PDM- w stanie równowagi dynamicznej, w ukł niejenorodnym, stałe war p i T, stosunek iloczynu stężeń mol produk do il stęż mol substratów jest stały, K=const. Wartość stężenia prod i substratu należy podnieść do potęgi równej współczynnikowi stechiometrycznymu reagenta. Stała zależy od T i rodzaju substancji. Od stałej zależy wydajność, duże wartości wysoka wydajność. Spadek stężenia substratu powoduje spowolnienie reakcji, stężenie nie może być 0 bo reakcji nie ma.
Przekory- jeśli ukł jest w st równowagi dynamicznej zostanie poddany działaniu bodźca z zew to zachowa się tak aby mu przeciwdziałać. Zajdą takie przemiany zmniejszające działanie bodźca że po pewnym czasie ustali się nowy stan równowagi. Czynniki zew: stężenie reagentów, T-przesuwa równowagę i zmienia war stałych, p- zmienia obj. Znaczenie klimatotwórcze oraz dobranie zew parametrów do procesu technologicznego.
van’t Hoffta- wraz ze wzr T zwiększa się szybkość reakcji: 2-4x- homo i 1,2-2,4x-heterogeniczne.
Hessa efekt energrtyczny reak nie zależy od drogi przemiany lecz od stanu pocz i końc. Wnioski: rów termochemiczne można + i -, efekt ener procesu jest równy efektowi wszystkich stadiów.
Hydroliza polega na rozpadzie zwi chem pod wpływem wody wg schem A-B + H2O → H-B + A-OH. Uwadnianie belitu: 2CaO*SiO2+H2O→CaO*SiO2*H2O+Ca(OH)2. ZAS: sól mocnej zasady i słabego kwasu CH3COONa+H2O↔NaOH+CH3COOH, KWAS: sól słab zas i moc kwas NH4Cl+H2O↔NH4OH+HCl, OBOJĘTNA: sól słab zas i słab kwas Mg(NO2)2+2H2O↔Mg(OH)2+2HNO2, sól moc zas i moc kwas brak hydr.
Reakcje: zobojętniania Ca(OH)2+H2CO3→CaCO3+H2O, powstający węglan wapnia jest składnikiem wapienia i marmuru. synteza powstawanie new subst z 2 lub większej liczby
subst wyjściowych, A+B→AB, CaO+CO2→CaCO3, 2SO2+O2→2SO3, analiza powstawanie z jednej subst 2 lub więcej new subst prostszych lub pierwiastków, AB→A+B, CaCO3→CaO+CO2↑, MgCO3→MgO+CO2↑, wymiany poj reakcje pomiędzy subst pierwiastkową a zw chem, otrzymuje się jako produkt inną subst pierwiastkową i inny związek, A+BC→AC+B, Ca+2HCl→CaCl2+CaCl2+H2↑, Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑, wymiany podwójnej reakcje 2 lub więcej zw chem, otrzymuje się zw chem inne niż te, które użyte były jako substraty, AB+CD =AD+CB, CaSO4+Na2CO3→CaCO3+Na2SO4, Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O, odwracalne: równocześnie z reakcją np. syntezy: A+B→AB, zachodzi reakcja rozkładu AB→A+B, np.:CH3COOH + C2H5OH ⇔ CH3COOC2H5 + H2O, nieodwracalne: reakcje jednokierunkowe w których proces chemiczny trwa do wyczerpania się jednego z reagentów, np.: Fe+H2SO3→FeSO3 +↑H2, homogeniczne: ten sam stan skupienia i reakcje zachodzące w jednej fazie(np. gazowej-jednorodne-||, np.: NaOH+HCl→NaCl+H2O, heterogeniczne: zachodzą na granicy dwóch faz, rek ciał stałych, zachodzące podczas wypalania klink cem, np. ciekłej i stałej, niejednorodne charakt dla mater bud. np.: CO2+H2O→H2CO3, egzotermiczne: towarzyszy wydzielanie się ciepła, wydajość spada ze wzrost T a szybkość rośnie, np. gaszenie wapna, CaO+H2O→Ca(OH)2+67kJ/mol, wiązanie Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O↑. endotermiczne: w których ciepło jest pobierane, ze wzrostem T wydajność wzrasta i szybkość, np. wypal węglanu wapnia, CaCO3→CaO+CO2↑-178,5kJ/mol, otrzymywanie miner cem w klinkieryzacji 18CaO+4SiO2+2Al2O3+Fe2O3→3(3Ca*SiO2)+2CaO*SiO2+3CaO*Al2O3+4CaO*Al2O3*Fe2O3-1371,4kJ/mol.
