„Przykładowe” pytania z chemii - kolokwium na laborkach

1. Podaj wzór chemiczny/ symbol chemiczny

2. Na podstawie wykresu miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą (lub na odwrót) opisz osie oraz punkty: równoważnikowy i końcowy.

Punkt równoważnikowy - (Punkt równoważności PR) - jest to moment miareczkowania, w którym oznaczany składnik przereagował ilościowo z dodanym z biurety odczynnikiem

Przybliżeniem PR jest punkt końcowy miareczkowania (PK), który jest wyznaczany wizualnie lub za pomocą metod instrumentalnych.

3. Podaj parametry wody zarobowej zgodnie z polską normą. Zdefiniuj „twardość” wody i jej znaczenie w produkcji betonu.

Lp.	Wymagania
1	Barwa	Powinna odpowiadać barwie wody wodociągowej
2	Zapach	Nie powinna wydzielać zapachu gnilnego
3	Zawiesina	Nie powinna zawierać zawiesiny, grudek, kłaczków
4	pH, nie mniej niż	4
5	Siarkowodór, nie więcej niż	20 mg/dm^3
6	Siarczany, nie więcej niż	600 mg/dm^3
7	Cukry, nie więcej niż	500 mg/dm^3
8	Chlorki, nie więcej niż	400 mg/dm^3
9	Twardość ogólna, nie więcej niż	10 mval/dm^3
10	Sucha pozostałość, nie więcej niż	1500 mg/dm^3
11	Obniżenie wytrzymałości zapraw na zginanie lub ściskanie, nie mniej niż	10 %

Twardość wody, właściwość wody wynikająca z obecności w wodzie składników mineralnych, głównie węglanów, wodorowęglanów, chlorków, siarczanów(VI) oraz krzemianów wapnia i magnezu, a także cukrów (polska norma budowlana je uwzględnia)

4. Co to jest wapno? Wymień i opisz rodzaje wapna.

Wapno - spoiwo mineralne powietrzne (suchowiążące).

Występuje pod następującymi postaciami:

- wapno palone (niegaszone) - CaO

- wapno gaszone (lasowane) - Ca(OH)₂

- ciasto wapienne - plastyczna masa otrzymywana z wapna gaszonego

- wapno hydratyzowane (suchogaszone) - suchy proszek, gotowy do użycia przy przygotowywaniu zapraw wapiennych i cementowo-wapiennych

- mleko wapienne - zawiesina powstała przez rozcieńczenie ciasta wapiennego wodą.

5. Wymień rodzaje korozji betonu. Opisz szczegółowo jeden z nich.

a) korozja ługująca - spowodowana działaniem wód miękkich - polega na rozpuszczaniu spoiwa i wynoszeniu wymywanych związków na powierzchnię betonu, gdzie przy odparowaniu wody pozostają one w postaci nalotów

b) korozja ogólno kwasowa - związana z aktywnością jonów wodorowych (pH)

Kwasy zarówno mocne (HCl, H₂SO₄, HNO₃) jak i słabe (CH₃COOH, H₂S) są szczególnie szkodliwe jeśli chodzi o trwałość betonu. Reagują one z wodorotlenkiem wapnia oraz glinianami i krzemianami obecnymi w cemencie, w wyniku czego powstają łatwo rozpuszczalne związki ulęgające wymyciu z betonu. Proces ten stopniowo prowadzi do zwiększenia porowatości betonu i obniżenia jego właściwości wytrzymałościowych

c) korozja kwasowo węglowa - zależna od zawartości agresywnego dwutlenku węgla - spowodowana jest dwutlenkiem węgla zawartym w wodzie i powietrzu. W wyniku jego działania powstaje rozpuszczalny węglan wapnia, który jest ługowany z betonu, osłabiając jego strukturę.

d) korozja siarczanowa - zależna od zawartości jonów siarczanowych - powstaje w wyniku działania kwasu siarkowego i kwaśnych roztworów soli. Rozpoczyna się ona w momencie przekroczenia stężenia jonów siarczanowych powyżej 250mg/l. Powstający gips zwiększa swoją objętość (o ok. 130%) i powoduje naprężenia oraz spękania betonu.

e) korozja magnezowa - zależna od zawartości jonów magnezowych - Zawartość soli magnezu w wodzie (np. morskiej) powoduje tzw. korozję magnezową    Polega ona na reakcji podwójnej wymiany pomiędzy kationami magnezowymi i wapniowymi.

Powstające sole wapnia np. CaCl₂ i inne mogą być następnie wymywane przez wodę, inne sole jak np. CaSO₄ mogą tworzyć gips i sól Candlota. Wodorotlenek magnezu występuje w postaci koloidu (żelu) nie posiadającego własności wiążących, następuje więc osłabienie wytrzymałości betonu. Wskutek zmiany wodorotlenku wapnia na nierozpuszczalny wodorotlenek magnezu, zasadowość roztworu w porach betonu zmniejsza się, co wpływa na rozpad krzemianów i glinianów wapnia.

6. Wymień metody uszczelniania betonu. Opisz szczegółowo jeden z nich.

1. zabezpieczenie strukturalne:

a) mechaniczne - torkretowanie

Sucha mieszanka zaprawy cementowej tłoczona przez sprężone powietrze tłoczona przez sprężone powietrze miesza się z rozpyloną wodą. Otrzymaną masę betonu wtryskuje się z dużą siłą i przywiera ona do dowolnie nachylonej powierzchni torkretowanej. Metoda ta pozwala na uzyskanie betonu szczelnego.

b) chemiczne

- krzemianowanie

Nasycenie wierzchniej warstwy betonów i kamieni roztworem chlorku wapnia lub chloranu (V) wapnia, a następnie po wyschnięciu naniesienie warstwy szkła wodnego.

Na₂SiO₃ + CaCl₂ → ↓CaSiO₃ + 2NaCl

Na₂SiO₃ + Ca(ClO₃)₂ → ↓CaSiO₃ + 2NaClO₃

Nierozpuszczalny krzemian wapnia wypełnia pory a chlorek sodu fluatowanie chloran sodu zmywa się wodą. Na powierzchni wydziela się koloidalny kwas krzemowy i wzrasta nieco odporność na działanie kwasów.

- fluatowanie

Powierzchnia betonu pokrywana jest fluatami - roztworami wodnymi fluorokrzemianów. W towarzyszących fluatowanie reakcjach ze związkami wapnia powstają nierozpuszczalne związki fluoru i krzemu, uszczelniające powierzchnię betonu.

- tartaryzacja

Powierzchniowe powlekanie betonu kwasem winowym (H₂C₄H₄O₆), który tworzy z wodorotlenkiem wapnia trudno rozpuszczalny winian wapnia.

HOOC - CHOH - CHOH - COOH + Ca(OH)₂ → Ca(OOC - CHOH - CHOH - COO) + 2H₂O

2. zabezpieczenie izolacyjne

Hydrofobowanie - powierzchnię betonu pokrywa się emulsją parafinową, przygotowaną z roztworu mydła i roztworu benzynowego parafiny. Obecnie stosuje się także metylosikikony, stearynian wapnia oraz dodatki z tworzyw sztucznych.