Szakmai kémia a 13. GL osztály részére 2016/2017. 8. Szervetlen kémia a környezetünkben http://tp1957.atw.hu/szk_8.ppt

Tartalom Ált. kém. fogalmak rendszerező ismétlése periódusos rendszer, kötések, halmazszerkezet; reakciók feltételei, típusai, hőszínezete pH számolások, redoxi reakciók, standard potenciál Légköri gázok: légköri gázok, légszennyezők, forrásaik, hatásaik A víz környezeti és ipari jelentősége természetes vizek, szennyezők, felhasználás Szervetlen kémiai anyagok építőanyagok, szervetlen háztartási anyagok Anyagismeret: savak, lúgok, sók, fémek, nemfémek Szerkezeti anyagok és tulajdonságaik fémes és nemfémes szerkezeti anyagok tulajdonságai. A korrózió-védelem célja, főbb eljárásai

Ált. kém. fogalmak rendszerező ismétlése Periódusos rendszer, kötések, halmazszerkezet; oszlopok, periódusok hasonlóságok: függőleges (csoportok) – a két szélén; vízszintes – a közepén (pl. vascsoport); átlós – bór – asztácium vonal (félfémek) Reakciók Feltételek: affinitás, érintkezés, hőmérséklet Típusai részecske átmenet szerint: p+ és e– átmenettel járó; irány szerint: egyirányú és megfordítható; hőszínezet szerint: exoterm (hőtermelő), endoterm (hőemésztő).

Ált. kém. fogalmak rendszerező ismétlése pH számolások erős sav: pH = - lg (n*c) pl. c(HCl) = 0,1 mol/dm3 pH = 1 c(H2SO4) = 0,005 mol/dm3 pH = 2 gyenge sav pH = - lg (c*) pl. c(sav) = 0,02 mol/dm3  = 0,05 pH = 3 erős bázis: pOH = - lg (n*c) pH = 14 – pOH pl. c(KOH) = 0,02 mol/dm3 pOH = 1,7 pH = 12,3 c{Ca(OH)2} = 0,005 mol/dm3 pOH = 2 pH = 12 gyenge bázis pOH = - lg (c*) pH = 14 – pOH pl. c(bázis) = 0,05 mol/dm3  = 0,02 pOH = 3 pH = 11 Redoxi reakciók, standard potenciál oxidációs szám, egyenletek rendezése fémek feszültségi sora (standard potenciálok)

Standard potenciálok A standard potenciálok alapján eldönthető, hogy egy reakció végbemegy-e. Red./ox. forma E0, V Li/Li+ -3,02 Na/Na+ -2,71 Al/Al3+ -1,66 Zn/Zn2+ -0,76 Cr/Cr3+ -0,74 Fe/Fe2+ -0,44 Ni/Ni2+ -0,23 Sn/Sn2+ -0,14 H2/H3O+ 0,000 Red./ox. forma E0, V H2/H3O+ 0,000 Cu/Cu2+ +0,34 2 I–/I2 +0,54 Ag/Ag+ +0,80 Hg/Hg2+ +0,86 2 Br–/Br2 +1,06 2 Cl–/Cl2 +1,36 Au/Au3+ +1,40 2 F–/F2 +2,87 Forrás: http://gyemantmisi.atw.hu/fizikai/standardpot.pdf

Standard potenciálok használata 1. A standard potenciálok alapján döntse el, hogy a reakció végbemegy-e? a) Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+ b) Fe + Zn2+ → Fe2+ + Zn c) Sn2+ + Zn → Sn + Zn2+ d) 2 H3O+ + Zn → H2 + Zn2+ + 2 H2O e) 2 H3O+ + Cu → H2 + Cu2+ + 2 H2O 2. A következő fémek közül melyek fejlesztenek hidrogéngázt az 1 mol/dm3 koncentrációjú sósavból? Fe, Sn, Ag, Zn, Hg, Al, Cu 3. A vasat melyik bevonat védi meg a rozsdásodástól, ha kilyukad, az ón (Sn) vagy a króm (Cr)? Miért?   Cr Al -1,66 V Zn -0,76 V Cr -0,74 V Fe -0,44 V Sn -0,14 V H2 0,00 V Cu +0,34 V Ag +0,80 V Hg +0,86 V

Légköri gázok Légköri gázok fő összetevők: 78  % nitrogén, 21  % oxigén, 0,93  % argon, 0,038 térfogat % szén-dioxid, nemesgázok, stb. változó összetevők: nedvesség, szennyezők. Légszennyező anyagok, forrásaik, hatásaik CO2 tüzelőanyag, üzemanyag égetése üvegház CO tökéletlen égési folyamatok mérgezés SO2 tüzelőanyagok égetése savas cs. NOx tüzelőanyag, üzemanyag égetése savas cs. CxHy tökéletlen égési folyamatok üvegház por energia-, építőipar, kohászat ü.: „befed” sz.: tüdő freon hűtő, spray ózonbomlás ózon másodlagosan keletkezik mérgező

A víz jelentősége Őselemek India: levegő, tűz, víz, föld, 5. elem; Kína: fa, tűz, föld, víz, fém; ókori görög: levegő, tűz, víz, föld. Mondások: Hazudik, mint a vízfolyás… Él, mint hal a vízben Mértékegységek kötődnek hozzá kilogramm: 1 dm3 4 °C-os víz tömege Celsius skála: a víz fagyáspontja 0 °C, forráspontja 100 °C. kalória (már nem szabad használni, de…): 1 g víz 1 °C-kal való felmele- gítéséhez szükséges hő.

A víz fizikai tulajdonságai 1. Képlet: H2O Kötés, molekula szerkezet: poláris Nevezetes hőmérsékletei hármaspont 0,01 °C olvadáspont 0 °C legnagyobb sűrűség hőmérséklete 4 °C forráspont (légköri ny.) 100 °C kritikus hőm. 374 °C Halmazállapotai szilárd (jég, hó) t < 0 °C, folyékony (víz) 0 °C < t < 100 °C (légköri ny.), légnemű – gőz … 0 °C < t < 374 °C, mindhárom 0,01 °C; légnemű – gáz t > 374 °C. szuperkritikus víz t > 374 °C, p > 200 bar

A víz fázisdiagramja p szuperkritikus víz víz jég gáz gőz T fagyáspont hármaspont forráspont

