Протекторная защита от коррозии

Из описанного ранее механизма коррозии следует, что если два металла поместить в раствор электролита (простую или подсоленную воду), то один из них, а именно более активный, начнет испускать электроны и присоединять к образовавшимся ионам гидроксильные группы (ОН) из раствора электролита, а другой, менее активный, будет принимать электроны, присоединяя их к своим ионам. В результате более активный металл - анод - будет окисляться, а менее активный металл - катод - восстанавливаться. Таким образом, анод будет защищать катод от коррозии.

29) Дисперсные системы. Классификация по различным признакам. Поверхностные явления. Строительные материалы.

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ , стремление вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с газовой фазой или др. жидкой или твердой фазой. Благодаря поверхностному натяжению капля Дисперсные системы, образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В Д. с. по крайней мере одна из фаз — дисперсная фаза — распределена в виде мелких частиц в другой, сплошной, фазе — дисперсионной среде. Д. с. по основной характеристике делятся на грубо (низко) дисперсные и тонко (высоко) дисперсные, или коллоидные системы. В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10^-4 см и выше, в коллоидных — от 10^-4—10^-5 до 10^-7 см. По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы — аэрозоли (туманы, дымы), пыль; жидкодисперсные — золи, суспензии, эмульсии, пены; твёрдодисперсные — стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа. Золи — типичные высокодисперсные коллоидные системы, частицы дисперсной фазы которых (мицеллы) участвуют в броуновском движении и потому седиментационно устойчивы.  По интенсивности молекулярного взаимодействия фаз различают лиофильные и лиофобные Д. с. В лиофильных системах молекулярное взаимодействие между фазами достаточно велико иповерхностное натяжение на межфазной границе очень мала. Лиофильные системы образуются самопроизвольно и имеют предельно высокую дисперсность. Обязательное условие существования лиофобных Д. с. — наличие стабилизаторов, веществ, которые адсорбируются на поверхности раздела фаз и образуют защитные слои, препятствующие сближению частиц дисперсной фазы.   Д. с. могут быть бесструктурными (свободнодисперсными) и структурированными (связнодисперсными). Характерная особенность Д. с. — высокая свободная энергия как следствие сильно развитой межфазной поверхности; поэтому Д. с. обычно термодинамически неустойчивы. Они обладают повышенной адсорбционной способностью . Примерами Д. с. могут служить горные породы, грунты, почвы, дымы, облака, атмосферные осадки, растительные и животные ткани; строительные материалы, краски, моющие средства, волокнистые изделия, важнейшие пищевые продукты и многие др.

1. Соединения кальция – известняк, мрамор, гипс ,давно применялись в строительном деле. Вплоть до конца 18 века химики считали известь простым телом.

Кальций называется щелочноземельным металлом, его относят к S – элементам. На внешнем электронном уровне у кальция два электрона, поэтому он даёт соединения: CaO, Ca(OH)2, CaCl2, CaSO4, CaCO3 и т.д. Кальций относится к типичным металлам – он имеет большое сродство к кислороду, восстанавливает почти все металлы из их окислов, образует довольно сильное основание Ca(OH)2.

5. Кальций обладает большой химической активностью по отношению к металлам, особенно к кислороду. На воздухе он окисляется медленнее щелочных металлов, так как окисная плёнка на нём менее проницаема для кислорода. При нагревании кальций сгорает с выделением громадных количеств теплоты: 2Ca + O2 = 2CaO . Ca – 2e = Ca

C водой кальций вступает в реакцию, вытесняя из неё водород и образуя основание: Са + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Получают кальций электролизом расплавленного хлорида кальция или алюминотермическим методом.

6. В промышленности кальций получают следующим способом :

Нагреванием брикетированной смеси СаО и порошка Аl при 1200 °С в вакууме 0,01 – 0,02 мм. рт. ст.; выделяющиеся по реакции:

6СаО + 2Аl = 3CaO · Al2O3 + 3Ca

Пары кальция кондонсируются на холодной поверхности.

