Pytanie 1: Wiązania chemiczne

1.WIĄZANIE JONOWE

Wiązanie jonowe powstaje między dwoma atomami, których wzajemna różnica elektroujemności jest bardzo duża (Δeu≥1,7). Elektrony "przeskakują" na stałe do jednego z atomów. W wyniku tego jeden z atomów ma nadmiar ładunku ujemnego i staje się ujemnie naładowanym jonem (anionem) a drugi ma nadmiar ładunku dodatniego i staje się kationem. Oba atomy tworzą parę jonową (+)(-),

2.WIĄZANE KOWALENCYJNE

WIĄZANIE KOWALENCYJNE (atomowe) - polega na utworzeniu wspólnej pary elektronów (wiązanie pojedyncze), dwóch wspólnych par elektronów (wiązanie podwójne) lub trzech wspólnych par elektronów (wiązanie potrójne), przez dwa atomy, z których każdy dostarcza do wytworzenia wspólnego dubletu (lub dubletów) taką samą liczbę niesparowanych elektronów.
Wiązania kowalencyjne występują pomiędzy pierwiastkami, w których różnica elektroujemności jest równa 0. 

3.WIĄZANIE KOORDYNACYJNE

WIĄZANIE KOORDYNACYJNE (semipolarne) - Polega na utworzeniu wspólnej pary elektronowej z elektronów dostarczonych przez jeden atom (tzw. donor). drugi atom (tzw. akceptor) uzupełnia własną powłokę walencyjną elektronami donora. 

4.KOWALENCYJNE SPOLARYZOWANE

KOWALENCYJNE SPOLARYZOWANE - polega na uwspólnieniu pary elektronów, ale wspólna para nie należy w jednakowym stopniu do obu atomów, lecz jest przesunięta w kierunku atomu bardziej elektroujemnego.
Zjawisko przesunięcia uwspólnionej pary elektronów w kierunku jednego z atomów, nosi nazwę polaryzacji wiązania. Ma to miejsce w przypadku, kiedy atomy pierwiastków różnią się elektroujemnością, ale różnica nie przekracza 1,7 w skali Paulinga.
Polarność wiązania rośnie w miarę jak zwiększa się różnica miedzy elektroujemnościami pierwiastków.

5.WIĄZANIE METALICZNE

WIĄZANIE METALICZNE - powstanie wiązania metalicznego polega na przekształceniu atomów tego samego metalu lub atomów różnych metali w zbiór kationów i swobodnie poruszających się między nimi elektronów.

WIĄZANIE WODOROWE - jest to oddziaływanie (zwykle słabe) między kowalencyjnie związanym atomem wodoru i należącym do innej cząsteczki atomem silnie elektroujemnym, dysponującym wolną parą elektronową.
Atom wodoru (proton) może byś związany równocześnie z dwoma atomami, jeśli mają one małe wymiary i dużą elektroujemność. Wiązanie wodorowe występuje najczęściej w związkach wodoru z fluorem, chlorem, tlenem, azotem.

2.Pytanie 2: KWASY I ZASADY-DEFINICJE

• Kwas Brønsteda-Lowry’ego

kwas to każdy związek chemiczny, który w warunkach danej reakcji jest donorem, czyli inaczej dostarczycielem jonu wodorowego H⁺.

• Zasada Bronsteda

Zasada według definicji Brønsteda-Lowry'ego to każdy związek chemiczny, który w warunkach danej reakcji jest akceptorem (czyli inaczej przyjmującym) kationu wodorowego (H⁺) czyli protonu.

• Kwas Lewisa

kwas to związek chemiczny, który jest akceptorem (przyjmującym) w warunkach danej reakcji parę elektronową (więc zasada jest donorem pary elektronowej).

• Zasada Lewisa

Zasada to związek, który jest donorem (dostarczycielem) w warunkach danej reakcji pary elektronowej (więc kwas jest akceptorem pary elektronowej).

• Kwas Archeniusa

Każdy związek, który w roztworze wodnym zwiększa stężenie jonów hydroniowych H3OH+

• Zasada Arrheniusa

Według klasycznej, jonowej teorii Arrheniusa, zasada to związek chemiczny, który po wprowadzeniu do roztworu wodnego, na skutek dysocjacji z wydzieleniem anionów wodorotlenowych, zwiększa stężenie jonów OH^- i zmniejsza stężenie jonów oksoniowych H₃O⁺

Pytanie 3: Dysocjacja elektrolityczna, PH

Dysocjacja elektrolityczna – proces rozpadu cząsteczek związków chemicznych na jony pod wpływem rozpuszczalnika, np.

