Wiązania wewnątrzcząsteczkowe - utrzymują atomy w cząstce. Rozróżniamy:
- w. jonowe (tworzą się między cząstecz. o stos. dużej różnicy elektroujemności
NaCl chlorek sodu CaSO4 siarczan wapnia 3CaO Al2O3 glinian trójwapniowy NaOH H2SO4
Dysocjacja na jony w środowisku wodnym
NaCl Na+ + Cl- CaCl2 Ca2++2Cl-
występują głównie w zw. nieorganicznych
- w.atomowe (walencyjne) występują gł. w zw. organicznych C2H6 metan tworzy się gdy pierw mają zbliżoną elektroujemność
- w.metaliczne występują tylko w metalach i stopach (mieszankach metali) def. Jądra pływające w chmurze elektronów są w ciągłym ruchu, stąd zdolność do przech.
Wiązania międzycząsteczkowe
- w.wodorowe
dysocjacja H2O na H+ + OH- H2O H++OH- 2H2O H3O+ + OH-
- w. Van der Vaals'a oddziaływanie dipolów sił indukcyjnych
Masa atomowa pierwiastka - 1/12 masy atomu izotopu węgla 12C, wyrażona w gramach to gramoatom
Gramocząsteczka (MOL) - suma mas atomowych
Liczba atomowa (Porządkowa) = liczbie ładunków dodatnich - protonów
Liczba masowa = liczbie neutronów w jądrze
Izotopy pierwiastki mieszane złożone z atomów o jednakowych l. atom. lecz o różnych l. masowych.
Masa cząsteczkowa - suma mas atomowych
Liczba Awogardo NA=6,023⋅1023 - ilość atomów występujących w molu jest zawsze taka sama.
Dysocjacja elektrolityczna samorzutny rozpad na jony w wodzie
sól kuchenna czyli chlorek sodu NaClNa++Cl- rozpad na jony H2OH++OH-
wodorotlenek wapnia Ca(OH)2Ca+2+2OH- elektrowartościowość jonu wapnia wynosi 2
kwas siarkowy H2SO42H++SO42- Jon siarczanowy (2kationy i jeden dwuwartościowy anion)
Stopień dysocjacji a=H/H0, gdzie H -l.cząstecz., które w H2O uległy dysocjacji H0 - wszystkich cz.
Stała dysocjacji k=(CH+⋅COH-)/CH2O gdzie c-poszczególne stężenia
Iloczyn jonowy kw = CH+⋅COH-=10-14 co 10-7 cz. wody ulega dysocjacji
Stężenie roztworu w % - ilość ciała stałego rozpuszcz. w jedn. masy lub obj roztwor (wagowego lub obj.)
Roztwór molowy - jeżeli 1 mol rozpuścimy w 1dcm3 wody, to taki roztwór nazywamy 1-molowym
R.normalny-jeżeli w 1 dcm3 rozpuścimy 1 gramorównoważnik rozpuszczal. to mamy roztwór jednonorm.
Reakcje chemiczne są to procesy polegające na przegrupowywaniu atomów wchodzących w skł. cząst. subst. wyjściowych (substatów) i wytwarzaniu substancji o odmiennym składzie i właściw. (produktów).
Podział reakcji chem. ze względu na typ reakcji:
- r.syntezy A+BAB gaszenie wapna palonego (w.palone) CaO+H2OCa(OH)2 (wodorotlenek wapnia)
- r.analizy ABA+B wypalanie kamienia wapiennego węglan wapnia CaCO3CaO+CO2 tlenek wapnia
- r.wymiany pojedyńcza - AB+CAC+B podwójna (kwasów i zasad) AB+CDAD+BC Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O
Podział reakcji chemicznych ze wzgl. na efekt cieplny:
- r.endotermiczne - takie do których przebiegu musimy dostarczyć ciepło.
węglan wapnia CaCO3+178kJCaO+CO2 wapno palone
gips CaSO4 2H2O+16,4kJCaSO4 ½H2O+1½H2O gips półwodny
- r.egzotermiczne - reakcje, w których wydziela się ciepło
wapno palone CaO+H2OCa(OH)2+67kJ wodorotlenek wapnia
Podział r.chem. ze względu na kierunek
- r.odwracalne - r.nieodwracalne
Podział r.chem. ze wzgłedu na liczbę faz
- r.homogniczne - gdzie wszystkie substaty występują w tym samym stanie skupienia, gaz z gazem.
