Atsakymai į chemijos egzamino teorijos klausimusKlausimai:1. Pagrindinės chemijos sąvokos ir dydžiai: cheminis elementas, atomas, molekulė, vieninė medžiaga, cheminis junginys, valentingumas, molis, dujų molio tūris (n.s.), ekvivalentas E, Avogadro skaičius NA, atominė A ir molekulinė M masė, atominis vienetas a.v. (unitas u).2. Pagrindiniai chemijos dėsniai: masės tvermės dėsnis, energijos tvermės dėsnis, ekvivalentų dėsnis, sudėties pastovumo dėsnis, Avogadro dujų dėsnis (apibrėžimai).3. Atomo sandara (atomo branduolį ir elektroninį apvalkalą sudarančios elementariosios dalelės, jų krūvis ir masė).4. Elementų cheminių savybių kitimas periodinėje sistemoje (periode – iš kairės į dešinę; grupėje – iš viršaus į apačią).5. Atomo jonizacijos energija, elektroninio giminingumo energija, elektrinis neigiamumas ir jų tarpusavio ryšys. Polingo skalė.6. Joninis, kovalentinis, donorinis-akceptorinis ir metališkasis ryšys (apibūdinimas, pavyzdžiai).7. Pirmasis termodinamikos dėsnis. Sistemos vidinė energija U ir entalpija H.8. Cheminės reakcijos šiluminis efektas ir entalpijos pokytis DH. Egzoterminė ir endoterminė reakcija.9. Antrasis termodinamikos dėsnis. Entropija S. 10. Entalpijos H, entropijos S ir Gibso energijos G tarpusavio ryšys. Reakcijos savaiminio vyksmo sąlyga.11. Homogeninė ir heterogeninė reakcija (apibudinimas, pavyzdžiai).12. Cheminių reakcijų greitis (apibūdinimas ir matavimo vienetai). Pateiktos homogeninės ir heterogeninės reakcijos greičio priklausomybės nuo reaguojančių medžiagų koncentracijos ar dujų slėgio (veikiančiųjų masių dėsnio) užrašymas. 13. Temperatūros įtaka cheminių reakcijų greičiui (van’t Hofo taisyklė). Katalizatorių įtaka cheminių reakcijų greičiui.14. Cheminė pusiausvyra (apibūdinimas). Pateiktos grįžtamosios homogeninės ir heterogeninės reakcijos pusiausvyros konstantos matematinė išraiškos užrašymas.15. Le Šatelje taisyklė. Temperatūros, reaguojančių medžiagų koncentracijos ir dujų slėgio pokyčio įtaka cheminei pusiausvyrai (nagrinėjami pateikti grįžtamųjų reakcijų pavyzdžiai). 16. Kietųjų, skystųjų ir dujinių medžiagų tirpimas skysčiuose (vykstančių procesų apibūdinimas, skirtingų būsenų medžiagų tirpimą įtakojantys faktoriai). Šių medžiagų tirpumo priklausomybė nuo temperatūros.
17. Tirpalų koncentracijų reiškimo būdai: procentinės, molinės ir molialinė koncentracija (apibrėžimai, matavimo vienetai, skaičiavimo formulės).18. Elektrolitų disociacijos laipsnis a (apibūdinimas ir prasmė). Silpno, vidutinio stiprumo ir stipraus elektrolito pavyzdžiai ir jų disociacijos laipsnio a apytikrės reikšmės.19. Neelektrolitų ir elektrolitų tirpalų sočiųjų garų slėgis, virimo ir stingimo temperatūra (Raulio dėsniai, izotoninis koeficientas i, jo prasmė ir sąryšis su disociacijos laipsniu a).20. Rūgščių, bazių ir druskų disociacija (pateiktų junginių disociacijos lygčių užrašymas).21. Džiovikliai, šaldomieji mišiniai ir antifrizai. 22. Vandens jonų koncentracijų sandauga KH2O. pH ir pOH rodikliai, jų tarpusavio ryšys.23. Indikatoriai (apibūdinimas, pavyzdžiai, naudojimas).24. Druskų hidrolizė (apibūdinimas, reakcijų pavyzdžiai). Temperatūros ir tirpalo praskiedimo įtaka hidrolizės laipsniui ah.25. Dispersinės sistemos: aerozolis, suspensija, emulsija, koloidinis ir tikrasis tirpalas (apibūdinimas ir pavyzdžiai).26. Laikinasis (karbonatinis), pastovusis (nekarbonatinis) ir bendrasis vandens kietumas (matavimo vienetai, atitinkamą kietumą sudarančios druskos, jų atsiradimo vandenyje priežastys). 27. Laikinajam (karbonatiniam), pastoviajam (nekarbonatiniam) ir bendrajam vandens kietumui iš vandens šalinti naudojamos medžiagos, šiomis medžiagomis minkštinamame vandenyje vykstančių reakcijų lygtys. Vandens terminio minkštinimo sąlygos ir reakcijų lygtys. 