, które powstają u szczytu szczeliny, tworzą we wnętrzu wżeru chlorki, które na skutek hydrolizy zakwaszają środowisko. Powoduje to efekt autoalkalicznego przyspieszenia korozji wżerowej.
Prawo Faradaya
Prawa elektrolizy Faradaya – dwa prawa sformułowane przez Faradaya w 1834 r.:
1. Masa substancji wydzielonej podczas elektrolizy jest proporcjonalna do ładunku, który przepłynął przez elektrolit
m = Q·k = I·t·k
gdzie:
k – równoważnik elektrochemiczny
Q – ładunek elektryczny
I – natężenie prądu elektrycznego
t – czas
2. Ładunek Q potrzebny do wydzielenia lub wchłonięcia masy m jest dany zależnością
gdzie:
F – stała Faradaya (w kulombach/mol)
z – ładunek jonu (bezwymiarowe)
M – masa molowa jonu (w gram/mol).
Inne sformułowanie drugiego prawa elektrolizy Faradaya brzmi:
Stosunek mas m1 oraz m2 substancji wydzielonych na elektrodach podczas przepływu jednakowych ładunków elektrycznych jest równy stosunkowi ich równoważników elektrochemicznych k1 oraz k2 i stosunkowi ich mas równoważnikowych R1 oraz R2, czyli:
Prawo Stokesa
Definicja: Prawo stokesa
» prawo określające siłę oporu ośrodka ( siłę oporu lepkości) F działającą na kulkę opromieniu r, poruszającą się powoli ruchem postępowym zprędkością v, wpłynie o współczynniku lepkości . Prędkość v kulki powinna mieć taką wartość, aby ruch opływającej ją cieczy był laminarny. Zgodnie zp.S. F = 6 ijest skierowana przeciwnie do kierunku ruchu ciała.
Prawo Hoplera
Pomiar polega na wyznaczeniu czasu opadania kulki wewnątrz rurki pomiarowej wypełnionej badaną cieczą. Przy znanym promieniu, ustalonej gęstości kulki (zwykle kulka jest stalowa lub szklana) oraz gęstości analizowanej cieczy, czas opadania zależy tylko od lepkości badanej cieczy, co wynika z prawa Stokesa. Na rurce znajdują się nacięcia (w formie pierścieni), między którymi mierzy się czas ruchu kulki. Nie może to być czas pokonywania przez kulkę całej długości rurki, ponieważ na początku i na końcu jej ruch nie jest jednostajny (siły działające na kulkę nie równoważą się). Obrót przyrządu umożliwia wielokrotne powtarzanie pomiaru.
Ze względu na geometrię przyrządu, poza siłą wynikającą z prawa Stokesa, występuje jeszcze oddziaływanie ścianek rurki. W związku z tym ruch kulki jest złożoną kombinacją poślizgu i toczenia po ściance cylindra pomiarowego. Uwzględnienie oddziaływania ścianek prowadzi do skomplikowanego wyrażenia, którego znajomość nie jest jednak konieczna do wyznaczenia lepkości. Wystarczy skorzystać z faktu, że lepkość jest proporcjonalny do czasu opadania kulki i do różnicy pomiędzy gęstością materiału, z którego wykonana jest kulka, a gęstością badanej cieczy
gdzie
– gęstość materiału kulki,
– gęstość badanej cieczy,
t – wyznaczany czas opadania kulki,
– stała aparaturowa zależna tylko od parametrów wiskozymetru, tj. średnicy rurki, kąta nachylenia i promienia kulki. Stała ta jest zazwyczaj podawana przez producenta sprzętu. Można ją też wyznaczyć doświadczalnie poprzez kalibrację wiskozymetru, używając cieczy o znanej lepkości
paliwa:
metody wyznaczania gestosci cieczy,
metody wyznaczania lepkosci cieczy,
Reakcje czasteczkowo jonowe
Reakcja cząsteczkowa:
Reakcja jonowa:
Reakcja jonowa skrócona:
II.Strąca się brunatny osad.
Reakcja cząsteczkowa:
Reakcja jonowa:
Reakcja jonowa skrócona:
III.Brak objawów reakcji.
IV.Straca się bialy osad, ciemniejący pod wpływem swiatła.
Reakcja cząsteczkowa:
Reakcja jonowa:
Reakcja jonowa skrócona:
Kwestionariusz temperamentu wg Florence Littauer
Oto wyniki, jakie uzyskałeś/aś w każdej z czterech grup: |
---|
Towarzyski sangwinik | Energiczny choleryk | Perfekcyjny melancholik | Spokojny flegmatyk |
---|---|---|---|
3 | 21 | 12 | 4 |
Oto najbardziej pasujące do Ciebie typy osobowości: |
---|
|