NaHCO₃ → Na⁺ + HCO−3

Do dysocjacji są zdolne związki, w których występują wiązania jonowe lub bardzo

silnie spolaryzowane kowalencyjne. Zdysocjowany roztwór związku chemicznego nazywa się elektrolitem. Dysocjacji elektrolitycznej w wodzie ulegają prawie wszystkie rozpuszczalne sole, wszystkie kwasy i zasady. Ujemny logarytm stałej dysocjacji jest miarą ich mocy chemicznej.

W roztworach dysocjacja jest zawsze procesem odwracalnym.

Dysocjacja: termiczna,fotochemiczna,elektrolityczna,

PH

Skala pH – ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Skala ta jest oparta naaktywności jonów hydroniowych [H₃O⁺] w roztworach wodnych.

Tradycyjnie pH definiuje się jako:

pH = -log₁₀[H₃O⁺]

pH<7 – odczyn kwasny

pH=7 – odczyn obojenty

Ph>7 – odczyn zasadowy

Pytanie 4: Hydroliza Soli

Hydroliza soli – reakcja chemiczna zachodząca zaraz po dysocjacji elektrolitycznej soli w trakcie rozpuszczania ich w wodzie. Reakcja ta powoduje, że roztwory wielu soli nie mają obojętnego pH lecz są bardziej lub mniej kwaśne lub zasadowe.

Jony powstające w wyniku dysocjacji soli, są z punktu widzenia teorii Lewisa kwasami (kationy) lub zasadami (aniony), mogą więc one reagować z wodą tak, jakby były kwasami i zasadami w tradycyjnym rozumieniu (zgodnie z teorią Arrheniusa). To właśnie ta reakcja jest zwana hydrolizą elektrolityczną soli. Przebiega podobnie do reakcji innych słabych elektrolitów, a więc w przybliżeniu zgodnie z prawem rozcieńczeń Ostwalda.

Warto pamiętać, iż w przypadku soli mocnego kwasu i mocnej zasady hydroliza nie zachodzi. Nie zachodzi także w przypadku soli, które są nierozpuszczalne w wodzie.

Pytanie 5: Woda-dysocjacja, iloczyn jonowy

Dysocjacja elektrolityczna wody – rozpad cząsteczki wody na kilka części prostych.

Cząsteczki wody, ze względu na znaczny udział wiązania atomowego pomiędzy atomami tlenu i wodoru, tylko w niewielkim stopniu ulegają dysocjacji. Cząsteczka wody ulega dysocjacji zgodnie ze schematem:

H₂O ↔ H⁺ + OH^-

iloczyn jonowy wody, iloczyn stężenia protonów (H⁺) i jonów wodorotlenkowych (OH^–) powstających w wyniku autodysocjacji wody;

Pytanie 6: Hydroliza, Hydratacja (jony,sole)

Hydratacja – uwodnienie – jest to proces, w wyniku którego woda zostaje chemicznie związana. Wyróżnia się hydratację soli i hydratację jonów. Procesy hydratacji odgrywają ważną rolę podczas wiązania mineralnych spoiw budowlanych, a niekiedy są utożsamiane z wiązaniem spoiwa, np. hydratacja cementu.

Podczas hydratacji soli cząsteczki wody – jako woda krystalizacyjna mogą zostać wbudowane w strukturę kryształu: - - bezpośrednio – jako woda sieciowa

- jako woda konstytucyjna – po rozbiciu cząsteczki wody w postaci grup wodorotlenowych

HYDRATACJA JONÓW
Proces ten polega na otaczaniu się jonów cząsteczkami wody w taki sposób, że na jonach dodatnich (kationach) dipole wody ukierunkowują się swoim biegunem ujemnym w kierunku jonu dodatniego a na jonach ujemnych biegunem dodatnim.

Hydroliza- reakcja podwójnej wymiany, która przebiega miedzy wodą i substancją w niej rozpuszczoną. W jej wyniku powstają co najmniej 2 inne czasteczki.

Pytanie 7: Spoiwa powietrzne

Wapno – spoiwo mineralne powietrzne (suchowiążące).

W budownictwie używane jest pod różnymi postaciami, choć postacią końcową jest mleko wapienne.

Występuje pod następującymi postaciami:

• wapno palone (niegaszone) – CaO, czyli tlenek wapnia. Otrzymywane przez wypalanie (prażenie) kamienia wapiennego w temperaturze 900 – 1300 °C, w wapienniku.