28. Oksidacijos laipsnis. Oksidatoriaus ir reduktoriaus sąvokos. Oksidacijos-redukcijos reakcijos apibūdinimas ir pavyzdys. Svarbiausieji oksidatoriai ir reduktoriai.29. Šarminiai metalai, jų cheminės savybės.30. Amfoteriniai metalai, jų cheminės savybės.31. Metalų aktyvumo eilė. Metalo išstūmimo kitu metalu reakcijos lygties pavyzdys. 32. Įvairių metalų reakcijų su koncentruotomis ir praskiestomis rūgštimis (HCl, HNO3, H2SO4) lygčių užrašymas ir jų išlyginimas elektroniniu būdu. 33. Standartinis vandenilio elektrodas (sandara, potencialas, schematinis vaizdavimas). 34. Standartinis metalo elektrodas (sandara) ir jo potencialo matavimas (schematinis vaizdavimas).35. Metalo elektrodo pusiausvirasis potencialas ir jo priklausomybė nuo metalo jonų koncentracijos tirpale (Nernsto lygtis).36. Voltos ir Danielio-Jakobio galvaniniai elementai (sandaros schema, įtampa, prie anodo ir katodo vykstančių elektrocheminių reakcijų lygtys).37. Koncentracinis galvaninis elementas (pavyzdys, sandaros schema, įtampa, prie anodo ir katodo vykstančių elektrocheminių reakcijų lygtys).38. Galvaninių elementų katodinė ir anodinė poliarizacija (apibūdinimas), jos atsiradimo priežastys.39. Akumuliatoriai. Rūgštinis švino akumuliatorius (sandara, įtampa, elektrocheminių reakcijų, vykstančių prie elektrodų įkraunat ir iškraunant akumuliatorių, lygtys). 40. Metalų cheminė ir elektrocheminė korozija (apibūdinimas, panašumai ir skirtumai).41. Dviejų tarpusavyje besiliečiančių skirtingo aktyvumo metalų korozijos rūgščioje, neutralioje ir šarminėje terpėje (esant ir nesant deguonies) procesų lygtys ir schemos. 42. Pirminiai ir antriniai korozijos produktai. Geležies korozijos produktų (rūdžių) susidarymas drėgname ore (korozijos schema, reakcijų lygtys).43. Atmosferinė, požeminė ir mikrobinė (bio-) korozija. 44. Korozija dėl klaidžiojančių elektros srovių (apibūdinimas ir apsauga nuo jos).45. Bendrieji metalų saugos nuo korozijos būdai (įvairios dangos, legiravimas, leistini skirtingų metalų kontaktai).46. Korozijos inhibitoriai, jų klasifikavimas ir veikimas.47. Elektrocheminė metalų apsauga (anodinė, katodinė, protektorinė).48. Elektrolitų tirpalų ir lydalų elektrolizė, procesai prie katodo bei prie tirpaus ir netirpaus anodo. Elektrolito skilimo įtampa ir išlydžio potencialas.49. Elektrolizės (Faradėjaus) dėsniai.50. Kai kurių techniškai svarbių metalų (geležies, aliuminio, vario) fizinės ir cheminės savybės, panaudojimo sritys, šių metalų gavimui naudojamos žaliavos. 51. Organiniai stambiamolekuliai junginiai (jų sandaros apibūdinimas ir ypatumai, skirstymas pagal gavimo būdą, monomero ir polimero sąvokos). 52. Polimerizacija ir kopolimerizacija (apibūdinimas ir reakcijos lygties pavyzdys).53. Polikondensacija (apibūdinimas ir reakcijos lygties pavyzdys).54. Termoplastiniai ir termoreakciniai polimerai (apibūdinimas, savybės, ryšys su vidine sandara).55. Polimero (vieno iš šių: polietileno, polipropileno, polivinilchlorido, polistireno, polimetilmetakrilato, fenolformaldehidinės dervos) gavimo reakcijos lygtis, savybės, panaudojimas.56. Kaučiukų (polibutadieno, poliizopreno, polichloropreno) vulkanizacija (proceso apibūdinimas, reakcijos lygtis, vulkanizuoto kaučiuko savybės ir panaudojimas).Literatūra:1. Bendrosios chemijos paskaitų konspektas (kiekvieno studento asmeninis).2. G. Buinevičienė ir kt. Bendroji chemija. – V.: Mokslas, 1991. – 375 p.3. O. Petroševičiūtė. Bendroji chemija. – Kaunas: Technologija, 1997. – 167 p.4. B. Stulpinas ir kt. Bendrosios chemijos laboratoriniai darbai. – V.: Mokslas, 1985. – 150 p.Atsakymai:1. Cheminis elementas yra vienodą branduolinį krūvį turinčių dalelių visuma. Atomas mažiausia cheminio elemento