Szybkość reak: ilość zderzeń efektownych, rodz i stężenie reagujących subst, T, katalizator, promieniowanie.
Napięcie pow zjaw fiz występujące na styku pow cieczy z ciałem stałym lub inną cieczą. Polega na powstaniu dodatkowej siły działającej na pow cieczy, ma swoje źródło w F przyciągania pomiędzy molekułami cieczy. Występuje na granicy faz termodynamicznych i jest zwane międzyfazowym, odpowiedzialne jest za F kapilarności oraz związane jest ze zwilżaniem. Jeżeli umieścimy ciecz w wąskiej rurce (kapilarze),kąt zwilżania jest różny od 90 powstanie menisk. Ciecze zwilżające powierzchnie tworzą meniski wklęsłe (kąt<90) i podnoszone są w gorę przez składową siły F styczną do powierzchni kapilary (=F cosθ). Ciecze niezwilżające powierzchni tworzą meniski wypukłe (kąt>90) i ich poziom w kapilarze obniża się. Siła F wywierana przez cząsteczki kapilary na cząsteczki cieczy, równa sile napięcia powierzchniowego, skierowana jest pod kątem θ względem powierzchni kapilary. Napięcie powierzchniowe wody można zmienić, zmi T wody lub dodając zw chem detergenty, zwiększa zwilż i skuteczność prania ma to znaczenie podczas prania brudnych ubrań. C/G↓tworzenie się piany, zw pianotwórcze, ↑ kształt kulisty kropli i łączenie się małych w duże C/C ↓ powst emulsji, emulgatory, ↑rozbijanie emulsji, demulgowanie. C/S↓zwiększa się zwilżalność.
Hydrofobowość włas subst polega na niezdolności jej cząst do oddział z rozpuszczalnikami polarnymi, H2O. mat takie char brakiem zdolności do zwilżania przez H2O. Hydrofobowe są cząst nie mające momentu dipolowego. Silnie hydrofobowe są siarka, rtęć, parafina i nie lubią wody, natomiast gips, kalcyt i dolomit są hydrofilowe. Są też takie cząst które są i hydrofilowe i –fobowe, włas amfifilowość.
Hydrofobizacja proces nadawania powierzchniom materiałów hydrofilowych własności hydrofobowych tj. odpychania wody, przeprowadza się w celu zapobiegania wnikaniu wody w głąb struktury materiałów. Miarą skuteczności jest zwilżalność. Zapobiegać: metale –korozji, drewno-zawilgoceniu, gniciu, grunty- ich nasiąkaniu i rozmiękaniu, szyby-poprawa widoczności w deszczu. Metody: malowanie farbami lub lakierami, naklejanie folii wykonanych z hydrofobowych mat, impregnacja, modyfikacja pow: szlifowanie, pasywowanie.