• wapno gaszone (lasowane) – Ca(OH)₂ – wodorotlenek wapnia. Gaszenie (lasowanie), to reakcja chemiczna tlenku wapnia z wodą i powstanie wodorotlenku wapnia: CaO + H₂O → Ca(OH)₂.

Proces gaszenia może być przeprowadzony metodą:

• na mokro – dawniej metoda ta była często stosowana bezpośrednio na budowie, w wyniku daje ciasto wapienne i mleko wapienne

• na sucho – przy użyciu minimalnej ilości wody, niezbędnej dla prawidłowej reakcji chemicznej, proces przeprowadzany w warunkach przemysłowych. W wyniku otrzymywane jest wapno hydratyzowane.

• ciasto wapienne – plastyczna masa otrzymywana z wapna gaszonego. Powinna mieć kolor biały z odcieniem szarego, aż do szarego. Jeśli ma kolor brązowy, to znak, że proces gaszenia przebiegał przy użyciu za małej ilości wody.

• wapno hydratyzowane (suchogaszone) – wapno hydratyzowane to suchy proszek, gotowy do użycia przy przygotowywaniu zapraw wapiennych i cementowo-wapiennych. Zaleca się gaszenie wapna hydratyzowanego na 24 godziny przed użyciem do murowania i tynkowania.

• mleko wapienne – zawiesina powstała przez rozcieńczenie ciasta wapiennego wodą, łatwo osiada, dlatego jest wytwarzana bezpośrednio przed użyciem.

Proces wiązania i twardnienia wapna zachodzi w wyniku następujących procesów:

• przez krystalizację zaprawy tracącej wodę. Utrata wody następuje poprzez parowanie wody lub wsiąkanie wody do murowanych, tynkowanych lub malowanych ścian

• przez karbonatyzację, czyli łączenie się z dwutlenkiem węgla, woda w reakcji odgrywa rolę katalizatora, po wyschnięciu zaprawy proces ten zachodzi znacznie wolniej. Proces jest reakcją chemiczną
  Ca(OH)₂ + nH₂O + CO₂ = CaCO₃ + (n+1)H₂O

• przez tworzenie się krzemianów wapnia. Wapno wiąże w wyniku reakcji chemicznej z dwutlenkiem krzemu SiO₂, który jest głównym składnikiem piasku. Wodorotlenek wapniowy łączy się z kwarcem: 2Ca(OH)₂ + SiO₂ = 2CaO·SiO₂·2H₂O. Ten ostatni sposób twardnienia zachodzi przy produkcji cegły wapienno-paskowej i betonów komórkowych.

GIPS

. Nazwa ta obejmuje dwa pokrewne pojęcia:

1. minerał z grupy siarczanów – uwodniony siarczan wapnia

2. monomineralna skała osadowa (siarczanowa), zbudowana niemal wyłącznie z minerału o tej samej nazwie, z domieszkami anhydrytu, kalcytu i halitu.

Kamień gipsowy stosowany w budownictwie przed użyciem należy wypalić w temperaturze 150−190 °C. Otrzymany produkt to przede wszystkim tzw. gips półwodny (CaSO₄·0,5 H₂O), resztę tworzy gips bezwodny – anhydryt (CaSO₄) i zanieczyszczenia ze złoża. Produkt wypalania w zmielonej postaci to gips budowlany. Podczas wypalania następują reakcje zbliżone do poniższej, a podczas późniejszego wiązania wody reakcje odwrotne:

2(CaSO₄·2H₂O) → 2CaSO₄·H₂O + 2H₂O↑

W zależności od zawartości składu i sposobu produkcji otrzymuje się różniące właściwościami odmiany gipsu, z których najczęściej spotyka się: gips budowlany (zwykły), gips szpachlowy (gips wolniej wiążący) i gips tynkarski.

W praktyce różnią się między sobą przede wszystkim czasem wiązania i stopniem zmielenia.

SPOIWO MAGNEZOWE

Spoiwo magnezjowe – materiał budowlany należący do spoiw mineralnych powietrznych. Otrzymywane jest z wapieni dolomitowych poddanych wypalaniu w temperaturze od 800 °C do 900 °C z dodatkiem chlorku lub siarczku magnezowego. W wyniku wypalania otrzymywany jest tlenek magnezu MgO. Tlenek magnezu w połączeniu z rozpuszczonym w wodzie chlorkiem magnezu MgCl₂ nazywany jest cementem Sorela.