dalelė, turinti jo chemines savybes. Molekulė mažiausia medžiagos dalelė, turinti esmines tos medžiagos chemines savybes. vieninė medžiaga, kurios negalima padalinti į kitas medžiagas arba pakeisti kitomis medžiagomis, naudojant įprastus cheminius metodus. Cheminis junginys yra sudarytas iš kelių elementų. Elemento valentingumu yra vadinama elementų atomų geba junktis su kitais elemento atomais tam tikromis sąlygomis. Molis SI sistemos medžiagos kiekio vienetas. Molis – medžiagos kiekis, kuriame yra tiek dalelių, kiek yra atomų anglies izotopo 12C. Vienas molis dujų normaliomis sąlygomis užima 22,4 litro. Konstanta, apibrėžianti dalelių skaičių viename molyje, vadinama Avogadro skaičiumi, kurio apytikslė reikšmė: NA=6,02×1023 dalelių/mol. Ekvivalentų dėsnis: medžiagos jungiasi arba pakeičia viena kitą masės kiekiais proporcingais jų ekvivalentų masėms. m – masės. E – ekvivalentų masės. Atominė masė -.santykinis dydis, rodantis, kiek kartų cheminio elemento atomo masė didesnė už standartinį atominės masės vienetą. Molekulinė masė – santykinis dydis, rodantis, kiek kartų cheminės medžiagos molekulės masė didesnė už standartinį atominės masės vienetą. Atominis vienetas yra 1/12-oji anglies 12C izotopo, kurio masė lygi tiksliai 12,00000, dalis.2. Masės tvermės dėsnis: reaguojančių medžiagų masė lygi susidarančių medžiagų masei. Energijos tvermės dėsnis teigia, kad energijos, patenkančios į sistemą, dydis yra lygus ištekančios iš sistemos energijos ir sistemoje esančios energijos pokyčio dydžių sumai. Ekvivalentų dėsnis: medžiagos jungiasi arba pakeičia viena kitą masės kiekiais proporcingais jų ekvivalentų masėms. m – masės. E – ekvivalentų masės. Sudėties pastovumo dėsnis: bet kuriuo būdu gauti junginiai visuomet yra tos pačios sudėties. Avogadro dujų dėsnis: kai temperatūra ir slėgis vienodi, vienoduose įvairių dujų tūriuose yra vienodas ir skaičius molekulių.3. Atomas sudarytas iš teigiamo krūvio branduolio ir aplink skriejančių neigiamą krūvį turinčių elektronų. Elektrono masė 9,1*10-28g, krūvis 4,8*10-10absoliutinių elektrostatinių vienetų arba 1,6*10-19kulonų (c). Branduolys sudarytas iš protonų ir neutronų, bendrai vadinamų nuplonais. Protonas yra teigiama dalelė, jo masė yra 1,6*10-24g, krūvis 1,6*10-19kulonų (c). Neutronas krūvio neturi, jo masė 1,6*10-24g.4. Grupėse išsidėsto vienodą valentinių elektronų skaičių išoriniame sluoksnyje, turintys panašių savybių, elementai, kurie tarpusavyje sudaro šeimas: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, VIII A. Kiekvienas periodas prasideda elementu, kurio atomo išorinio sluoksnio elektronas yra s orbitalėje, o jo pagrindinio kvantinio skaičiaus reikšmė sutampa su periodo numeriu.5. Jonizacijos energija (kJ/mol) yra energijos kiekis, reikalingas norint iš atomo ar molekulės atimti elektroną. Cheminių elementų jonizacijos energija mažėja periodinės lentelės grupėje (stulpelyje) iš viršaus į apačią ir didėja periode (eilėje) iš kairės į dešinę. Giminingumo energija išsiskiria prisijungiant atomui elektronus ir virstant neigiamaisiai jonais. Elektrinis neigiamumas yra dydis, nusakantis atomo gebėjimà prisitraukti atomo, su kuriuo jis yra sudaręs ryšį, elektronus. Dažniausiai matavimui naudojama Polingo skalė, pagal kurią ličio elektroneigiamumas prilyginamas vienetui.6. Joninis ryšys susidaro tarp metalo ir nemetalo . Kovalentinis ryšys susidaro tuomet, kai skirtingų elementų atomai tarpusavyje sudaro vieną arba kelias rišančias elektronų poras. Kovalentinis ryšys gali būti polinis ir nepolinis. Kovalentinis nepolinis ryšys susidaro tarp dviejų vienodu atomų, pvz.: H2, O2, N2, Cl2, F2, P2, . Kovalentinis polinis ryšys susidaro, kuomet rišančios elektronų poros susidaro tarp dviejų nemetalų