A víz fizikai tulajdonságai 2. Sűrűség kb. 1 kg/dm3 (sok minden úszik rajta!) hőmérsékletfüggése különleges: a 4 °C-os víz a legsűrűbb, mély vizek rétegzettsége (alul a 4 °C-os) a jég könnyebb a víznél, úszik rajta. Kép: http://cms.sulinet.hu/get/d/1b380f43-b947-4d52-af4b-d484ac3d8da4/1/6/b/Normal/10hotagulas_folyadek4.jpg

A víz fizikai tulajdonságai 3. Viszkozitás: kicsi, könnyen mozog, folyik. Felületi feszültség: nagy, így nehezebb anyagok is fent maradhatnak rajta (Al tárgy, bogarak). Fajhő: nagy {4,17 kJ/(kg·K)}, ezért nehezen melegszik, nehezen hűl le, tárolja a hőt. Párolgáshő: igen nagy (a H-híd kötések miatt), párolgása sok hőt von el, erősen hűt. Hővezetés: jó, ezért a hideg vizet hidegebbnek, a meleg vizet melegebbnek érezzük, mint az azonos hőmérsékletű levegőt. Elektromos vezetés: a tiszta víz alig vezet, az oldott anyagok (sók) jelentősen megnövelik a vezetést. Oldó hatás: poláris és ionos anyagok jó oldószere. Hidratáció: a szolvatáció (az oldószer molekulák körülveszik az oldott anyag részecskéit) neve, ha víz az oldószer.

A természetes vizek fizikai tulajdonságai Szín: a tiszta víz színtelen, de a benne lévő anyagok megszínezhetik: zöld – klorofill (növény), barna – humuszsavak (talaj) Átlátszóság – zavarosság Szag: szagtalan, ammónia, kénhidrogén Íz: íztelen, természetes oldott anyagok ízeket adnak klorid-ion – sós, hidrogén-karbonát ion – üdítő, vas, mangán, arzén – fémes íz.

A víz kémiai tulajdonságai Disszociáció: 2 H2O ⇌ H3O+ + OH– Vízionszorzat: Kv = [H3O+]·[OH–] pH: a semleges víz pH-ja 20 °C-on 7. Reakciói fémekkel 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2 (izzó) nemfémekkel C + H2O → CO + H2 (izzó) Cl2 + H2O ⇌ HCl + HOCl víz fertőtlenítés oxidokkal CaO + H2O → Ca(OH)2 bázis SO2 + H2O → H2SO3 sav hidrolizáló sókkal FeCl3 + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 HCl továbbiak, pl. kalcium-karbiddal CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2 Hidrolízis: bomlás víz hatására. H2-fejlődés

A víz természeti – környezeti jelentősége Élőlények életfeltétel, életelem (a lé-szükséglet = létszükséglet), élőhely (vízi élőlények); terjedési lehetőség (útvonal). Élettelen anyagok oldása, fagyás; hőtárolás, víz körforgás – párolgás, lecsapódás, tisztulás. mállás, felszín, talaj

A víz emberi felhasználása Személyes  ivás, ételek készítése (főzés); (háztartás)  tisztálkodás, higiénia, takarítás;  mosás, mosogatás; találós kérdés  fűtés (hőhordozó: víz vagy gőz). Ipar  oldószer, reakcióközeg;  reakciók (reagens vagy katalizátor),  hőhordozó (hűtés, fűtés). Mezőgazdaság növények – öntözés, állatok – itatás, tisztán tartás Közlekedés útvonal (hajó) hűtővíz (autó, stb.) Sport – vízi sportok

Vizek a természetben A Föld felszínének kb. 70 %-a Az élőlények testének 30..99 %-a víz A vizek felosztása felszíni felszín alatti talajvíz mélységi víz karsztvíz édesvizek vízfolyások állóvizek sós vizek tengerek, óceánok tavak (pl. Holt-tenger)

A természetes vizek összetétele Oldott gázok oxigén, szén-dioxid – normális; metán, kén-hidrogén – anaerob, mérgező. Oldott szilárd anyagok szervetlen: főként ionok kation: K+, Na+, Mg2+, Ca2+; Fe2+, Mn2+ anion: klorid, hidrogén-karbonát, szulfát; nitrát, nitrit szerves: sokféle egyedileg nem vizsgálják; jellemzők: TOC, KOI, BOI Összetett jellemzők pH, lúgosság, savasság; keménység, összes oldott anyag, bepárlási maradék.

A vizek szennyezői Oldott gázok: CH4, H2S Szilárd oldott szennyezők szerves anyagok: olajból kioldódó tápanyagok: N, P, K; mérgek nehézfémek, növényvédőszerek, toxinok Nem oldott szennyezők zavarosság pl. alga, talaj, fehérjék mikroorganizmusok: lebontók – kellenek, hasznosak kórokozók – veszélyesek (betegség)

A vizek előkészítése Ipari keménység eltávolítása: lágyítás (csapadékos, ioncserés) oldott sók teljes eltávolítása: ioncsere oldott gázok eltávolítása: oxigén, szén-dioxid, kénhidrogén Ivóvíz ülepedő és lebegő anyagok: ülepítés, szűrés; zavarosság: kolloidok eltávolítása (derítés); mérgek: nitrátok, arzén – eltávolítás vagy csökkentés határérték alá; vas és mangán: nem mérgez, csak nem szép (barnás csapadék); mikroorganizmusok: kórokozó nem lehet – fertőtlenítés.

A keménység Keménység: a víz azon tulajdonsága, hogy nem habzik benne a szappan (lassabban fő meg a bab, a rizs, stb.). Oka: oldott Ca- és Mg-vegyületek ( a szappan anionjával csapadékot adnak). Karbonát-keménység (Kk): Ca- és Mg-hidrogén-karbonátok okozzák. Régi neve: változó keménység. Forraláskor elbomlik: Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O Nemkarbonát keménység: a többi Ca- és Mg-vegyület (kloridok, szulfátok, nitrátok) okozza. Régi neve: állandó keménység. Forraláskor nem bomlik el. Összes keménység = karbonát-keménység + nemkarbonát keménység Probléma: vízkő képződés → rossz hőátadás a kazánban, esetleg robbanás. Megoldás: Ca- és Mg-sók eltávolítása: lágyítás vagy teljes ioncsere.