Wada: korozja stali
Zastosowanie: posadzki (z trocinami) i tynki

SPOIWO KRZEMIANOWE

spoiwo krzemianowe ze szkłem wodnym, uzyskiwane przez zmieszanie szkła wodnego (roztwór krzemianów sodowych lub potasowych otrzymywany przez stopienie piasku z węglanem sodowym lub potasowym i rozpuszczenie stopu w wodzie pod ciśnieniem) z wypełniaczem mineralnym o uziarnieniu do 0,2 mm. Jako wypełniacza używa się np. mączki kwarcowej.

Pytanie 8: Cement + NORMA PN-EN 197-2012

Cement – to hydrauliczne spoiwo mineralne, otrzymywane z surowców mineralnych (margiel lub wapień i glina) wypalonych na klinkier w piecu cementowym a następnie zmielenie otrzymanego spieku z gipsem, spełniającym rolę regulatora czasu wiązania.

W zależności od składu klinkieru, sposobu produkcji, cementy dzielą się na:

• cement portlandzki,(CEM I)

• cement portlandzki wieloskładnikowy, (CEM II)

• cement hutniczy, (CEM III)

• cement pucolanowy, (CEM IV)

• cement wieloskładnikowy, (CEM V)

oraz cementy specjalne, np. cement kwasoodporny (otrzymywany z piasku kwarcowego z aktywną domieszką krzemionkową) – obecnie nie stosowany, cement wiertniczy, ekspansywny.

Ze względu na sposób i szybkość wiązania i twardnienia wyróżnia się:

• cement ekspansywny,

• cement szybkotwardniejący,

• cement tamponażowy.

Są także inne spoiwa, które w swojej nazwie mają słowo cement:

• cement anhydrytowy (nazywany cementem Keena), spoiwo powietrzne,

• spoiwo magnezjowe nazywane cementem Sorela, spoiwo powietrzne,

• cement romański, będący spoiwem hydraulicznym, opatentowany w 1796 roku przez Josepha Parkera, wytwarzany poprzez wypalenie margla zawierającego składniki ilaste, podobny do wapna hydraulicznego (które powstaje poprzez wypalenie mieszaniny kredy i gliny).

Produkcja klinkieru portlandzkiego: Zeszyt !!!!!!!

Dehydratacja

Kalcynacja

Klinkieryzacja

Chłodzenie

Pytanie 10 Korozja materiałów budowlanych

Korozja –mechanizm

•Procesy fizyczne -rozpuszczania i wymywania rozpuszczonych składników,

•Reakcje chemiczne

–powstają łatwo rozpuszczalne związkiniemające właściwości adhezyjnych

-powstają trudno rozpuszczalne sole, które podczas krystalizacji zwiększają swoją objętość

Korozja betonu i żelbetu

Ze względu na rodzaj środowiska agresywnego rozróżnia się korozję:

•ługowania-rozpuszczanie i wymywanie z betonu jego rozpuszczalnych składników

•kwasową -kwaśne środowisko

•węglanową -reakcja z CO2

•magnezową -środowisko zawiera jony Mg2+

•amonową -spowodowaną jonami NH4+

•siarczanową -jonami SO42-

•zasadową-zasadowe środowisko

•korozja wewnętrzna (reakcja alkalicznego spoiwa cementowego z niewłaściwie dobranym kruszywem) -szczególny przypadek

•zwykle występuje korozja złożona, spowodowana różnymi składnikami środowiska agresywnego.

WYKWITY

Powstaja,gdy woda wynosi na powierzchnię rozpuszczone sole, które się krystalizują. Najczęstsze wykwity to: CACO3, CASO4 i ettryngit

KOROZJA ŻELBETU
Trwałość zbrojenia zależy od szczelności betonu, a także od grubości otuliny wokół zbrojenia. Korozja betonu prowadzi do zwiększenia porowatości i pęknięć. Rysy skurczowe także prowadzą do korozji zbrojenia.

Korozja drewna

Czynniki:
czynniki klimatyczne,biologiczne, wilgotność 5-40stopni Celsjusza,

Drewno suche i całkowicie zalane wodą nie ulega korozji biologicznej

Drewno jest odporne na wiele czynników chemicznych

Wyjątki: silne kwasy i zasady, silne utleniacze

Najodporniejsza jest celuloza

Korozja tworzyw sztucznych

1.Polimery = są odporne na większość czynników chemicznych, Żywice epoksydowe są nieodporne na silne kwasy

2.czynniki starzeniowe to światło słoneczne, tlen,ozon,spaliny, opady atmosferyczne. Starzenie polega na rozerwaniu łancucha polimeru pod promieniowania UV, utleniania i hydrolizy.

3.Woda wymywa antyutleniacze i przyśpiesza starzenie niektórych tworzyw.