atomų . Donorinis-akceptorinis ryšys yra atskiras kovalentinio ryšio atvejis. Jis susidaro, kai vienas atomas turi laisvą elektronų porą ir yra donoras, o kitas atomas turi laisvą orbitalę ir yra akceptorius. Metališkasis ryšys susidaro metalo atomuose, metalų atomai, dėl mažo elektrinio neigiamumo turi polinkį atiduoti elektronus ir tapti teigiamais jonais, todėl jie visi kartu išsidėsto metalinėje gardelėje, kurioję nėra neigiamų jonų.7. Pirmasis termodinamikos dėsnis. Jis teigia, kad energijos, patenkančios į sistemą, dydis yra lygus ištekančios iš sistemos energijos ir sistemoje esančios energijos pokyčio dydžių sumai. Vidinė energija – tai kūną sudarančių dalelių kinetinė energija ir jų tarpusavio sąveikos potencinė energija. Vidinės energijos kūnas turi visada. Entalpija (H), tai pilnutinė energija, kuria sudaro sistemos vidinė ir išorinė energijos.8. Visi cheminiai procesai dažniausiai yra izobariniai, todėl jų šiluminis efektas yra reiškiamas ΔH. Egzoterminėse reakcijose išsiskiriant šilumai, sistemos energija mažėja, todėl entalpijos pokytis yra neigiamas. Endoterminėse reakcijose šiluma yra sunaudojama, todėl sistemos energija didėja, o entalpijos pokytis yra teigiamas.9. Antrasis dėsnis: uždaroje sistemoje, šiluma negali tekėti iš šaltesnio kūno į šiltesnį. Entropija, tai sistemos netvarkingumo matas, matuojamas J/mol*K. Medžiagos entropija priklauso nuo temperatūros, būsenos, todėl literatūroje yra duodami entropijos dydžiai nustatyti standartinėmis sąlygomis. Kaitinamų medžiagų entropija didėja.10. Sistemose, kuriose vyksta izobariniai procesai energijos pokyčiai nusakomi entropijos pokyčiu ΔH, o būsenos tikimybė entalpijos pokyčiu ΔS. Savaiminis procesas vyks tada, kai sistemos entalpija mažės, o antropija didės. Sistemos entalpija ir entropija sieja lygtis: ΔG=ΔH-T*ΔS. ΔG yra Gibso energijos pokytis, kuris bet kuriuo metu reiškia maksimalų darbą, kurį atlieka sistema pereidama iš nagrinėjamos būsenos į pusiausvirąja. Iš Gibso energijos pokyčio galime spręsti apie proceso vyksmą. ΔG<0 – gali vykti savaime, ΔG>0 – savaime vykti negali, ΔG=0 – pusiausvyroje būsenoje.11. Homogeninės, kai reaguoja vienos fazės medžiagos, reakcijos greitis Heterogeninės, kai reaguoja skirtingų fazių medžiagos. 12. Cheminių reakcijų greitis nustatomas iš reaguojančių medžiagų koncentracijų pokyčio per laiko vienetą. Veikiančiųjų masių dėsnis: cheminių reakcijų greitis yra tiesiog praporcingas reaguojančių medžiagų koncentracijų sandaugai
13. Van’t Hofo taisyklė: reakcijos greitis pakėlus temperatūrą 10°. Padidėja 2-4 kartus . Katalizatoriai spartina arba lėtina reakcijas.14. Kai tiesioginės ir atgalinės reakcijos greičiai pasidaro vienodi, nusistovi cheminė pusiausvyra15. Le Šatelje taisyklė: jei pusiausvirąją sistemą veikia išorinės jėgos (keičiama temperatūra. Slėgis arba medžiagų koncentracija), tai pusiausvyra pasislenka tokia kryptimi, kad išorinių veiksnių poveikis sumažėtų. Keliant temperatūrą, pusiausvyra pasislenka tos reakcijos kryptimi, kuriai vykstant, naudojama šiluma. Nuo slėgio priklauso tik dujinių medžiagų pusiausvyra, didinat slėgį, intensiviau vyks ta reakcija, kurioje susidaro mažiau dujinių medžaigų molekulių. Padidinus vienos iš medžiagų koncentraciją, cheminė pusiausvyra pasislenka tos reakcijos kryptimi, kuriai vykstant šios medžiagos koncentracija mažėja.16. 17. Procentinė koncentracija parodo ištirpusios medžiagos masę 100g tirpiklio (%). Molinė koncentracija parodo ištirpusios medžiagos molių kiekį viename litre tirpalo (mol/l; M). Molialinė koncentracija parodo ištirpusios medžiagos molių kiekį 1000g tirpiklio.18. Elektrolitų disociacijos laipsnis parodo, kuri ištirpintos medžiagos dalis yra disocijavusi į jonus . α≥30% – stiprus elektrolitas (H2SO4, HNO3, NaOH, HCl). 