- r.heterogeniczne - reakcje gdzie występują substaty i produkty w różnych stanach skupienia, ciecz i gaz
Klasyfikacja zw. nieorganicznych
-tlenki powstają w reakcji z tlenem, dzielimy na: - zasadowe Na2O, K2O, CaO -kwaśne SiO2, SO3, P2O5
SO3+H2OH2SO4 CO2+H20H2CO3 Al2O3+3H202Al(OH)3
-kwasy są to zw. chem. mające zdolność odszczepiania protonów H2SO42H++SO42-
-tlenowe H2SO4, H3PO4, HNO3H++NO3- -beztlenowe HClH++Cl- H2S2H++S2-
-zasady wodorotlenki Na2O+H2O2NaOH mają zdolność odszczepiania jonu wodorotlenowego OH-
-sole powstają w wyniku reakcji kwasu i zasady H2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O siarczan wapnia H2S+Ca(OH)2CaS+2H2O siarczek wapnia
Wapno (palone) wytwarzamy je z kamienia wapiennego (95%) CaCO3 (1000-1200°C) CaO + CO2
wapno gaszone (hydratyzowane, sucho gaszone CaO+H2OCa(OH)2)
Gips budowlany (siarczan wapnia) w stanie naturalnym występuje Gips Dwuwodny. Z Krystalicznie wbudowanymi dwiema cząsteczkami wody. CaSO4⋅2H2O, zaś budowlany CaSO4⋅½H2O
CaSO4⋅2H2O(160°C)CaSO4⋅½H2O+1½H2O
Proces utwardzania CaSO4⋅½H2O+1½H2OCaSO4⋅2H2O
Gips bezwodny (anhydrytu) CaSO4CaO+SO3 stos. się jako wylewki pod posadzki
Skład surowcowy cementu portlandzkiego: CaO 58-67%, SiO2 16-26% Al2O3 4-8% Fe2O3 2-4%
Skł. cem określa nam moduły hydrauliczne: MH=CaO/(SiO2+Al2O3+Fe2O3) = 1,9÷2,9 M.H.krzemianowy MHS=SiO2/(AL2O3+Fe2O3)=2,1÷3,5 M.H.glinowy MHA=Al2O3/Fe2O3 = 2÷5
Metody produkcji cem. portlandzkiego: - sucha (mielone na sucho, system odpylania) -mokro
Skład mineralogiczny klinkieru cem. portlandzkiego :
ALIT 3CaO⋅SiO2 krzemian 3-wapniowy C3S
BELIT 2CaO⋅SiO2 [Ca2SiO4] krzemian 2-wapniowy C2S
GLINIAN TRÓJWAPNIOWY 3CaO⋅Al2O3 [Ca3(AlO3)2] C3A
BRAUNMILLERYT 4CaO⋅Al2O3⋅Fe2O3 żelazoglinian 4-wapniowy C3AF
REAKC. HYDROLIZY 1)ALIT 45÷71% im > szybsze twardn. 2) BELIT 5÷33% im >wolniejsze tward.
3CaO⋅SiO2+nH2O2CaO⋅SiO2(n-1)H2)+Ca(OH)2 (uwodniony krzemian dwuwapn.)+(wodorotl wapnia)
2CaO⋅SiO2+mH2OCaO⋅SiO2(m-1)H2)+Ca(OH)2 (krzemian wapniowy)+(..)
REAKC. HYDRATACJI
3) 3CaO⋅Al2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O Glinian trójwapniowy 5÷15%
4) 4CaO⋅Al2O3⋅Fe2O3+xH2O3CaO⋅Al2O3⋅12H2O+CaO⋅Fe2O3(x-12)H2O 7÷12% Braunmillerytuwodniony glinian trójwapniowy + żelazian wapniowy
Są to reakcje egzotermiczne (wydzielające ciepło) Najbardziej egzoterm. są 3,4,1. Reakcje te dot. klinkieru, do cementu dochodzi jeszcze reakcja CaSO4⋅½H2O +1½H2OCaSO4⋅2H2O
Proces KARBONIZACJI Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O
Korozja betonu: oddziaływanie destrukcyjne subst. chem na beton. ¾ to czynniki fizyczne, cz. atmosfer. mają niewielki wpływ. Najbardziej znaczące zamarzanie i tajanie. Beton musi mieć nasiąkliwość < 5% .