4.na wodę i wodne roztwory SA odporne zwłaszcza termoplasty

5.styropian jest nieodporny na wiele rozpuszczalników organicznych

6.Odporność na światło słoneczne UV zależy od stosowanych stabilizatorów i przezroczystości tworzywa

Korozja metali

Korozja chemiczna- zachodzi bez przepływu elektronów

Fe+2HCl = FeCl2 + H2

Al.+3NaOH + 3H2O=Na3[Al(OH)6] + 1,5H2

Reakcja metali z tlenem

Korozja elektrochemiczna. Miedzy dwoma metalami tworzy się ogniwo galwaryczne, następuje przepływ elektronów. Metal o niższym potencjale jest anodą i ulega korozji.

Korozja Asfaltów

1. Są odporne na większość wodnych środowisk agresywnych z wyjątkiem bardzo silnych utleniaczy

2. rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych,olejach, tłuszczach

3.tlen w powietrza i światło powodują starzenie-utlenianie z utworzeniem rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych produktów

4.produkty rozpuszczalne mają często odczyn kwaśny i powodują korozję metali

5.cykliczne zamarzanie w obecności wody prowadzi do degradacji mechanicznej,

6.smoły,paki i podobne produkty reagują podobnie, lecz szybcież niż asfalty

7. bitumiczne pokrycia dachów narażone są przez światło uv, uszkodzenia mechaniczne

Pytanie 11: Koloidy, roztwory

KOLOIDY
Właściwości układów koloidalnych:
ruchy Browna,dyfuzja,sedymentacja,

Metody oczyszczania koloidów

Dializa,filtracja,wymiana jonowa

Metoda zmiany rozpuszczalnika,

Metody oparte na reakcjach chemicznych

Metody kondensacyjne

Koloidy (zole) są to układy o dużym stopniu rozdrobnienia. Są stanem pośrednim pomiędzy roztworami rzeczywistymi, które są układami fizycznie jednorodnymi o rozdrobnieniu cząsteczkowym a zawiesinami i mieszaninami niejednorodnymi.

Do koloidów należą zarówno :
¬ układy fizycznie jednorodne
¬ roztwory substancji wielkocząsteczkowych
¬ układy fizycznie niejednorodne o dużym stopniu rozdrobnienia - koloidy fazowe.

Podział koloidów:
koloidy czasteczkowe

Koloidy fazowe

Gaz aerozole
GAZ Ciecz mgła , chmury aerozole ciekłe
Ciało stałe dym, kurz aerozole stałe
Gaz zole piana piany
CIECZ Ciecz mleko , białko lizole , emulsje
Ciało stałe zawiesiny koloidalne
Gaz dirozole pumeks piany stałe
CIAŁO STAŁE Ciecz kwarc mleczny piany stałe
Ciało stałe szkło rubinowe zole stałe

ROZTWÓR

Jest mieszaniną, ponieważ zawsze z tego roztworu jesteśmy w stanie wydobyć substancję z których został sporządzony. Np. Sól kuchenna po odparowaniu wody

Mieszaniny dzielimy na:
Jednorodne i niejednorodne

a)niejednorodne = są to układy, w których fazy poszczególnych składników zachowują swoje cechy makroskopowe:,

b)jednorodne = są to układy, w których małe czastki jednej substancji – fazy rozproszonej – są równomiernie rozmieszczone w innej substancji – fazie rozpraszającej

W zależności od stopnia rozdrobnienia rozróżniamy: zawiesiny,koloidy i roztwory właściwe.

ZAWIESINY

Czastki o rozmiarach 10^-6m – 10^-7m, drobiny fazy rozpraszanej mają wymiary powyżej 200 nm widocznych pod mikroskopem.

KOLOIDY

Czastki o rozmiarach czyli od 10^-7 do 10^-5 cm. Drobiny o wymiarach od 1nm do 200nm.

ROZTWORY WŁAŚCIWE

Czatki lub jony o rozmiarach mniejszych niż 10^-9m, drobiny o wymiarach poniżej 1nm.

Powstają one w wyniku:

1) rozproszenia subst., która dązy do osiągnięcia stany o maksymalnym uporządkowaniu,

2)w wyniku reakcji chemicznej danej subst. Z rozpuszczalnikiem

Roztwór jest jednorodną mieszaniną składającą się z rozpuszczalnika i jednej lub większej ilości substancji rozpuszczonej.

Rozpuszczalność zależy od temperatury, ciesnienia

ZE WZGLĘDU NA STĘŻENIE SUBST. ROZPUSZCZONEJ MAMY 3 TYPY ROZTWORÓW:

NASYCONY,NIENASYCONY,PRZESYCONY