3%<α<30% – vidutinio stiprumo elektrolitas (H2SO3…). α<3% – silpnas elektrolitas (H2S, CH3COOH …)19. Neelektrolito tirpalai gaunami tirpinant medžiagas, kurios tirpale nedisocijuoja į jonus. Svarbiausios savybės: virimo temperatūros pakilimas, stingimo temperatūros nuosmukis garų slėgio virš tirpalo nuosmukis. Elektrolitai tirpdami vandenyje ar kitame poliniane skystyje, ar lydomi, skyla į teigiamus jonus – katijonus, ir neigiamus jonus – anijonus. Elektrolitinė disociacija yra gryžtamas procesas. Procesas priklauso nuo medžiagos sandaros. Osmosinis slėgis atsiranda, kai tirpalas atskiriamas nuo tirpiklio puslaide membrana, tada tirpiklio molekulės pradeda savaime skverbtis (difunduoti) į tirpalą. Gryno tirpiklio garų slėgis didesnis, ir jo molekulės skverbiasi į tirpalą, kur jų garų slėgis mažesnis. Pirmasis Raulio dėsnis: tirpalo santykinis garų slėgio nuosmukis lygus tirpinio molinei daliai , jei N+n~N, tai . Antrasis Raulio dėsnis: praskiestų tirpalų virimo temperatūros pakilimas ir stingimo temperatūros nuosmukis yra proporcingi tirpalo molialinei koncentracijai . Izotoninis koeficientas parodo kiek kartų dalelių skaičius elektrolito tirpale yra didesnis už tą dalelių skaičių, kuris būtų tos pat koncentracijostirpale, jei ištirpusi medžiaga nebūtų disociavusi į jonus.20. Rūgštūs yra elektrolitai, disocijuojantys tik į vandenilio joną ir rūgšties liekaną… HCl → H+ + Cl-. Bazių tirpaluose anijonai yra vien tik hidroksilo jonai. Druskos yra rūgščių ir bazių neutralizacijos produktas. Visos druskos yra stiprūs elektrolitai ir ištirpusios disocijuoja beveik visiškai.21. Džiovikliai absorbuoja drėgmę ir tirpsta absorbuotame vandenyje. Tokios medžiagos vartojamos dujoms, organiniams skysčiams džiovinti. Ištirpusių medžiagų savybe sumažinti tirpalo stingimo temperatūrą pasinaudojama gaminant šaldomuosius mišinius ir antifrizus.22. . pH – vandenilio jonų (H+) koncentracijos tirpale matas, parodantis tirpalo rūgštingumą ar šarmingumą. “pH” reikšmė yra nuo 0 iki 14, kur pH<7 rūgštiniams tirpalams, pH=7 neutraliems tirpalams ir pH>7 šarminiams tirpalams. 23. Indikatoriai yra organinės kilmės medžiagos, kurios naudojamos tirpalo rūgšringumui ar šarmingumui bei pH nustatyti. Dažniausiai indikatoriais naudojami lakmuso popierėlis ir fenolftaleinas.24. Druskų hidrolizė yra druskų ir vandens jonų sąveika, kai susidaro silpni elektrolitai (silpnos rūgštys, bazės arba rūgštiniai bei baziniai jonai). Hidrolizuojasi tik tokios druskos, kurias sudaro silpnos rūgštys arba silpnos bazės. Druskų hidrolizė dažniausiai yra grįžtamasis procesas. Stiprių rūgščių ir silpnų bazių druskų hidrolizė, susidaro silpna bazė. Silpnų rūgščių ir silpnų bazių druskų hidrolizė, jos hidrolizuojasi lengvai, šis procesas dažniausiai negrįžtamas, susidaro silpna rūgštis ir silpna bazė. Skiedžiant arba šildanat tirpalą hidrolizės laipsnis didėja.25. Aerozoliai. Jais vadinamos koloidinės ir stambesnės dalelės, pasklidusios ore. Tai – dūmai rūkas, debesys. Jie yra patvarūs, jei dalelės nedidesnes kaip 1 μm. Jie patvarūs dėl vienvaldžio elektros krūvio, kuris trukdo dalelėms sudaryti stambesnius sambūrius. Suspensijos susidaro skystyje paskleidus kietos medžiagos daleles. Emulsijos susidaro skystos medžiagos daleles paskleidus kitame skystyje (skysčiai turi būti nesimaišantys). Emulsijų patvarumas didinamas emulsikliais. Koloidiniams tirpalams budinga, tai kad juos sudarančios dalelės nedifunduoja per puslaidžią membraną ir turi teigiamą ir neigiamą krūvius.26. Karbonatinį vandens kietumą sudaro Ca(HCO3)2 ir Mg(HCO3)2. Nekarbonatinį vandens kietumą sudaro CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2. Bendrą vandens kietumą sudaro