11) Iloczyn jonowy wody i PH, podać przykłady środowisk o różnym PH i opisać ich charakter pod względem oddziaływania na typowe materiały budowlane. Szkodliwy? Agresywny? Obojętny?

H₂O↔H⁺+OH⁻

Stała równowagi reakcji dysocjacji w temp. 24°C ma wartość:

C_H2o - stężenie wody niezdysocjonowanej w wodzie”, które można oszacować jako C_H2O=55.6 mol/dm³

Iloczyn jonowy wody wynosi

Kw=Ch⁺*Coh^-

Kw=55.6mol/dm³*1.8*10^-16mol/dm³=10do-14(mol/dm³)kwadrat czyli

Ch⁺=Coh^-=10^-7mol/dm³

Dla określenia odczynu roztworów wodnych, tzn. stopnia zasadowości lub kwasowości, wprowadza się pojęcie wykładnika jonów wodorowych

pH=-lg_eh+

Dodanie do wody kwasu lub zasady powoduje zmianę pH, Ch+ i Ch- przy zachowaniu stałego iloczynu jonowego wody.

Dla oceny stopnia agresywności kwasowej roztworów wodnych w stosunku do betonu można przyjmować następujące wartości graniczne wykładnika jonów wodorowych:

6.5<=pH<7.0 - bardzo słabo agresywny

5.0<=pH<6.5 - słabo agresywny

4.5<=pH<5.0 - średnio agresywny

pH<4.5 - silnie agresywny

WSKAŹNIKI strona 136/skrypt

W betonie nieskarbonatyzowanym stal znajduje się w środowisku zasadowym o pH=11-13. Stal jest w tych warunkach pokryta warstewką pasywną, złożoną z Fe₂O₄. Zmniejszenie wartości pH do wartości <10 powoduje zapoczątkowanie procesów korozji stali. W obecności chlorków proces ten rozpoczyna się nawet przy wyższej wartości pH. Powstający produkt korozji Fe(OH)₂ ma większą objętość niż stal rozsadza beton. W obecności chlorków powstaje chlorek żelazny, który lokalnie może być źródłem kwasu solnego:

FeCl₂ + 2H₂O→Fe(OH)₂ + 2HCl

Powodującego korozję wżerową zbrojenia. Trwałość żelbetu zależy od grubości betonu i otoczki.

15) Co to są roztwory stałe? W jaki sposób powstają? Podać przykłady.

Strona 52

Zdolność do wzajemnego zastępowania jonów, atomów lub cząsteczek przez inne o zbliżonych rozmiarach nazywa się diadochią. Konsekwencją zjawiska diadochii jest tworzenie się roztworów stałych, zwanych także kryształami mieszanymi, tzn. jednorodnymi mieszanin dwóch lub więcej substancji. Przykładami diadochii kowalentnej są minerały: oliwin (Mg,Fe^II)₂SiO₄, chabazyt [(Ca, Na₂)(Al₂S₁₄O₁₂)-6H₂O] oraz inne glinokrzemiany. Niektóre stopy metali również tworzą roztwory stałe. Apatyt Ca₅(FO₄)3(F,Cl), topaz A_l2CF,(OH)₂SiO₄.

16) Co to jest alotropia i polimorfizm i podać przykłady.

Ten sam pierwiastek lub związek chemiczny w zależności od sposobu powstawania i czynników zewnętrznych, w których się znajduje, może występować w różnych strukturach krystalicznych:

-pierwiastki tworzą odmiany alotropowe np. węgiel, diament (regularny), grafit (warstwowy) i bezpostaciowa sadza.

-związki chemiczne tworzą odmiany polimorficzne np. krzemionka tworzy łącznie z odmianą bezpostaciową 8 odmian polimorficznych

kwarc ⇔(870°C) - trydymit ⇔(1470°C) γ-krystobalit-chyba ⇔(1710°C) szkło

1. kwarc (trygonalny)⇔(575°C) kwarc (heksagonalny)

2.  - trydymit (heksagonalny)⇔(165°C)  - trydymit (rombowyII) ⇔ (126°C)  - trydymit (rombowyI)

3. γ-krystobalit (regularny) ⇔ (180-270°C) -krystobalit (tetragonalny)

Odmiany polimorficzne (alotropowe) różnią się zarówno budową krystaliczną, jak i wartościami fizycznymi. Przemiany polimorficzne zachodzą w procesach przemysłowych np. różniące się właściwościami odmiany gipsu pół-wodnego ,-CaSO4*1/2H₂O, czy też odmiany krzemianu dwu-wapniowego ,,,γ - 2CaO-SiO₂, mogące występować podczas wypalania klinkieru cementowego bądź różniące się magnetycznością cztery odmiany alotropowe żelaza- ,,γ,δ  Fe.

---