Hydratacja, uwodnienie – ogół procesów chemicznych lub fizycznych, w których związkiem chemicznym przyłączanym do innej substancji jest woda, przyłączana w całości, szczeg proces solwatacji. Przykładem jest przemiana anhydrytu w gips. Proces zachodzi bardzo często łącznie z uwęglanowieniem i hydrolizą. Procesy przebiegają samorzutnie z wydzielaniem E. Reakcje hydratacji: *bezpośrednia CaSO4+2H2O→CaSO4*2H2O, *grupy OH- CaO+H2O→Ca(OH)2 i 3CaO*Al2O3+6H2O→Ca3[Al(OH)6]2 Dehydratacja – reakcja chemiczna polegająca na eliminacji wody z cząsteczki związku chemicznego, zachodzi zazwyczaj w podwyższonej tem tzn>100◦C, np.:CuSO4*5H2O→CuSO4*H2O+4H2O, Na2CO3*H2O→ Na2CO3+H2O 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. W przypadku soli mocnego kwasu i słabej zasady, jak np. chlorku amonowowego, (NH4Cl), kation NH4+ wchodząc w reakcję z wodą pełni rolę kwasu odtwarzając w roztworze słabą zasadę, amoniak, NH3 (czyli NH3*H2O) oraz wytwarzając jony hydroniowe H3O+ NH4++H2O↔NH3+H2O+ Dla soli słabego kwasu i mocnej zasady (np. octanu sodu, CH3COONa), anion octanowy CH3COO- wchodzi w reakcję z cząsteczką wody z wytworzeniem cząsteczki kwasu octowego CH3COOH i anionu wodorotlenowego: CH3COO-+H2O↔CH3COOH+OH- Iloczyn rozpuszczalności – iloczyn stężenia jonów (kationów i anionów) powstałych z dysocjacji słabo rozpuszczalnej soli. Wartość iloczynu rozpuszczalności jest w danej temperaturze wartością stałą. Dla soli dysocjującej według równania: AmBn = mAn+ + nBm- Ca3(PO4)2=3Ca2++2(PO4)3-, Al2(SO4)3=2Al3++3(SO4)2-, Zn(NO3)2=Zn2++2(NO3)- Wartość iloczynu rozpuszczalności obliczamy: IR = [AmBn]=[An+]m*[Bm-]n jest ona również wartością stałą. Ca3(PO4)2=[Ca2+]3*[PO43-]2, Al2(SO4)3=[Al3+]2*[SO42-]3, Zn(NO3)2=[Zn2+]1*[NO3-]2Rozpuszczalność ilość związku chemicznego, która tworzy roztwór nasycony w 100g rozpuszczalnika w określonych warunkach ciśnienia i temperatury.t↑ to c↑, ciało s↑, g↓, wpływ pH i wspólnego jonu. Mamy subs prk nierozpusz, słabo i dobrze rozpuszczalne. Metody otrzymywania fazy stałej: 1.dodanie subs. powodującej: *powstanie związków o małej rozpuszczalności (Na2SiO3 + CaCl2 → CaSiO3↓+2NaCl , CaSiO3 + 2HCl → H2SiO3↓+CaCl2), *obniżenie rozpuszczalności fazy krystalicznej, 2.obnizenie temp, 3.efekt wspólnego jonu (wytrącenie barwnych krzemianów: z soli Fe(NO3)2 ∙ 9H2O w reakcji strącenia: Fe2+ + SiO32- → FeSiO3 ↓ , CaSO4 ∙ 7H2O w reakcji strącenia : Ca2+ + SiO32- → CaSiO3↓)
Kor rozpuszczania reakcji met z kwasami nieutleniającymi lub zas, → warstwa soli i H2↑. warstwa szczelna lub nie, porowata=dalsza korozja. pogarsza jakość wyrobu (ubytki masy, kruchość wodorowa), gorsze war pracy (H jest palny i wybuchowy). Ochrona: inhibitory. Przykłady: Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑ @ Al+3Na(OH)+#H2O→Na3[Al(OH)6]+1,5H2↑. Kor utleniania reak metali i aktyw gazów (O2, chloroH, tlenek), przyspiesza ją↑T. →jony+ metalu i j- O2=sieć krystaliczna powoduje warstwę szczelną lub nie, porowatą dalsza korozja wgłębna i trwa do zniszczenia metalu lub wyczerpania czynnika korozyjnego. Np. zendrowanie żelaza powlekanie stali warstwą tlenków, będące wynikiem reakcji przy podgrzewaniu metalu między jonami Fe3+ i Fe2+ a tlenem. Reak: 