karbonatinis ir nekarbonatinis vandens kietumas, matavimo vienetai mg ekv/l.27. Karbonatinis vandens kietumas pašalinamas terminiu arba cheminiu būdu, o nekarbonatinis tik cheminiu būdu. Bendras vandens kietumas šalinamas naudojant jonidus (jonų mainų metodas). Naudojant terminį vandens minkštinimo būdą, vanduo yra kaitinamas iki 98°C arba net virinamas, kurio metu suskyla hidrokarbonatai. Naudojant cheminį būda karbonatinis vandens kietumas pašalinamas naudojant gesintas kalkesCa(HCO3)2+ Ca(OH)2 2CaCO3+2H2OMg(HCO3)2+ Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCO3+H2O.Nekarbonatinis vandens kietumas pašalinamas su soda.CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4MgSO4+Na2CO3 MgCO3+Na2SO4CaCl2+ Na2CO3 CaCO3+2NaClMgCl2+ Na2CO3 MgCO3+2NaCl28. Oksidacijos laipsniu yra vadinamas dydis, parodantis, kokį elektros krūvį įgytų atomas molekulėje, jei visos polinės jungtys virstų joninėmis. Oksidacijos – redukcijos reakcijos vadinamos tokios reakcijos, kurioms vykstant pakinta atomų oksidacijos laipsniai. Atomai, molekules arba jonai, kurie atiduoda elektronus yra vadinami reduktoriais, o procesas – oksidacija. Atomai, molekules arba jonai, kurie prisijungia elektronus yra vadinami oksidatoriais, o procesas – redukcija. Svarbiausi oksidatoriai: 1) Vieninės medžiagos, kurių atomai pasižymi dideliu elektroneigiamumu. 2) Maksimalaus arba didelio oksidacijos laipsnio metalų katijonai, kurie redukuojasi iki mažesnio oksidacijos laipsnio arba neutralių atomų. 3) Sudėtiniai anijonai, kurių teigiamas elementas turi didžiausią arba didelįoksidacijos laipsnį. 4) Metalų peroksidai. Svarbiausi reduktoriai: 1) Metalai. 2) Paprasti anijonai. 3) Sudėtiniai anijonai bei molekulės, kuriuose elemento atomas yra mažo arba tarpinio oksidacijos laipsnio. 4) Paprastieji metalų katijonai, kurių oksidacijos laipsnis yra nedidelis ir gali padidėti. 5) C, CO, metalų hidridai, H ir kitos medžiagos.29. Šarminiai metalai yra elementai iš pirmojo periodinės elementų sistemos lentelės stulpelio. Šarminiais metalais laikomi: Li ,Na, K, Rb, Cs, Fr. Šarminiai metalai reaguoja su vandeniu išskirdami vandenilį:2Na+2H2O=>2Na++2OH-+H2Taip pat šarminiai metalai sudaro druskas. Šarminių metalų metališkos savybės stiprėja iš viršaus į apačią. Li ir Na silpnokai reaguoja su vandeniu, o K ir kitų didesnio kiekio reakcija su vandeniu uždarame inde baigiasi sprogimu. Šarminiai metalai minkšti, mažo tankio ir turi metalams būdingas chemines savybes. Gryni gamtoje nerandami ir technikoje labai retai naudojami. Dėl to, kad reaguoja su oru laikomi alyvoje.30. Zn, Al Sn ir Pb pasižymi amfoterinėmis savybėmis. Jie su rūgštimis sudaro paprastąsias druskas, o su šarmais – kompleksinius junginius.31. Metalų aktivumo eilę sudarė rusų mokslininkas Beketovas. Šioje eilėje metalai surašyti nuo aktyviausio iki inertiškiausio. Kiekvienas aktyvumo eilės metalas gali išstumti arba redukuoti visus už jo einančius metalus. Metalai, kurie aktyvesni už H, gali išstumti H iš praskiestų rūgščių tirpalų, išskyrus HNO3.Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe32. HCl: Me+HCl prask.,konc.,MeCl+H2. Isimtis: Pb nereaguoja su HCl, nes susidaro apsauginė PbCl2 plėvelė.H2SO4: 1) Praskiesta:Me+H2SO4 Me2SO4+H2. Išimtis: Pb nereaguoja su prask. H2SO4, nes susidaro apsauginė PbSO4 plėvelė.2) Koncentruota:Me+H2SO4 Me2SO4+SO2+H2O. Išimtys:a) Zn ir Mg+H2SO4 MeSO4+SO2+H2O.b) Ge+H2SO4 GeO2+SO2+H2Oc) Me+H2SO4 MeO+SO2+H2O, Al, Fe, Co, Ni šaltoje koncentruotoje H2SO4 pasivuojasi, pviršiuje susidaro ištisinė netirpių oksidų plėvelė, kuri trukdo Me tirpti rūgštyje.d) Pt ir Au su koncentruota H2SO4 nereaguoja.HNO3: Praskiesta:Me+HNO3 MeNO3+NO+H2O. Išimtys:a) Mg,Ca,Sr,Al,Zn,Sn,Fe+HNO3 MeNO3+NH4NO3(arba