Adsorpcja zjaw gromadzenia i łączenia się cz cząst gazu lub cieczy (adsorbatu) na pow cieczy lub stałego (adsorbentu). Proces egzotermiczny. Oddziaływania między nimi powodują ads fiz lub chem. W fiz efekt cieplny jest niewielki i po desorpcji wszystko wraca do stanu pierwotnego. W chem występują oddz chem i efekt jest znaczący i towarzyszy on przemianie chem adsor- bantu i bentu. Stałe w stałej T i p, cząst zaadsor tracą swobodę ruchu. Oczyszczanie i rozdzielanie mieszanin gazowych lub ciek. Izoterma adsorpcji opisuje wpływ p gazu na pokrycie pow. Subst rozpuszc tym silniej adsorbuje im gorzej rozpuszcza się w danym rozpuszczalniku, o ilości decyduje zdolność zwilżania ad-benta.
Energia pow równa jest liczbowo W potrzebnej do utworzenia nowej jednostki pow podczas rozdziału 2 faz znajdujących się w równowadze faz w procesie izometrycznym. Zależy od sił spójności oraz rdz ciała stałego, ciecz sztywna war chark dla napięcia pow, twrz sztuczne energia mniejsza od napięcia H2O. F skierowana jest w głąb cieczy pr-padle do pow chcąz zmniejszyć pow swobodną, a ciecz w odp dązy do zmniejszenia cząst na pow –napięcie.
Lepkość właściwość płynów charakt ich opór wew przeciw płynięciu, miarą jest F potrzebna do utrzymania w laminarnym ruchu jednostajnym v1m/s cieczy o pow A1m2 w stosunku do || pow oddalonej o 1m. Pomiary przez v przepływu przez kapilarę lub opadania kulki w cieczy.zależy od rdz cieczy i T.
Chrt płynięcia T=cons: ^newtonowskie: laminarny, lepkość wielkością fizykalną dla konkret cieczy, H2O. ^nienewtonowskie turbulentny, lepkość zależy od naprężeń ścinających powstałych w cieczy w płynięciu, tiksotropia, dylantacja, bentonit.
Podział koloidów: faza rozpraszająca/rozproszona, G/C- gazozol, np. mgła, G/S- gazozol, np. dym,kurz, C/G- piana mydlana, C/C- emulsja, np. farby em i dys, C/S- zol, roztwór białek, dyspensja metali S/G- piana stała – np. pumeks, styropian, S/C- emulsja stała, np. opal, S/S dirozol szkła kolorowe.
Kor metali oddział fizykochemiczne i elektrochemiczne metalem, a otaczającym go środowiskiem powodujące zmiany we właśc metalu, które uszkodzenia lub całk zniszcz materiału.
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.
BETON Ługowanie (wymywanie) składników Ca(OH)2, przyczyny: działanie wód miękkich, skutek rozpuszczenie łatworozpusz związków w betonie i wymywanie ich, Ca(OH)2 jest czynnikiem wytrzymałościowym lub skł glinianów i krzemianów→ rozkład ich.
Kor kwasowa P: działanie kwasów HCl, H2SO4, HNO3,CH3COOH, S: powstanie rozpuszcz soli, ph↓, Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H++2OH-, powoduje ↑porowatości, ↓wytrzymałości. Kwas solny reaguje z węglanem wapniowym powstającym w karbonizacji betonu, P: działanie agres CO2 i wilgotność względna w=20-80%, S: rozpusz łatworoz wodorowęglanów wapnia w betonie i wymywanie ich, zw kor węglanową Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O pH≈10,0, CaCO3+H2O+CO2→Ca(HCO3)2 pH≈6,5-7,0, pH<11,5 zagrożenie zbrojenia, pH<10 w żelbecie rozkład krzemianów w spoiwie cem CaSiO3→H20→H2SiO3(żel)+Ca(OH)2.