4Fe+3O2→2Fe2O3(t<570◦C), 2Fe+O2→2FeO(>570), 2Fe+1/2O2→2Fe2O3 Pasywacja w wyniku niej powstaje szczelna i zwarta warstewka na pow metalu, sta wyższej odporności na działanie środowiska w określonych warunkach. Najtrwalsza jest warstewka tlenkowa, jednak na czystym żelazie nie jest trwała, pęka. Chrom dodany do żelaza powoduje że Fe ma zdolność do pasywacji. Warstewka ta nie jest odporna na inne czynniki chemiczne. Warstwy pas: Al2O3, CuO,Cu2O. Korozja chemiczna nie zachodzą w niej procesy elektrochemiczne. Następuje w wyniku działania suchych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu elektrycznego. Produkty utleniania metalu i reakcji utleniacza osadzają się w miejscu działania czynnika agresywnego na powierzchnię metalu, a wymiana elektronów między metalem i utleniaczem przebiega w środowisku nie wykazującym przewodnictwa jonowego. Do korozji chemicznej zalicza się także czernienie przedmiotów srebrnych na powietrzu. Głównym składnikiem ciemnego nalotu jest siarczek srebra powstający w reakcji srebra ze związkami siarki zawartymi w powietrzu. Korozja elektrochemiczna (elektrolityczna) to niszczenie metalu w wyniku procesów elektrodowych zachodzących pod wpływem działania prądu przechodzącego z zew źródła. K:miejsce dopływu prądu, A:odpływ (zniszczenie). Bezpośrednia przyczyną jest różnica wartości potencjału półogniw korozyjnych. Zachodzi co najmniej jedna reakcja anodowa i jedna katodowa. Zachodzi na granicy faz metal-elektrolit. Metal ulega rozpuszczeniu przechodząc do elektrolitu w postaci jonów: Fe↔Fe2++2e-. W wyniku tej reakcji powstaje elektr potencjał, którego wartość zależy od aktywności metalu i rodzaju elektrolitu. W wyniku tej korozji powstają: *bimetaliczne ogniwa galwaniczne, *ogniwa stężeniowe. Ogniwa stężeniowe powstają na powierzchni metalu w postaci mikroogniw korozyjnych jako wynik działania elektrolitu o różnym stężeniu. Zazwyczaj większe stężenie jest w środku kropli niż na obrzeżu, w tych warunkach powstaje stężeniowa polaryzacja ogniwa. Wyróżniamy korozję: *korozja stężeniowa przy niejednakowym stężeniu elektrolitu A:Fe↔Fe2++2e‑ (zniszczenie), K:Fe2++2e-↔Fe *kor stęż przy niejed napowietrzaniu A: Fe↔Fe2++2e‑ (zniszczenie), K:H2O↔H++(OH)-, Fe2++2(OH)-↔Fe(OH)2-↓, w pobliżu K zachodzi: Fe(OH)2↓+H2O+O2↔Fe2O3*nH2O(rdza) Ogniwa galwaniczne opisują zjawiska zachodzące na styku dwóch metali lub stopów o różnych potencjałach elektrochemicznych. Efektywność wzrasta ze wzrostem różnicy potencjału stykających się ze sobą metali. W ogniwie bardziej ujemnym zachodzi rekcja rozpuszczania, a w bardziej dodatniej zachodzi redukcji. Przykłady: Fe-Zu A:Zu↔Zu2++2e- (zniszczenie), K:H2O↔H++(OH)- , H++2e-↔H2 w pobliżu K: Zu2++2(OH)-↔Zu(OH)2↓, Cu-Fe A: Fe↔Fe2++2e- (zniszczenie), K: H2O↔H++(OH)-, H++2e-↔H2 pobliżu K: Fe3++3(OH)-↔Fe(OH)3↓ MakroOgniwo Cu-Fe A: Fe↔Fe2++2e- (zniszczenie), K: H2O↔H++(OH)-, H++2e-↔H2 pobliżu K: Fe3++3(OH)-↔Fe(OH)3↓Na A zachodzi rozpuszczanie metalu i jony Fe2+ wędrują do elektrolitu, do K przyłączają się elektrony. Powstające jony OH- i Fe2+ tworzą trudno rozpuszczalny Fe(OH)2, który pod wpływem tlenu w wodzie ulega utlenieniu do Fe(OH)3. Prowadzi to do rdzewienia elementu.