Keménység számolás Egy vízelemzés adatai Ca2+ 72 mg/dm3 Mg2+ 7,2 mg/dm3 HCO3– 122 mg/dm3 SO42– 9,6 mg/dm3 (ezeken kívül van még klorid-ion, nátrium- és kálium-ion). Számítsa ki a víz összes, karbonát- és nemkarbonát keménységét mmol/dm3 és mg CaO/dm3 egységekben! c(Ca2+) = 1,8 mmol/dm3 c(Mg2+) = 0,3 mmol/dm3 Ök = 2,1 mmol/dm3 = 117,6 mg CaO/dm3 c(HCO3–) = 2 mmol/dm3 Kk = 1 mmol/dm3 = 56 mg CaO/dm3 Nkk = 1,1 mmol/dm3 = 61,6 mg CaO/dm3 Adatok M(CaO) = 56 g/mol A(Ca) = 40 g/mol A(Mg) = 24 g/mol M(HCO3–) = 61 g/mol M(SO42–) = 96 g/mol

Építőanyagok Építőanyagok csoportjai: Szerkezet nehéz, éghetetlen: kő, tégla, beton, betonvas; könnyű, éghető: fa, szalma, nád. Kötőanyag habarcs (malter) durva része homok; finom rész: mész, gipsz, cement, agyag. Tető tartós, éghetetlen: cserép, pala, acél, bádog; rövidebb életű, éghető: zsindely, zsúp, szalma. Szigetelés éghetetlen: kőzetgyapot; éghető: polisztirolhab. Egyéb: vakolat, festék, üveg, stb.

Mész Két anyagot jelent: Égetett mész – kémiailag kalcium-oxid, CaO A mészkő (fő tömegében kalcium-karbonát) „égetésével”, hevítésével állítják elő: CaCO3 → CaO + CO2 Felhasználás: oltott mész előállítására. Oltott mész (mészhidrát) – kémiailag kalcium-hidroxid Az égetett mész „oltásával” állítják elő: CaO + H2O → Ca(OH)2 Ha számított mennyiségű vízzel készül, a termék a porrá oltott mész. Erős bázis, oldata erős lúg, maró hatású. Felhasználás: E526 építőipar (meszes habarcs = homok + mész → CaCO3) festés (meszelés) vízlágyítás (meszes víz, mésztej, mészpép)

Gipsz A természetben előforduló ásvány: CaSO4∙2 H2O A kereskedelemben kapható gipsz az „égetett” gipsz, ami a hevítés során keletkezik a gipszből: CaSO4∙2 H2O → CaSO4∙0,5 H2O +1,5 H2O (A teljesen vízmentes kalcium-szulfát az anhidrit, de az nehezen veszi fel a vizet) Ma már legnagyobb részben nem bányásszák, hanem füstgázok kéntelenítésének melléktermékeként nyerik: Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3 + H2O … → CaSO4∙2 H2O (oxidáció) Felhasználás: kötőanyagként (gipszes habarcs), javításokhoz, tiplizéshez, díszítőelemek (stukkó) készítésére, gipszkarton gyártására; régebben ablaküveg. orvosi célokra (rögzítő kötés)

Cement Hidraulikus (víz alatt szilárduló) kötőanyag: vízzel megköt és összeragasztja a nála nagyobb szemcséket (homok, kavics). A természetben előfordulnak hasonló tulajdonságú anyagok, egyes vulkáni tufák, a rómaiak használtak már ilyen anyagot. Előállítás: mészkövet és agyagot finomra őrölnek, kiégetik, ez a klinker. Ezt megőrlik, adalékolják, az a portlandcement (nevét az első portlandcement kő-lelőhelyéről kapta). Az égetéskor hulladékokat is felhasználhatnak (tüzelőa.). Rendszerint szürke, finom por, de készül fehér cement is. Különleges célokra sokféle cementet állítanak elő. Felhasználás: kötőanyagként cementes habarcs és beton gyártására. Más cementek is léteznek, pl. Sorel-cement: MgO + MgCl2, ezt fűrész- porral keverve, megkötés után melegpadlóként használják.

Szervetlen háztartási anyagok Savas anyagok sósav (20 % HCl, vizes oldat) vízkőoldó (20..40% foszforsav) Lúgos anyagok NaOH (50 %), szalmiákszesz (25 % NH3, vizes oldat) trisó (Na3PO4), szóda (Na2CO3), vízüveg (Na2SiO3) Fertőtlenítő anyagok hypo (NaOCl max. 5 %, kevés NaOH), Clorox, Domestos, stb. bórax Konyhai anyagok szódabikarbóna (NaHCO3), sütőpor (NaHCO3 + …) szalalkáli (NH4HCO3) Egyéb: Calgon

Savas anyagok A háztartási sósav a leggyakrabban használt savas anyag. Szúrós szagú folyadék, a HCl (20 %) szagát érezzük rajta; nem célszerű belélegezni, mert mérgező. Rendszerint kissé sárgás a szennyezéstől. Erősen maró hatású, megtámadja a legtöbb fémet is. A bevont fémek esetén is lehetséges károsodás, ha a bevonat sérült. Oldja a vízkövet, de erre van alkalmasabb anyag. Vízkőoldó: 20..40%-os foszforsav. A legtöbb savas anyag alkalmas erre, de a gyorsaság és kíméletesség kompromisszumában a foszforsav a győztes. A legtöbb fémet (vas, cink, alumínium) nem támadja meg, de hatékony a vízkő ellen. Természetesen a kövek (mészkő, márvány), kötőanyagok jelentős részét megtámadja.

Lúgos anyagok Nátrium-hidroxid: sok lefolyótisztító tartalmazza akár 50 % mennyiségben is. Erősen lúgos, maró hatású, a zsíros szennyeződéseket lemarja. Kesztyű, védőszemüveg! Szalmiákszesz: az ammónia (NH3) 25 %-os vizes oldata. Erősen szagos, maró, lúgos hatású, zsíros anyagok és az ezüstön, a rézen kialakuló bevonatok ellen is hatékony. Kesztyű, védőszemüveg, nyitott ablak! E527 Trisó: trinátrium-foszfát, vízben jól oldódik, lúgos, maró hatású. Jól tisztít, zsírtalanít (mosogatás, felmosás). Vízlágyító hatású is. Szódával együtt penészgátló. E339 Szóda (mosószóda, sziksó): nátrium-karbonát. Tíz kristály- vízzel a kristályszóda. Oldata erősen lúgos, maró; jól tisztít, zsírtalanít (mosogatás, felmosás). Vízlágyító hatású is. E500 Vízüveg: nátrium-szilikát oldat. Papír impregnálás gyulladás ellen, fa impregnálás bogarak, korhadás ellen; tojás tartó- sítás, ragasztás. E550