Rodzaje korozji:
Ługująca (wymywająca) -Ca(OH)2 jest najbardziej podatny na korozję (jest reaktywny), czym woda miększa tym bardzie wymywa, mała ilość rozpuszczonych soli. Gdy wodorotlenek zostanie wymyty woda zaczyna atakować krzemiany wapnia. Następuje reakcji hydralizy w której powstaje znowu Ca(OH)2, który jest wymywany 3CaO⋅SiO2 +nH2O2CaO⋅SiO2(n-1)H2O+Ca(OH)2 kolejna reakcja prowadzi do całkowitego wymycia CaO⋅SiO2+H2OCa(OH)2 +SiO2 (rozpuszcza się i pozostaje piasek)
Korozja kwasowa Ca(OH)2+H2SO4CaSO4+2H2O. Beton silnie alkaliczny reaguje z kwasami. Jako pierwszy reaguje Ca(OH)2, otrzymujemy gips CaSO4, który nie jest odporny na działanie wody Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O. SO2 (½O2) SO3 (utlenianie) > korozji kwasowych spowodowana jest oddziaływaniem SO2 - powstaje SO3 - bezwodnik kwasu siarkowego, który reaguje z wodą.
Korozja węglanowa polega na oddziaływaniu kwasu węglanowego KARBONIZACJI proces korzystny, > wytrzym. betonu Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O -w powietrzu CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2 - w H2O
Korozja spowodowana wymianą jonów wapniowych CaCl - wprowadzenie chlorów jest niebezpieczne dla stali zbrojeniowej, osłabia strukturę betonu.
Ca(OH)2+2NaClCaCl2+2NaOH
Ca(OH)2+MgCl2CaCl2+Mg(OH)2 - galaretowa masa osłabia beton
(NH4)2SO4+Ca(OH)2->CaSO4+2NH4OH - wodorotlenek amonowy
NH4OH - woda amoniakalna NH3+H2O - ulatnia się amoniak
(NH4)2CO3 - węglan amonowy rozkłada się na amoniak NH3+CO2+H2O
Korozja spowodowana tworzeniem się soli z dużą ilością wody krystalizacyjnej
Korozja siarczanowa 3CaO⋅Al2O3+3CaSO4+31H2O3CaO⋅Al2O3⋅3CaSO4⋅31H2O występuje w obiektach energet., gdy konstr. podlega okresowemu nawilżaniu i wysychaniu >6% 3CaO⋅Al2O3 może wystąpić k.s.
sole |
Krystalizując > swoją objętość o [%] |
sól Candlot'a 3CaO⋅3Al2O3⋅31H2O Na2SO4⋅10H2O MgSO4⋅6H2O Na2CO3⋅10H2O |
227 311 145 148 |
Kor. spowodowana działaniem alkanów - silne alkalia rozpuszczają szkło SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O Krzemian sodu jest świetnie rozpuszczalny w wodzie, może być wymywany.
CaOC11O11H22 cukrzan - dosypując cukier do betonu spowalniamy proces wiązania i twardnienia, zmniejsza rozpuszczalność soli wapniowych.
Oddziaływanie gazów agresywnych na beton:
SO2 - dwutlenek siarki, w powietrzu ulega utlenianiu do SO3
H2S-siarkowód,kwas beztlenowy,z wapnem tworzy CaSi-siarczek wapnia, jest wypłukiwany przez wodę
Cl2 - chlorki, które są higroskopijne
F2 - najbardziej agresywny gaz
HF - flurowodór, atakuje wszystkie składniki betonu
H2SiF6 - kwas fluorokrzemowy
CO2 - jest agresywny rozpuszczalny w wodzie, w powietrzu powoduje karbonatyzacje, nie jest szkodliwy
wykwity - kolor biały, biało-szary, kremowy
CaCO3 - kolor biały, bez smaku
CaSO4⋅2H2O - gips - biały
NaNO3 - azotan sodowy
Korozja elementów żelbetowych jest sumą korozji żelaza i betonu. Beton ma odczyn alkaliczny (pH betonu 12÷13). Jeżeli pH >10 oddziaływanie wody nie powoduje korozji. Stal jest chroniona warstwą tlenkową. Na skutek korozji pręty rozsadzają strukturę betonu. Wytwarza się duża ilość mikroogniwek.