Kor rozpuszczania reakcji met z kwasami nieutleniającymi lub zas, → warstwa soli i H2↑. warstwa szczelna lub nie, porowata=dalsza korozja. pogarsza jakość wyrobu (ubytki masy, kruchość wodorowa), gorsze war pracy (H jest palny i wybuchowy). Ochrona: inhibitory. Przykłady: Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑ @ Al+3Na(OH)+#H2O→Na3[Al(OH)6]+1,5H2↑. Kor utleniania reak metali i aktyw gazów (O2, chloroH, tlenek), przyspiesza ją↑T. →jony+ metalu i j- O2=sieć krystaliczna powoduje warstwę szczelną lub nie, porowatą dalsza korozja wgłębna i trwa do zniszczenia metalu lub wyczerpania czynnika korozyjnego. Np. zendrowanie żelaza powlekanie stali warstwą tlenków, będące wynikiem reakcji przy podgrzewaniu metalu między jonami Fe3+ i Fe2+ a tlenem. Reak: 4Fe+3O2→2Fe2O3(t<570◦C), 2Fe+O2→2FeO(>570), 2Fe+1/2O2→2Fe2O3 Pasywacja w wyniku niej powstaje szczelna i zwarta warstewka na pow metalu, sta wyższej odporności na działanie środowiska w określonych warunkach. Najtrwalsza jest warstewka tlenkowa, jednak na czystym żelazie nie jest trwała, pęka. Chrom dodany do żelaza powoduje że Fe ma zdolność do pasywacji. Warstewka ta nie jest odporna na inne czynniki chemiczne. Warstwy pas: Al2O3, CuO,Cu2O. Korozja chemiczna nie zachodzą w niej procesy elektrochemiczne. Następuje w wyniku działania suchych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu elektrycznego. Produkty utleniania metalu i reakcji utleniacza osadzają się w miejscu działania czynnika agresywnego na powierzchnię metalu, a wymiana elektronów między metalem i utleniaczem przebiega w środowisku nie wykazującym przewodnictwa jonowego. Do korozji chemicznej zalicza się także czernienie przedmiotów srebrnych na powietrzu. Głównym składnikiem ciemnego nalotu jest siarczek srebra powstający w reakcji srebra ze związkami siarki zawartymi w powietrzu. Korozja elektrochemiczna (elektrolityczna) to niszczenie metalu w wyniku procesów elektrodowych zachodzących pod wpływem działania prądu przechodzącego z zew źródła. K:miejsce dopływu prądu, A:odpływ (zniszczenie). Bezpośrednia przyczyną jest różnica wartości potencjału półogniw korozyjnych. Zachodzi co najmniej jedna reakcja anodowa i jedna katodowa. Zachodzi na granicy faz metal-elektrolit. Metal ulega rozpuszczeniu przechodząc do elektrolitu w postaci jonów: Fe↔Fe2++2e-. W wyniku tej reakcji powstaje elektr potencjał, którego wartość zależy od aktywności metalu i rodzaju elektrolitu. W wyniku tej korozji powstają: *bimetaliczne ogniwa galwaniczne, *ogniwa stężeniowe. Ogniwa stężeniowe powstają na powierzchni metalu w postaci mikroogniw korozyjnych jako wynik działania elektrolitu o różnym stężeniu. Zazwyczaj większe stężenie jest w środku kropli niż na obrzeżu, w tych warunkach powstaje stężeniowa polaryzacja ogniwa. Wyróżniamy korozję: *korozja stężeniowa przy niejednakowym stężeniu elektrolitu A:Fe↔Fe2++2e‑ (zniszczenie), K:Fe2++2e-↔Fe *kor stęż przy niejed napowietrzaniu A: Fe↔Fe2++2e‑ (zniszczenie), K:H2O↔H++(OH)-, Fe2++2(OH)-↔Fe(OH)2-↓, w pobliżu K zachodzi: Fe(OH)2↓+H2O+O2↔Fe2O3*nH2O(rdza) Ogniwa galwaniczne opisują zjawiska zachodzące na styku dwóch metali lub stopów o różnych potencjałach elektrochemicznych. Efektywność wzrasta ze wzrostem różnicy potencjału stykających się ze sobą metali. W ogniwie bardziej ujemnym zachodzi rekcja rozpuszczania, a w bardziej dodatniej zachodzi redukcji. Przykłady: Fe-Zu A:Zu↔Zu2++2e- (zniszczenie), K:H2O↔H++(OH)- , H++2e-↔H2 w pobliżu K: Zu2++2(OH)-↔Zu(OH)2↓, Cu-Fe A: Fe↔Fe2++2e- (zniszczenie), K: H2O↔H++(OH)-, H++2e-↔H2 pobliżu K: Fe3++3(OH)-↔Fe(OH)3↓ MakroOgniwo Cu-Fe A: Fe↔Fe2++2e- (zniszczenie), K: H2O↔H++(OH)-, H++2e-↔H2 pobliżu K: Fe3++3(OH)-↔Fe(OH)3↓Na A zachodzi rozpuszczanie metalu i jony Fe2+ wędrują do elektrolitu, do K przyłączają się elektrony. Powstające jony OH- i Fe2+ tworzą trudno rozpuszczalny Fe(OH)2, który pod wpływem tlenu w wodzie ulega utlenieniu do Fe(OH)3. Prowadzi to do rdzewienia elementu.