Lúgok pH-ja Számítsa ki a telített meszes víz pH-ját! A kalcium-hidroxid oldhatósága 0,185 g/100 cm3 M = 74 g/mol B = 1,85 g/dm3 c = 0,025 mol/dm3 [OH–] = 2*0,025 mol/dm3 = 0,050 mol/dm3 pOH = 1,30 pH = 14 – pOH = 12,70 Számítsa ki a 25 %-os ammónia oldat pH-ját! Az ammónia oldat sűrűsége 0,91 g/cm3. M = 17 g/mol 1 dm3 tömege 910 g, benne 227,5 g ammónia c = 13,38 mol/dm3 K = 1,79*10–5  = 0,00031 [OH–] = mol/dm3 pOH = 2,38 pH = 14 – pOH = 11,62

Lúgos anyagok pH-ja Számítsa ki a B = 50 g/dm3-es Na2CO3 oldat pH-ját! M = 106 g/mol c = 0,472 mol/dm3 Ks = 4,8*10–11 pH = 7 + 0,5*lg[só] – 0,5*lg Ks pH = 7 + 0,5*(-0,326) – 0,5*(-10,32) = 11,997 ≈ 12 Számítsa ki a B = 25 g/dm3-es Na3PO4 oldat pH-ját! M = 164 g/mol c = 0,152 mol/dm3 Ks = 4,266*10–13 pH = 7 + 0,5*(-0,818) – 0,5*(-12,37) = 12,771 ≈ 12,8

Fertőtlenítő anyagok Nátrium-hipoklorit: a hypo és más fertőtlenítő folyadékok (Clorox, Domestos, Szavo) fő hatóanyaga. Rendszerint tartalmaz szabad lúgot (NaOH) is. Erősen lúgos, maró hatású. A bomlás során keletkező naszcensz oxigén fejti ki a fertőtlenítő és fehérítő hatást. Védőkesztyű, -szemüveg! Bórax: a természetben előforduló ásvány, nátrium-tetraborát Na2B4O7·10 H2O. Oldata gyengén lúgos (pH = 9,5), nem maró. Mérgező hatású! Háztartásban mosó-, tisztító-, tartósító hatását használhat- juk, de gombaölőként, rovarirtóként (csótány, hangya) és gyomirtóként, fertőtlenítőként is működik. E285

Konyhai anyagok Nátrium-hidrogén-karbonát: a szódabikarbóna, a sütőpor alkotórésze. Használható még gyomorégés ellen, haj korpátlanítására, fogak fehérítésére, viszketés csökken- tésére, foltok eltávolítására, szőnyeg szagtalanítására. Megőrzi a zöldségek színét, ha teszünk a főzővízbe. Sütőpor: a tészták térfogatnövelésére használják. Kb. 30 % szódabikarbóna mellett valamilyen savas anyagot (fumár- sav, kálium-hidrogén-tartarát = borkő, Ca(H2PO4)2) is tar- talmaz, így fejlődik belőle a szén-dioxid. A két legismertebb márka az német Oetker és a magyar Váncza. Szalalkáli: ammónium-hidrogén-karbonát, hevítve sok gáz képződik: NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O Sütéshez használható sütőpor helyett. Előfordulhat, hogy az ammónia szaga utána érezhető marad.

Mennyi gáz fejlődik… 1. 12 g sütőporból, ha 30 % szódabikarbónát tartalmaz? Adja meg tömegre és térfogatra is 1 bar nyomáson, 150 Celsius fokon! 0,0429 mol 1,5 dm3 1,33 g 2. 15 g szalalkáliból, ha 98 % NH4HCO3-ot tartalmaz? Adja meg tömegre és térfogatra is 1 bar nyomáson, 150 Celsius fokon! NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O 19,6 dm3 14,7 g

Anyagismeret Nemfémek hidrogén, nemesgázok, klór, oxigén, nitrogén, szén, kén, szilícium Fémek nátrium, magnézium, alumínium, vas, nikkel, réz, cink Savak erős savak: sósav, kénsav, salétromsav gyenge savak: szénsav, hipoklórossav, Lúgok erős lúgok: nátrium-hidroxid, kálium-hidroxid, oltott mész gyenge lúg: ammónium-hidroxid Sók nátrium-fluorid, nátrium-klorid, kalcium-klorid, vas(3)-klorid, nátrium-szulfát, magnézium-szulfát, réz-szulfát, kálium- permanganát

Anyagismeret – elemek H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K I/A II/A III/B IV/B V/B VI/B VII/B VIII/B I/B II/B III/A IV/A V/A VI/A VII/A H   He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac  Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Lantanidák Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Aktinidák Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw

Nemfémek – hidrogén Atom- és molekula szerkezet 1 s1, kétatomos, egyes kötésű molekula H – H Fizikai tulajdonságok Színtelen, szagtalan, a legkönnyebb az összes gáz közül; apoláris, vízben alig oldódik; jó hővezető. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása közepes; szinte minden elemmel alkot vegyületet. Fémekkel szemben -1, nemfémekkel szemben +1 az oxidációs száma. Előfordulás Elemi állapotban a levegő magas rétegeiben, vegyületekben (pl. víz, szénhidrogének) Előállítás Labor: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2 Ipar: víz, illetve szénhidrogének bontása: C + H2O → CO + H2 CH4 + H2O → CO + 3 H2 Felhasználás Redukálószerként, ammóniagyártásra, HCl gyártásra

Nemfémek – nemesgázok Atom- és molekula szerkezet He 1 s2, a többi ns2p6 egyatomos molekulák Fizikai tulajdonságok Színtelen, szagtalan gázok; apolárisak, vízben alig oldód- nak; hővezetésük a tömeg növekedésével csökken. Kémiai tulajdonságok Csekély az affinitásuk a zárt külső alhéjaik miatt (nemes- gáz szerkezet), vegyületeket alig alkotnak. Előfordulás Elemi állapotban a levegőben; a He egyes földgázokban. Előállítás Ipar: a levegő cseppfolyósítása és desztillációja útján. Felhasználás Reklámcsövek töltése, He léggömb, Ar, Kr, Xe töltőgáz izzókhoz, Ar védőgáz hegesztéshez.

Nemfémek – klór Atom- és molekula szerkezet 3 s2p5, kétatomos, egyes kötésű molekula Cl – Cl Fizikai tulajdonságok: zöldessárga, szúrós szagú, a levegő- nél nehezebb gáz; apoláris, vízben kissé oldódik, oldódá- sa részben kémiai folyamat. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása nagy; szinte minden elemmel alkot vegyületet. Fémekkel szemben -1, oxigénnel, fluorral szemben +1..+7 az oxidációs száma. Vízzel való reakciója: Cl2 + H2O → HCl + HOCl Előfordulás: vegyületekben (pl. kősó NaCl) Előállítás Labor: MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O Ipar: NaCl oldat elektrolízise: 2 NaCl → 2 Na + Cl2 Felhasználás HCl és szerves halogénvegyületek gyártására.