NH3)+H2Ob) Sb+HNO3 Sb2O3+NO+H2OKoncentruota:Me+HNO3 MeNO3+NO2+H2O. Išimtys:a) Sb+HNO3 Sb2NO3+NO2+H2Ob) Li,K,Na,Rb,Cs,Fr,Mg,Ca+HNO3 MeNO3+N2O+H2Oc) Sn+HNO3 H2SnO3+NO2+H2Od) Me+HNO3 MeO+NO2+H2O. Al, Fe, Cr, Co, Ni šaltoje koncentruotoje HNO3pasyvuojasi, paviršiuje susidaro ištisinė netirpių oksidų plėvelė, kuri trukdo Me tirpti rūgštyje.e) Pt ir Au nereaguoja.33. Standartiniu elektrodu, su kuriuo lyginami metalų potencialai, yra naudojamas standartinis vandenilio elektrodas. Jo potencialas priimtas lygus 0. Standartinis vandenilio elektrodas yra sudarytas iš platinos plokštelės, padengtos puriu platinos sluoksniu. Ši plokštelė įmerkiama į H2SO4 tirpalą, kuriame H jonų koncentracija yra lygi 1mol/l, pro tą tirpalą leidžiamas 298K 101325 Pa slėgio H2 dujos, kurias absorbuoja platina. Žymimas: H+|H2,Pt.34. Standartinis metalo elektrodas Me+|Me.35.Kai per laiko vienetą jonų pereina į tirpalą tiek pat jų ant metalo netenka krūvio. Susidarius šiai pusiausvyrai, tarp metalo ir tirpalo nusistovi tam tikras potencialų skirtumas, vadinamas pusiausvyruoju metalo potencialu. Nernsto lygtis: .36. Voltos galvaninis elementas sudarytas iš vario ir cinko plokštelių, įmerktų į praskiestą sieros rūgšties tirpalą: Zn|H2SO4|Cu.Zn anodas: Zn Z2++2e. Vario paviršiuje išsikrauna H+ jonai:2H+ + 2e H2Danielio – Jakobo galvaninis elementas Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(-) A : Zn Zn2+ +2 e(+) K : Cu2+ + 2 e CuZn+CuSO4 ZnSO4+Cu
37. Koncetracinis galvaninis elementas. Teigiamas elektrodas: katodas bus plokštelė įmerkta į didesnės koncentracijos tirpalą, neigiamas elektrodas: anodas –plokštelė, įmerkta į labiau praskiestą tirpalą.Ni|NiCl2||NiCl2|Ni 0,01M 0,1MTokių galvaninių elementų elektrovaros jėga labai maža (-) A : Ni Ni2++2e(+)K: Ni2++2e Ni38. Polerizacija, tai elektrodinių procesų greičio mažėjimas. Ją sukelia jonų difuzija ir jonų migracija. Jonų migracija, tai atsirandantis jonų slinkimas, dėl elektronų lauko. Depoliarizacija, tai elektrodinių procesų greičio didėjimas prie elektrodų. Depoliarizacija išgaunama tirpalą skiedžiant, maišant bei šalinant kenksmingas priemaišas
39. Akumuliatoriais vadinami antriniai cheminiai elektros srovės šaltiniai, kuriuose cheminių reakcijų energija paverčiama lektros energija.Rūgštinį švino akumuliatorių sudaro:1) Teigiamas elektrodas, sudarytas iš keletos švino bei stibio lydinio rėmelių su įpresuotu aktyviu švino dioksidu.2) Neigiamas elektrodas sudarytas iš keletos rėmelių su įpresuotu aktyviu švinu.3) Separatoriai, kurių paskirtis izolioti elektrodus, palaikyti neigiamo lektrodo aktyvią masę ir palaikyti pastovų atsumą tarp elektronų. Įkraunant: (-) K : PbSO4+2e Pb0+SO42-(+)A: PbSO4+H2O-2e PbO2+4OH++SO42-PbSO4+H2O Pb+PbO2+2H2SO4. Susidaręs galvaninis elementas – (-)Pb|H2SO4|PbO2(+)Išsikraunant vyksa šios reakcijos:( – )A: Pb+ SO42–2e PbSO4( + ) K : Pb+4H++SO42-+2e PbSO4+H2OPb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+H2O40. Cheminė korozija gali vykti sausose dujose arba neelektrolitų tirpaluose. Elktrocheminė metalų korozija, tai korozija vykstanti elektrolitų tirpaluose, susidarant galvaniniams elementamsCheminė korozija Elektrocheminė korozijaVyksta, kai nėra drėgmės Vyksta drėgmėje41. Rūgšti terpė, pH<7: (-)K: 2H++2e H24H++O2+4e 2H2ONeutrali arba šarminė terpė, pH≥7: (-)K: 2H2O+2e H2+2OH-O2+2 H2O+4e 4OH-Anodinė danga Katodinė danga
Kai dengiantis metalas yra katodas
42. Elektrocheminių procesų metu ant katodo ir anodo susidarę produkai vadinami pirminiais. Pirminiai produktai jungdamiesi tarpusavyje sudaro junginius, kurie vadinami antriniais korozijos produktais.2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH- – pirminiai korozijos produktai
2Fe(OH)2 – antriniai korozijos produktai.