Hydratacja, uwodnienie – ogół procesów chemicznych lub fizycznych, w których związkiem chemicznym przyłączanym do innej substancji jest woda, przy czym woda ta jest przyłączana w całości, jest to szczególny proces solwatacji. Przykładem uwodnienia jest przemiana hematytu w limonit, skrobi w dekstrynę oraz anhydrytu w gips. Proces zachodzi bardzo często łącznie z uwęglanowieniem i hydrolizą. Procesy przebiegają samorzutnie z wydzielaniem E. Reakcje hydratacji: *bezpośrednia CaSO4+2H2O→CaSO4*2H2O, *grupy OH- CaO+H2O→Ca(OH)2 i 3CaO*Al2O3+6H2O→Ca3[Al(OH)6]2 Dehydratacja – reakcja chemiczna polegająca na eliminacji wody z cząsteczki związku chemicznego, zachodzi zazwyczaj w podwyższonej tem tzn>100◦C, np.:CuSO4*5H2O→CuSO4*H2O+4H2O, Na2CO3*H2O→ Na2CO3+H2O 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. W przypadku soli mocnego kwasu i słabej zasady, jak np. chlorku amonowowego, (NH4Cl), kation NH4+ wchodząc w reakcję z wodą pełni rolę kwasu odtwarzając w roztworze słabą zasadę, amoniak, NH3 (czyli NH3*H2O) oraz wytwarzając jony hydroniowe H3O+ NH4++H2O↔NH3+H2O+ Dla soli słabego kwasu i mocnej zasady (np. octanu sodu, CH3COONa), anion octanowy CH3COO- wchodzi w reakcję z cząsteczką wody z wytworzeniem cząsteczki kwasu octowego CH3COOH i anionu wodorotlenowego: CH3COO-+H2O↔CH3COOH+OH- Iloczyn rozpuszczalności – iloczyn stężenia jonów (kationów i anionów) powstałych z dysocjacji słabo rozpuszczalnej soli. Wartość iloczynu rozpuszczalności jest w danej temperaturze wartością stałą. Dla soli dysocjującej według równania: AmBn = mAn+ + nBm- Ca3(PO4)2=3Ca2++2(PO4)3-, Al2(SO4)3=2Al3++3(SO4)2-, Zn(NO3)2=Zn2++2(NO3)- Wartość iloczynu rozpuszczalności obliczamy: IR = [AmBn]=[An+]m*[Bm-]n jest ona również wartością stałą. Ca3(PO4)2=[Ca2+]3*[PO43-]2, Al2(SO4)3=[Al3+]2*[SO42-]3, Zn(NO3)2=[Zn2+]1*[NO3-]2Rozpuszczalność ilość związku chemicznego, która tworzy roztwór nasycony w 100g rozpuszczalnika w określonych warunkach ciśnienia i temperatury.t↑ to c↑, ciało s↑, g↓, wpływ pH i wspólnego jonu. Mamy subs prk nierozpusz, słabo i dobrze rozpuszczalne. Metody otrzymywania fazy stałej: 1.dodanie subs. powodującej: *powstanie związków o małej rozpuszczalności (Na2SiO3 + CaCl2 → CaSiO3↓+2NaCl , CaSiO3 + 2HCl → H2SiO3↓+CaCl2), *obniżenie rozpuszczalności fazy krystalicznej, 2.obnizenie temp, 3.efekt wspólnego jonu (wytrącenie barwnych krzemianów: z soli Fe(NO3)2 ∙ 9H2O w reakcji strącenia: Fe2+ + SiO32- → FeSiO3 ↓ , CaSO4 ∙ 7H2O w reakcji strącenia : Ca2+ + SiO32- → CaSiO3↓)