Nemfémek – oxigén Atom- és molekula szerkezet 2 s2p4, kétatomos, kettős kötésű molekula O = O Fizikai tulajdonságok Színtelen, szagtalan, a levegőnél kissé nehezebb gáz; apoláris, vízben kissé oldódik (biológiai jelentőség). Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása igen nagy; szinte minden elemmel alkot vegyületet. Mindennel szemben -2, peroxidokban -1, csak a fluorral szemben +2 az oxidációs száma. Előfordulás Elemi állapotban (levegő), vegyületekben (pl. víz) Előállítás Laborban: 2 KMnO4 + 5 H2O2 + 3 H2SO4 → 2 MnSO4 + 5 O2 + 8 H2O + K2SO4 Ipar: a levegő cseppfolyósítása és desztillációja útján. Felhasználás Magas hőfokú láng (pl. hegesztés), orvosi felhasználás.

Nemfémek – nitrogén Atom- és molekula szerkezet 2 s2p3, kétatomos, hármas kötésű molekula N ≡ N Fizikai tulajdonságok Színtelen, szagtalan, a levegőnél kissé könnyebb gáz; apoláris, vízben kissé oldódik (búvár-, keszon-betegség). Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása nagy; szinte minden elemmel alkot vegyületet. A legtöbb anyaggal szemben -3, oxigénnel szemben +1..+5 az oxidációs száma. Előfordulás Elemi állapotban (levegő), vegyületekben (pl. fehérjék) Előállítás Laborban: 2 NH4NO2 → N2 + 2 H2O Ipar: a levegő cseppfolyósítása és desztillációja útján. Felhasználás Inert anyagként, (izzólámpa), ammónia gyártás, hűtés.

Nemfémek – szén Atom- és molekula szerkezet 2 s2p2, módosulat: grafit gyémánt. Fizikai tulajdonságok Szürke, lágy, nem oldható, Színtelen, kemény, nem oldható vezeti az elektromosságot, szigetelő, csillogó anyag. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása közepes; sok elemmel alkot vegyületet. Vegyületeiben -4..+4 az oxidációs száma. Előfordulás Elemi állapotban (grafit, gyémánt), vegyületekben (pl. kőszenek, mészkő, szénhidrogének, stb.). Felhasználás Grafit: ceruzabél, hőálló anyagként, csúszócsapágy, kefe. Gyémánt: ékszer, fúró-, csiszolóanyag. Kőszenek: tüzelőanyag, energia. Koksz: tüzelőanyag, redukció (pl. vas). Aktívszén: adszorpció (gáz, víz tisztítás).

Fémek – nátrium Atom- és halmazszerkezet 3 s1, fémrács Fizikai tulajdonságok Ezüstös, fémes fényű, a víznél kissé könnyebb szilárd anyag; más fémekben oldódik. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása igen kicsi; szinte minden nemfémmel hevesen reagál. Mindennel szemben +1 az oxidációs száma. Reakciója vízzel: 2 Na + H2O → H2 + 2 NaOH Előfordulás Vegyületekben (pl. kősó NaCl) Előállítás Ipar: NaCl elektrolízisével. Felhasználás Szerves reakciókhoz.

Fémek – magnézium Atom- és halmazszerkezet 3 s2, fémrács Fizikai tulajdonságok Ezüstös, fémes fényű, a víznél nehezebb szilárd anyag; más fémekben oldódik. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása alacsony; szinte minden nemfémmel hevesen reagál. Mindennel szemben +2 az oxidációs száma. Reakciója oxigénnel: 2 Mg + O2 → 2 MgO (vaku) Előfordulás Vegyületekben (pl. keserűsó MgSO4·7H2O) Előállítás Ipar: MgCl2 elektrolízisével. Felhasználás Redukálószerként, szerves reakciókhoz.

Fémek – alumínium Atom- és halmazszerkezet 3 s2p1 fémrács Fizikai tulajdonságok Ezüstös, fémes fényű, a víznél nehezebb szilárd anyag; más fémekben oldódik, jó hő- és elektromos vezető. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása alacsony; szinte minden nemfémmel hevesen reagál. Mindennel szemben +3 az oxidációs száma. A vizet nem bontja (felületi oxidréteg) Reakciója oxigénnel: 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3 (vaku) Előfordulás Vegyületekben (pl. bauxit, agyagok) Előállítás Ipar: Al2O3 elektrolízisével. Felhasználás Redukálószerként, elektromos vezetőként, ötvözeteit szerkezeti anyagként (ld. ott).

Fémek – vas Atom- és halmazszerkezet 4 s2 3 d6 fémrács Fizikai tulajdonságok Ezüstös, fémes fényű, a víznél jóval nehezebb szilárd anyag; más fémekben oldódik. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása közepes; sok nemfémmel reagál. +2 vagy +3 az oxidációs száma. A vizet izzás hőmérsékletén bontja: 3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2 Híg savakban oldódik: Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2 Levegőn laza szerkezetű oxid-hidroxid (rozsda) vonja be. Előfordulás Elemként ritkán; vegyületekben (pl. hematit, magnetit) Előállítás Ipar: Fe2O3 szenes redukciójával. Felhasználás Ötvözeteit szerkezeti anyagként (ld. ott).

Fémek – nikkel Atom- és halmazszerkezet 4 s2 3 d8 fémrács Fizikai tulajdonságok Ezüstös, fémes fényű, a víznél jóval nehezebb szilárd anyag; más fémekben oldódik. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása közepes; sok nemfémmel reagál. Általában +2 (néha +3) az oxidációs száma. Híg savakban lassan oldódik: Ni + 2 HCl → NiCl2 + H2 Levegőn vékony, tömör oxidréteg vonja be. Előfordulás Vegyületekben Előállítás Ipar: NiO redukciójával. Felhasználás Ötvözőelemként és korrózió elleni bevonatként (ld. ott).

Fémek – réz Atom- és halmazszerkezet 4 s2 3 d9 fémrács Fizikai tulajdonságok Vörös, fémes fényű, a víznél jóval nehezebb szilárd anyag; más fémekben oldódik, jó hő- elektromos és vezető. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása közepes; sok nemfémmel reagál. Általában +2 (néha +1) az oxidációs száma. Sósavban nem, salétromsavban oldódik: 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O Levegőn vékony, tömör bázisos karbonátréteg (patina) vonja be. Előfordulás Elemként ritkán; vegyületekben (főként szulfidos ércek). Előállítás Ipar: CuO redukciójával. Felhasználás Elektromos vezetőként és korrózió elleni bevonatként (pl. Ni alá), ötvözeteit szerkezeti anyagként (ld. ott).