Elektrochemiczna korozja stali -muszą powstać ogniwa (anoda i katoda) i pewna różnica potencjałów, żeby elektrony się przemieszały. Korozji musi towarzyszyć wilgoć i tlen. A FeFe+++2e na katodzie musi być woda K 2H2O+O2+4e4(OH)- Ciecze porowate będą zawierały zw. wypłukiwane z betonu Fe++Fe+++ efektem korozji jest Fe(OH)3. Otulina min 20mm, gdy agresja chemiczna 30mm
Procesy korozyjne elementów żelbetowych
Korozja Ługująca (będzie > niebezpieczeństwo korozji stali zbrojeniowej), jest to wymywanie wodorotlenku wapnia. Zabezpieczenie - szczelność wapna
Korozja kwasowa - niszczy beton, jest też zagrożeniem dla stali zbrojeniowej
Korozja spowodowana wymianą jonów wapniowych
-siarczanowa - niszczy strukturę betonu, ale dla stali nie jest aż tak groźna
-węglanowa - w 1. fazie na powierzchni przereagowuje z CO2 z powietrza (Karbonatyzacja przypowierzchniowa) - nie jest ona niebezpieczna dla stali zbrojeniowej, gł. karbonizacji wynosi 5mm
Zabezpieczenie betonu: - odpowiedni dobór kruszywa, cementu, dodatków; - użycie min ilości wody, żeby beton był szczelny. Najlepszy do zabezpieczenia jest cement portlandzki, bo ma więcej wodorotlenku wapnia, alitu, belitu.
* Ochrona Materiałowo-strukturalna:
Mikrokrzemianka - SiO2 jest b.dobrym dodatkiem do cementu; ma silnie rozwiniętą powierzchnię; > wytrzymałość betonu; dodana do betonu reaguje z CaOH tworząc krzemian wapnia. (+) >szczelność i wytrzymałość (-) powoduje obniżenie pH o 1, co > zagrożenie korozją.
Cem. Glinowy - najniebezp. dla stali zbrojen. bo powstaje wodorotlenek glinu, który jest amfotermiczny
Inhibitory korozji - dodajemy 0,2÷0,3 w stos do cementu; dodajemy by chronić stal; np. azotan sodu NaNO2, również gdy chcemy betonować w zimie.
H4SiO4 SiO2⋅2H2O H2SiO3 SiO2⋅H2O Al(OH)3 H3AlO3
* Ochrona powierzchniowa:
przez impreg. powierz. betonu- >szczelności powierz. warstwy, ale nie przerywając przepuszczania wody
- impregn. krzemianowa (reaktywna) Na2SiO3 - szkło wodne sodowe K2SiO3 - szkło wodne potasowe
powlekamy powłokę, po przereagowaniu powstają krzemiany wapnia, powierzchnia utwardzona.
- fluatowanie (reaktywna) ZuSiF6 - fluorowanie cynku, niekiedy stos Al2(SiF6)3 fluokrzemian glinu (-) silna trucizna; (+) dobrze utwardzają powierzch. betonu, powstają odpowiednie fluorki CaF2
- silikonowanie (niereaktywna) - silikony żywice, które mają łańcuch -Si-O-Si- charakteryzują się dużą hydrofobnościątzn, są silnie nieprzyjazne wodzie. np. SARSIL H14R - żywica metylosilikonowa rozcieńczona w rozpuszczalniku, stos. do impregnacji wszystkich mat. bud. (beton, cegła, dachówka). AHYDROSIL posiada dodatk subst grzybobójcze, nie na ceramikę; BARSIL - na wszytsko co 3÷5 lat
Impregnacja środkami HYDROFOBNYMI - powierzchnia cały czas paroprzepuszczalna.
- impreg. wgłębna polega na tym, żeby beton wysycić nie pozostawiając żadnej warstwy na jego powierz. Gł impreg zależy od szczelności betonu. Krzemiany i Silikony potrafią migrować 60÷80mm
Agresywność środowiska: -nieagresywne; -słabo agres.(odp skł betobu); -silnie agres. (odp. zbroimy)
Korozja kwasowa 7<pH<5,5 słabo kwaśne środ., słabo agresywne dla betonu <5,5 zabezpieczamy beton
Domieszki i dodatki:
środki napowietrzające - czynne, stosowane aby > odporność betonu na wielokrotne zamarzanie i tajanie. W każdym betonie jest ok. 3% powietrza (nieregularnie rozmieszczone). Działanie tych składników zapewnia regularne rozmieszczenie jednakowej wielkości, zamknięte pory.
środki przyśpieszające wiązanie - stos. w zimie. Dzielą się na -chlorowe CaCl2 >zagrożenie korozją;
-bezchlorowe NaNO2 przyśpiesza, <zagrożenie żelbetu korozją; NaSiO3, K2 SiO3 szkło wodne
środki opóźniające wiązanie betonów - stos w okresie letnim, < rozpuszczalność wapnia w wodzie
krzemianka - występuje w różnych odmianach polimorficznych.