43. Atmosferinė korozijos rūšis yra elektrocheminio pobūdžio ir vyksta metalo paviršiuje, kur kondensuojasi vandens garai. Šios rūšies korozijos greitis labai priklauso nuo elektrolito plėvelės sudėties, oro užterštumo laipsnio bei teršiančių medžiagų savybių. Požeminė metalų korozija prasideda dėl nevienodos grunto sudėties, jo sandaros, drėgmės poveikio, mikroorganizmų bei klaidžiojančių srovių poveikio. Korozijos greitis būn didžiausias, kai grunto drėgmė buna 15-20 procenų. Biokorozija: požeminę metalų koroziją sukeliantys mikroorganizmai yra bakterijos, redukuojančios sulfatus į sulfitus, sieros vandenilį redukuoja į sierą bei oksiduoja H2SO4.
44. Klaidžiojančios elektros srovės, kurios atsiskiria nuo įvairių elektros šaltinių ir teka dirva bei požeminiais įrengimais. Intensivią koroziją sukelia nuolatinė elektros srovė, pavojingiausia korozija yra nuo nutekėjusios srovės nuo tramvajų ir traukinių bėgių. Apsaugai nuo klaidžiojančių elektros srovių reikia įrengti elektro drenažą, didinama elektros varža, dedamos įvairios izoliacinės movos. Elektro drenažu vadinama srovės nuvedimas nuo požeminių įrengimų bei įvairių kanstrukcijų į elektros generatoriaus neigiamąsias šynas.45. Metalo pasyvinimas, jį veikiant tam tikrais regentais (konc. Rūgštimis, nitratų bei dichromatų tirpalais) arba apdorojant metalą elktrochemiškai kaip anodą. Metalo legiravimas yra vadinamas metalo sulydimas su papildomais elementais, kurie pagerina lydinio mechanines, technologines, fizikines ar chemines savybes. Apsauginės dangos, dažniausiai taikomos apsauginės dangos: 1) metalinės; 2) metalų junginių; 3) nemetalinės. Metalinės dangos gali būti anodinės ar katodinės46.Anodiniai inhibitoriai – tai medžiagos, turinčios oksidacinių savybių. Esant jų sumažėja metalo jonizocijos greitis. Katodiniai inhibitoriai lėtina katodinį procesą, jie ne tokie efektingi kaip anodiniai. Naudojant katodinius inhibitorius korozijos rgeitis nedidėja. Bendro veikimo inhibitoriai, tai cromatai ir dichromatai. Jie pasivuoja anodinius plotelius ir yra blogi katodinio proceso depolerizatoriai.47. Anodinė elektrocheminė metalų apsauga. Tokios apsaugos metu, norimas apsaugoti metalinis dirbinys yra prijungiamas prie teigiamo elektros šaltinio poliaus. Katodinė elektrocheminė apsauga. Sujungiamas dirbinys su aktyvesniu metalu, kuris vadinamas protektoriumi. Protektorius tirpdamas ir būdamas anodu, neleidžia irti saugojamam metalui, kuris yra katodas. Ekonomiškiausi Zn protektoriai.48. 49. Faradėjaus dėsniai:Pirmasis:Vykstant elektrolizės procesui ant elektrodų išsiskyrusios medžiagos masė yra tiesiog praporcinga pro tirpalą pratekėjusiam elektros kiekiui. Antrasis:Praleidus pro tirpalą vienodą elektros, kiekį ant elektrodų išsiskyrusi medžiagos masė yra tiesiog praporcinga jų ekvivalentams. .50.51.