Fémek – cink Atom- és halmazszerkezet 4 s2 3 d10 fémrács Fizikai tulajdonságok Kékes-fehér, fémes fényű, a víznél jóval nehezebb szilárd anyag; más fémekben oldódik. Kémiai tulajdonságok Elektronegativitása közepes; sok nemfémmel reagál. Mindig +2 az oxidációs száma. Híg savban oldódik: Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2 Levegőn vékony, tömör bázisos karbonátréteg vonja be. Előfordulás Csak vegyületekben (főként szulfidos ércek). Előállítás Ipar: ZnO redukciójával. Felhasználás Korrózió elleni bevonatként (pl. vasötvözetekre), ötvözeteit szerkezeti anyagként (ld. ott).

Erős savak Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O Kénsav, H2SO4 Fiz. tul.: színtelen, szagtalan vízzel korlátlanul elegyedő folyadék. Hígításkor erősen melegszik, erős vízelvonó. Kém. tul.:melegen oxidáló hatású, sok fémet old hide- gen, másokat csak forrón kén-dioxid keletkezése közben. Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + H2O Előállítás kén-dioxid oxidá- ciójával kén-trioxidot, abból kénsavat. Felhasználás: szuperfoszfát gyártás, fémek tisztítása. Salétromsav, HNO3 Fiz. tul.: színtelen, szúrós szagú, vízzel korlátlanul elegyedő folyadék. Kém. tul.: oxidáló hatású, majdnem minden fémet old, nitrogén-oxidok keletkezése közben. Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O Előállítás ammónia oxidá- ciójával nitrogén-monoxidot, abból salétromsavat. Felhasználás: ammónium- nitrát gyártás, fémek oldása, szerves folyamatok.

Gyenge savak Szénsav, H2CO3 Keletkezik a szén-dioxid vízben oldásakor: H2O + CO2 ⇌ H2CO3 Igen gyenge, bomlékony, két értékű sav, csak híg vizes oldata van (szódavíz). Oldja a mészkövet (vissza- felé cseppkőképződés): CaCO3 + H2CO3 ⇌ Ca(HCO3)2 Felhasználás: üdítők, sörök, pezsgő és a fröccsök csípős ízét adja. Hipoklórossav, HOCl Keletkezik a klór vízben oldásakor: H2O + Cl2 ⇌ HOCl + HCl Igen gyenge, bomlékony, egyértékű sav, csak híg vizes oldata van. Bomlása: HOCl → HCl + ‘O’ Ez a fertőtlenítő hatás oka. A klóros vizet és a hipo- kloritokat (hypo) is lehet fertőtlenítésre használni.

Erős lúgok Erős lúgok: nátrium-hidroxid, kálium-hidroxid Fizikai tulajdonságok Fehér, a víznél nehezebb szilárd anyagok; vízben melegedés közben jól oldódnak. Kémiai tulajdonságok Oldataik erősen lúgosak, néhány fémmel reagálnak: 2 Al + 2 NaOH + 3 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2 Savakkal sóvá alakulnak: NaOH + HCl → NaCl + H2O Levegőn elfolyósodnak, nedvességet és szén-dioxidot szívnak magukba. Tömény oldatuk az üveget is megmarja. Reakció klórral: Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaOCl + H2O Előállítás Ipar: NaCl illetve KCl elektrolízisével. Felhasználás bauxit feltárás (timföldgyártás), szappan- és papírgyártás, laboratórium. E 524 (NaOH)

Gyenge lúg Gyenge lúg: ammónium-hidroxid = szalmiákszesz Fizikai tulajdonságok Színtelen, erősen ammónia szagú oldat, víznél könnyebb, vízzel korlátlanul elegyedik. Az ammónia (NH3) 25..32 %- os vizes oldata. Kémiai tulajdonságok Erősen lúgos, sok csapadékot old, mivel az ammónia bizonyos fémekkel komplexet képez (Ag, Cu, Zn, stb.): AgCl + 2 NH3 → [Ag(NH3)2]Cl Cu(OH)2 + 4 NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2 Előállítás Ipar: NH3 vízben való elnyeletésével. Felhasználás fémek (ezüst, réz és ötvözeteik) tisztítására, háztartási tisztítószer E 527

Sók 1. Nátrium-fluorid: fehér, vízben oldódó, mérgező anyag. Erős komplexet ad Fe3+ és Al3+ ionokkal. Fogkrémekben használják. Nátrium-klorid (konyhasó): fehér, vízben oldódó, sós ízű anyag. Felhasználás: háztartás, tartósítás, Na, klór, hypo, HCl (sósav) előállítása. Kalcium-klorid: fehér, vízben oldódó, erősen nedvszívó anyag. Felhasználás: gázok, oldószerek víztelenítése, szárítása, hűtőkeverék. Vas(3)-klorid: vörösbarna, vízben jól oldódó anyag, vizes oldata savas, hidrolizál: FeCl3 + 3 H2O → Fe(OH)3 + 3 HCl Oxidálószer, a rezet feloldja: 2 FeCl3 + Cu → 2 FeCl2 + CuCl2

Sók 2. Nátrium-szulfát: fehér, vízben oldódó, erősen nedvszívó anyag. Felhasználás: papír-, üveg-, textilgyártás; mosópor adalék, gázok, oldószerek víztelenítése, szárítása. Magnézium-szulfát (keserűsó): színtelen, vízben oldódó, keserű ízű anyag. Hashajtó hatású. Réz-szulfát (rézgálic, CuSO4∙5H2O): kék színű, vízben oldódó anyag, mérgező, hánytató hatású. Oltaott mésszel való keveréke a bordói lé nevű gombaölő szer: CuSO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + Cu(OH)2 Kálium-permanganát (hipermangán): sötétlila, vízben oldódó anyag, oldata igen sötét. Erősen fertőtlenítő, oxidáló hatású. Alkalmazás: fertőtlenítőszerként, oxidáló- szerként, laboratóriumi mérőoldat készítésére.