Pęcznienie siarczanowe wywołana jest poprzez procesy powodujące powstawanie w betonie soli krystalizujących z dużą ilością wody . Wody siarczanowe zawierają najczęściej siarczan wapniowy, magnezowy lub sodowy. Ich korodujące działanie polega na tworzeniu ze składnikami betonu związków uwodnionych, które krystalizując z wodą zwiększają znacznie swą objętość, co powoduje zniszczenie struktury betonu. W pierwszej fazie reakcji wodorotlenek wapniowy przechodzi w CaSO4+2H2O→CaSO4*2H2O pęcznienie 1,2x. Następnie w reakcji składników cementu z siarczanem wapniowym powstaje tzw bakcyl cementowy sól Candlota: 3CaO*Al2O3*6H2O+3(CaSO4+2H2O)+20H2O→3CaO*Al2O3*3CaSO4*32H2O pęcznienie 3,5x, pęcznienie może nastąpić również przez reaktywne kruszywo wrażliwe na alkalia wynikiem czego powstają naprężenia wew podczas pęcznienia 2-4MPa, jest to pęcznienie wew.
Wapienne wypalanie CaCO3→CaO+CO2↑-178,5kJ/mol, gaszenie CaO+H2O→Ca(OH)2+67,0, wiązanie Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O↑+110,0.
Gipsowe dehydratacja wypal CaSO4*2H2O→CaSO4*1/2K2O+1,5H2O↑-16,4(częściowe), →CaSO4+2H2O↑-19,9 (całkowite), uwadnianie CaSO4* ½H2O+1,5 H2O→CaSO4 * 2H2O + 16,4 kJ/mol, Etap I CaSO4*½H2O(s)→CaSO4*½H2O(c), EII CaSO4*½H2O(c)+1,5H2O→CaSO4 * 2H2O(c), EIII CaSO4*2H2O(c)→CaSO4*2H2O(s).
Cementowe otrzymywanie 18CaO+4SiO2+2Al2O3+Fe2O3→3(3Ca*SiO2)+2CaO*SiO2+3CaO*Al2O3+4CaO*Al2O3*Fe2O3-1371,4kJ/mol, 18C+4S+2A+F→3C3S+C2S+{C3A+C4AF} {≤20%} hydrat alitu <C-CaO, S-SiO2, H-H2O> C3S+3H→C1,5SH1,5+1,5CH+∆E (+918) szybko, hydr belitu C2S+2H→C1,5SH1,5+0,5CH+∆H.
Ciało amorficzne (bezpostaciowe) zw szklistymi w efekcie jednak ciecze sztywne czyli ciecze przechłodzone, pozornie wydają się ciałami stałymi, gdyż zachowują nadany im kształt, powstają w wyniku oziębiania cieczy w których nie zachodzi krystalizacja lub z koagulacji lub sendymentacji. T↓ ruchliwość cząstek ↓ i lepkość↑, wysoka lepkość ośrodka spowalnia procesy krystalizacji. Dominującym typem wiązań są wiązania I rzędu. Elementy ciała rozmieszczone są chaotycznie, ciała te są izotropowe tzn. nie wykazują zależności swych własności od kierunku. Mają termodynamiczną nietrwałość (szkliwa → struktura pseudokrystaliczna → struktura w pełni krystaliczna). Przykłady: szkło, emalie, tworzywa sztuczne,wosk, plastelina, stopy polimerów, niektóre minerały: opal, bursztyn, szkliwa wulkaniczne. Przechodzą w ciecz w przedziale T
Krystalizacja to proces powstawania fazy krystalicznej z fazy stałej (amorficznej), fazy ciekłej, roztworu lub fazy gazowej. Krystalizacja jest procesem egzotermicznym. Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Metody *Stopniowe obniżenie temperatury roztworu, *Odparowanie rozpuszczalnika, *Gwałtowne ochłodzenie Etapy *Zarodki krystalizacji (celowo wprowadzane lub zanieczyszczenia), *Powstanie dendrytów (rozgałęzione struktury krystaliczne), *Łączenie dendrytów w większe struktury , Cechy uporządkowany statycz układ atomów posaiada środek i płaszczyznę symetrii, położenie odwzorowuje model geom, sieć przestrzenna, wyznaczanie go metodami rentgenowskimi, anizotropowość, T=cons dla przemian fiz, i własności.