Roztwory żywic syntetycznych: -gł żywice poliestrowe; -ż.epoksydowe; -ż.poliuretanowe.
żywice te są żywicami termo (chemo)utwardzalne. tzn. utwardzają się pod wpływem wys. temp. lub po dodaniu chemicznego utwardzacza.
Tworzywa termoutwardzalne - nie ma możliwości odwrócenia reakcji w przeciwieństwie do termoplast.
żywice poliuretanowe - stos. w trudnych warunkach np. lodowisko. zalepiają pory (ogranicz paroprzep.)
Dyspersja wodna (DYSPERSJA - ciało w cieczy + plastyfikatory, modyfikatory, środki wulkanizacyjne)
Dyspersja asfaltowo-gumowa: część gumowa stanowi lateks butolienowo-sterynowy (LBS), stos do opon (występuje siarka, bo trzeba zwulkanizować gumę) wykonujemy baseny. Podłoże nie musi być suche.
Sadza syntetyczna: pigment w oponach, węgiel o bardzo silnie rozwiniętej powierzchni.
Naprawa i zabezpieczenie konstrukcji żelbetowych:
1) ocena stanu chemicznego i wytrzymałościowego
badanie wytrzym. i chemi., odczyt alkaliczności na różnych głębokościach, oceniamy gł karbonizacji, alkaliczność badamy: papierkiem lakmusowym, fenolofteliną (malina pH =>8) oranż metylowy.
określamy klasę, w lab. pH, zawartość chlorków, siarczanów (azotanów), czasami fenole
2) naprawa konstrukcji żelbetowej
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33
Obliczenia stechometryczne
1. Prawo zachowania masy: suma mas substratów = masie produktów
2. Prawo stos. stałych: związki chem. mają niezmienny skład
3. Prawo stos objętościowych
Zad 1 Do 2kg gipsu budowl. dodano 500g wody. Ile wody niezwiązanej pozostanie po całkowitym związaniu i stwardnieniu gipsu?
CaSO4⋅½H2O+1½H2O CaSO4⋅2H2O reakcja hydratacji (chemicznego przyłączania wody)
MCaSO4⋅½H2O = 145g M1½H2O=27g 145g-27g 2000g-x x=372g 500-372=128g
Odp. Nie przereagowanych pozostanie 128g wody
Zad 2 Ile wody wydzieli się w trakcie karbonizacji z 50m2 tynku o grubości 15mm do wysuszenia którego użyto zaprawę wapienną 1:3 gęstości zaprawy 2000kg/m3
[wapno - 74g] Ca(OH)2+CO2 [44g]CaCO3 [100]+H2O [18g] 74kg-18kg 375kg-x x=91,2kg
50⋅0,015=0,75m3 Mzaprawy=1500kg MCa(OH)2 = 1500/4=375kg
Zad 3 Ile kg kamienia wapiennego 100% jest potrzebnych do uzyskania takiej ilości wapna palonego, którego wystarczy do wyprodukowania 1000kg wapna hydratyzowanego.
CaCO3 [100g] CaO [56g] + CO2 CaO [56g] + H2O Ca(OH)2 [74g] wapno hydratyzowane
MCa(OH)2=1000kg 100kg-74kg x-1000kg x=1351kg
Zad 4 Ile wody zwiąże glinian trójwapniowy zawarty w 1kg cementu. Cement portlandzki zawiera 8% glinianu trójwapniowego
3CaO⋅A2O3+6H2O3+6H2O3CaO⋅Al2O3⋅6H2O {3Ca[Al.(OH)6]2} 271g+108g378g
270g-108g 80g-x x=32g. Glinia trójwapniowy zwiąże 32g wody w 1kg cementu.
Zad 5 Z kamienia wapiennego o zawartosci 95% CaCO3 i gliny marglistej należy otrzymać mieszankę surowcową do produkcji klinkieru o zawartości 70% CaCO3, ilu kilogramów glinu należy dodać do składu na tonę kamienia wapiennego. 1t=1000000g
m1 - masa kamienia wapiennego
C1 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m2 - masa margl. gliny
c2 - procentowa zawartość węglanu wapnia
m1⋅C1+m2⋅C2=(m1+m2)C c 70%CaCO3 1000kg⋅95%+m2⋅7%=(1000kg+m2)⋅70% m2=3,968
Zad 6 Ile wody należy dodać do 800g 10% kwasu siarkowego, aby otrzymać kwas o stężeniu 6%
800⋅10+m2⋅0=(800+m2)⋅6 m2=533,33