Szerkezeti anyagok és tulajdonságaik Eszközök, építmények, műszaki létesítmények vázát, tér- határoló elemeit alkotó anyagok. Felosztás Anyag szerint fémek (acél, réz- és alumínium-ötvözetek), kőzetek (mészkő, bazalt), kerámiák (tégla, üveg), szerves anyagok. Belső szerkezet szerint kristályos (fémek, ötvözetek), üvegszerű (üveg) és amorf. Összetettség szerint: egynemű (homogén, pl. fémek), összetett: kompozit pl. beton.

Szervetlen szerkezeti anyagok és tulajdonságaik Fémes szerkezeti anyagok vasötvözetek: öntöttvasak acélok rézötvözetek: sárgaréz, bronz alumínium ötvözetek: dural(umínium) szilumin hidronálium Nemfémes szerkezeti anyagok kerámiák – szilikát durva: tégla, cserép, kőagyag (cső, keramit, metlachi) finom: üveg, porcelán, fajansz tűzálló: samott; kerámiák – oxid, karbid magnézia, fémkerámiák: beton. Forrás: http://94.199.180.149/html/dpi/efeladat/sz_etankonyv/

Fémek – vas- és acélötvözetek fogalomtérkép Forrás: http://okt.ektf.hu/data/forgos/file/tananyag/nadasi/12_2.png

Fémek – vas- és acélötvözetek A vas állandó ötvözője a szén. Acél: 2,06 %-nál kisebb C-tartalmú vasötvözet. Nyersvas: 2,06 %-nál nagyobb C-tartalmú vas. Öntöttvas: a nyersvas átolvasztásával készül. Sokféle van Szürke vasöntvény: benne a szén lemezes grafitként van jelen. Gömbgrafitos vasöntvény: benne a szén gömb alakú grafitként van jelen. Szilárdsága az acéléhoz hasonló. Fehér vasöntvény: benne a szén Fe3C (cementit) vegyületként van jelen. Kemény, rideg. Továbbiak: fehér és fekete temperöntvény, kéregöntvény.

Fémek – acélötvözetek Acél: 2,06 %-nál kisebb C-tartalmú vasötvözet, képlékeny alakítással megmunkálható (kovácsolás, hengerelés). Ötvözőkkel javíthatók a jellemzők: szilárdság, rugalmasság, hajlékonyság, hőállóság, korrózió-állóság. Az ötvözés mértéke szerint Ötvözetlen acél: nem adnak hozzá ötvözőt. Gyengén és erősen ötvözött acélok, határ 5..8 % Mikroötvözött: tized % alatti mennyiségű ötvöző (pl. bór az edzhetőséget, nióbium a mechanikai tulajdonságot javítja). Ötvöző elemek Nikkel, mangán: jobb szilárdság Vanádium, volfrám: keménység, edzhetőség Króm, nikkel: korrózió-állóság (rozsdamentes, saválló) Acélok hőkezelése: izzítás, edzés, megeresztés. Nemesítés = edzés + megeresztés. Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/Ac%C3%A9l

Fémek – rézötvözetek Sárgaréz: réz + cink ötvözet (lehet benne: Pb, Ni, Mn, Al, Si) hidegen is alakítható 55..94 % réz (Cu>80 % = tombak), gépészeti felhasználás önthető 52..68 % réz, szerelvények (csapok, szelepek), keményforrasztás Alpakka: réz + cink + nikkel (evőeszköz, pénz) Bronz: réz + ón (ónbronz) < 5 % ón – hidegen is alakítható → érmék, 6..10 % ón – gép-bronz (pl. csiga), 10..14 % ón – csapágybronz. Alumínium-bronz (korrózióálló, élelmiszeripari gépek); berilliumbronz (rugók). Források: http://tudasbazis.sulinet.hu/ http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/ tamop412A/2011-0013_meszaros_muszaki_anyagismeret/312_a_fontosabb_rztvzetek.html

Fémek – alumínium-ötvözetek Fő ötvözők: Cu, Mg, Si (továbbiak: Ti, Mn, Ni). Dural(umínium) Al – Cu ötvözet nem önthető, Mg vagy Ni ötvözővel már igen jó szilárdságú, mérsékelten korrózióálló, felhasználás: építészet és repülés (már a Zeppelin is). Szilumin Al – Si ötvözet önthető, hegeszthető, korrózióálló, nem nemesíthető (n.: finomszemcsés szerkezet kialakulása), felhasználás: gépalkatrészek Hidronálium Al – Mg ötvözet nagyon könnyű, korrózióálló (pl. tengervíz), kis szilárdságú Források: https://hu.wikipedia.org/wiki/D%C3%BAralum%C3%ADnium http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2011-0013_meszaros_muszaki_anyagismeret/412_nthet_alumniumtvzetek.html http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/2011_0001_531_femtan/ch06s04.html

További ötvözetek Néhány gyakoribb ötvözet Forrasztóón: ón – ólom ötvözet, alacsony olvadáspont; ma már az ólom helyett más (pl. Bi) van. Betűfém: ólom – antimon ötvözet (nyomdatechnika) Amalgámok: a higany ötvözetei (pl. Cu-Hg, fogászat) Fehérarany: kb. 10% Pd és kb. 20% Ni tartalmú arany Invar: kis hőtágulású vas – nikkel (36..40 %) ötvözet Konstantán: réz – nikkel (40 %), ellenállása alig változik a hőmérséklettel Különleges ötvözetek AlNiCo: mágneses ötvözet; alumínium, kobalt nikkel Neodímium mágnesek: neodímium, vas és bór Wood ötvözet: ón – ólom – kadmium – bizmut op. < 100 °C Nitinol Ni – Ti ötvözet, „emlékező” fém: ha egy bizonyos hőmérséklet alatt alakítják, „transzformációs hőmérséklete” fölé melegítve visszanyeri eredeti alakját. Forrás: http://members.chello.hu/szalax/otvozet.htm

Kerámiák – üveg Alkálifém-alkáliföldfém-szilikát, ami a lehűléskor nem kristá- lyosodott ki, megőrizte a folyadékokra jellemző szerkezetet. Alapanyagai: kvarchomok, szóda, mészkő. Magas hőmér- sékleten összeolvasztják. A vastartalomtól színes lehet. A színtelen üveg megfelelő anyagokkal színezhető. Megmunkálási műveletei úsztatás, fúvás, préselés, húzás, (régen hengerelés, pergetés → síküveg), csiszolás, maratás, vágás (karcolás+pattintás). [hideg, meleg művelet] Felhasználás: ablak (színtelen és színes), tükör (bevonattal); öblös üvegek (élelmiszer, ital tárolására); főzőedények, labor eszközök; optikai üveg: lencse, távcső, mikroszkóp, üvegszál.

Kompozitok – beton A beton olyan mesterséges, kőszerű építőanyag, amelyet kötőanyag (általában cement), adalékanyag (homokos kavics, homok vagy zúzottkő), valamint víz keverékéből állítanak elő. Adagolhatnak hozzá különböző anyagokat képlékenyítő, légpórusképző, szilárdulás-gyorsító, kötéslassító, és esetleg szálas anyagokat is. Csoportosításuk: normál beton, könnyűbeton/gázbeton, nehézbeton (pl. sugárvédelem), bauxitbeton (aluminát-cementtel készült) Forrás: http://tudasbazis.sulinet.hu/

Továbbiak… 2017. 04. 19. A korrózió és a korrózió-védelem 2017. 04. 26. DOLGOZAT (ennek a fájlnak az anyaga, a korrózió jön még hozzá)

A korrózió, a korrózió-védelem célja Szerkezeti anyagok pusztulása Erózió: fizikai – mechanikai (kopás) Korrózió: kémiai – elektrokémiai (oldódás, oxidáció) A korrózió fajtái kémiai korrózió: szobahőmérsékleten lassú folyamat; elektrokémiai korrózió: szobahőmérsékleten is viszonylag gyors folyamat. A korrózió-védelem célja minél hosszabb ideig használhassuk eszközeinket, tárgyainkat.

A kémiai korrózió Minden olyan anyag, ami az adott szerkezeti anyaggal reagál, kémiai korróziót okozhat. Ezek lehetnek oxidáló anyagok (oxigén, klór), Fe + Cl2 → FeCl2 savak (akár a szénsav is!), CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 lúgok, 2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → Na[Al(OH)4] + 3 H2 sók. A fémek többségének felületén vékony védőréteg van, ami lehet összefüggő vagy laza szerkezetű. A korróziót okozó anyag ezt a réteget oldja vagy áthatol rajta.

Az elektrokémiai korrózió Akkor jön létre, ha két eltérő potenciálú hely egymással fémes összeköttetésben van, jól vezető elektrolit is összeköti, lehetséges elektronfelvevő folyamat (oxidálószer). A potenciál-különbség: ΔE = E1 – E2 Az eltérés oka lehet különböző fémek (pl. vas és cink), különböző koncentráció (koncentrációs elem), különböző hőmérséklet, eltérő kristályszerkezet (pl. hajlítás miatt).

A korrózió-védelem főbb eljárásai Konstrukciós megfelelő (korrózióálló) anyagok használata Passzív – bevonat alkalmazása passziválás, eloxálás, fém zománc, festék, műanyag. A bevonni kívánt felületet elő kell készíteni, hogy a bevonat megfelelően tapadjon (rozsdamentesítés, alapozás). Aktív – beavatkozás a korróziós folyamatba inhibitor alkalmazása, anódos védelem, katódos védelem. Komplex védelem az előbbiek közül legalább kettő.

Passzív védelem – bevonat alkalmazása 2. Passziválás, eloxálás fémek felületén oxidréteg van, ez vastagítható kémiai módon (passziválás) pl. salétromsavval (acélok), elektrokémiai módon, a fémet anódnak kapcsolva (Al), ez az eloxálás (elektrolízises oxidálás), az eloxált réteg jól színezhető. Fémbevonat bevonás nem korrodálódó fémmel, pl. Ni, Cr, Ag módja: plattírozás, tűzi bevonás, galvanizálás, kémiai leválasztás, termikus szórás Zománc: üvegszerű szilikát anyag lehet átlátszó, opálos vagy fedő (sok SnO2), színtelen – fehér vagy színes; a fémfelületre olvasztják, hő- és vegyszerálló, követelmény: azonos hőtágulás; alkalmazás: edények, reaktorok.

Passzív védelem – bevonat alkalmazása 2. Festés, lakkozás összetevők: műgyanta, oldószer, (színezőanyag: pigment nem oldódik → átlátszatlan, színezék oldódik → átlátszó); száradás, esetleg beégetés (hő, fény); vízbázisú festékek. Műanyag legalább 50 °C-ig szilárd, 0,04..0,4 mm-es szemcseméretű, hőre lágyuló műanyag alkalmas rá. Előny: vastagabb, jobb, mint a festék, nincs oldószer. Átmeneti védelem zsír, olaj, viasz bevonat.

Inhibitoros korrózió-védelem A korróziós inhibitorok hatásmechanizmusa, hogy vagy közvetlenül magának az anódos oldódásnak a folyamatát (anódos inhibitorok), vagy pedig a vele kapcsolt katódfolyamatot gátolják (katódos inhibitorok). Az anódos inhibitorok főként oxidációs úton, oxidréteg képzésével vagy adszorpciós úton fejtik ki hatásukat és akadályozzák meg az anódos oldódást. A katódos inhibitorok főként úgy fejtik ki hatásukat, hogy a hidrogénleválás túlfeszültségét növelik meg, és így akadályozzák a katódfolyamatot (aminek következtében a vele kapcsolt anódfolyamat, a korróziós feloldódás sem tud végbemenni), vagy oldhatatlan záróréteget képezve gátolják az elektronkilépést. Forrás:http://chemonet.hu/hun/eloado/fizkem/elkem/kin12.htm

Anódos korrózió-védelem A kémiai korrózió és az elektrokémiai korrózió is oxidáció; ha a fémet redukáló anyag veszi körül, az megvédi. Ha a védendő fémet alacsonyabb elektród-potenciálú fémmel kötjük össze, ami a védendő fémmel azonos közegben (víz, talaj) van, azok galvánelemet alkotnak: a védendő fémen hidrogén válik le, a másik oldatba megy, illetve korrodálódik. A védelem külső feszültségforrást nem igényel, addig aktív, míg működik a galvánelem: az elektródok elektrolitba merülnek, össze vannak kötve, a védő fém nem fogy el. Ábra: http://cms.sulinet.hu/get/d/c7ca2f54-befe-416d-8f34-f08cd28bf3bb/1/5/b/Large/4_5_7__Aktiv_anodos_vedelem.jpg

Katódos korrózió-védelem A védendő fémet negatív potenciálra kapcsoljuk (azon hidrogén válik le), a „védő”-t pozitívra, így az megy oldatba, illetve korrodálódik: A védelem külső feszültségforrást igényel, addig aktív, míg folyik az elektrolízis: az elektródok elektrolitba merülnek, feszültség van rajtuk, a védő fém nem fogy el. Ábra:http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2011-0013_meszaros_muszaki_anyagismeret/abra105.gif