30) В грубодисперсных системах частицы имеют размер от 10^-4 см и выше, в коллоидных — от 10^-4—10^-5 до 10^-7 см. По агрегатному состоянию дисперсионной среды различают газодисперсные системы — аэрозоли (туманы, дымы), пыль; жидкодисперсные — золи, суспензии, эмульсии, пены; твёрдодисперсные — стеклообразные или кристаллические тела с включениями мельчайших твёрдых частиц, капель жидкости или пузырьков газа. Пыль, суспензии, лиофобные эмульсии — грубодисперсные системы; как правило, они седиментационно неустойчивы, т. е. их частицы оседают под действием силы тяжести или всплывают

31) ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, стремление вещества (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии (поверхностную энергию) на границе раздела с газовой фазой (напр., с собственным паром) или др. жидкой или твердой фазой. Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади поверхности раздела фаз при постоянной температуре. Поверхностное натяжение жидкости часто определяют как силу, действующую на единицу длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверхность до минимума. Благодаря поверхностному натяжению капля жидкости при отсутствии внешних воздействий принимает форму шара.

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (ПАВ), вещества, молекулы к-рых способны из объема истинного или коллоидного р-ра концентрироваться на границе раздела фаз (жидкость - газ, жидкость - жидкость или жидкость - твердое тело) с понижением свободной поверхностной энергии (поверхностного натяжения). Действие ПАВ обусловлено повышенной молекулярной массой и особенностью строения молекул, состоящих из полярных (гидрофильных) и неполярных (гидрофобных) структурных единиц. При растворении молекулы ПАВ способны диссоциировать на ионы (ионогенные) или переходить в р-р в мономолекулярном состоянии (неионогенные). По хим. структуре ПАВ делятся на 4 осн. кл.: анионоактивные, катионоактивные, неионогенные и амфотерные (амфолитные). Осн. сырьем для многотоннажного произ-ва ПАВ являются продукты нефтепереработки и нефтехим. синтеза: низкомолекулярные и высшие парафины, олефины, синт. жирные к-ты, высшие жирные спирты, алкилпроизводные бензола и фенола, окись этилена. ПАВ используются в произ-ве чистящих и моющих ср-в, латексов, каучуков, полимеров, фарм. препаратов, химических средств защиты растений, текстиля и кожи, строительных материалов, ингибиторов коррозии, при добыче, транспортировке и переработке нефти и др. В Башкортостане производятся оксиэтилированные алкилфенолы марок ОП-7, ОП-10, СНОЧБ ("Салаватнефтеоргсинтез"), алкилсульфаты лауриловой фракции ("Химпром"), алкилзамещенные имидазолины и др.

32) Адсорбция из водных растворов электролитов происходит, как правило, таким образом, что на твердом адсорбента из раствора адсорбируются преимущественно ионы одного вида. Преимущественная адсорбция из раствора или аниона, или катиона определяется природой адсорбента и ионов. Механизм адсорбции ионов из растворов электролитов может быть различным; выделяют обменную и специфическую адсорбцию ионов.  Обменная адсорбция представляет собой процесс обмена ионов между раствором и твердой фазой, при котором твердая фаза поглощает из раствора ионы какого-либо знака (катионы либо анионы) и вместо них выделяет в раствор эквивалентное число других ионов того же знака. Обменная адсорбция всегда специфична, т.е. для данного адсорбента к обмену способны только определенные ионы; обменная адсорбция обычно необратима. При специфической адсорбции адсорбция на поверхности твердой фазы ионов какого-либо вида не сопровождается выделением в раствор эквивалентного числа других ионов того же знака; твердая фаза при этом приобретает электрический заряд. Это приводит к тому, что вблизи поверхности под действием сил электростатического притяжения группируется эквивалентное число ионов с противоположным зарядом, т.е. образуется двойной электрический слой. Взаимодействие концентрирующихся на поверхности зарядов приводит к понижению поверхностной энергии системы. Для случая специфической адсорбции электролита Песковым и Фаянсом было сформулировано следующее эмпирическое правило (правило Пескова – Фаянса): На поверхности кристаллического твердого тела из раствора электролита специфически адсорбируется ион, который способен достраивать его кристаллическую решетку или может образовывать с одним из ионов, входящим в состав кристалла, малорастворимое соединение.

33) КОАГУЛЯЦИЯ (от латинского coagulatio - свертывание, сгущение), сцепление частиц дисперсной фазы при их столкновениях в процессе броуновского движения, перемешивании или направленном перемещении в силовом (например, электрическом) поле, введение коагулянтов. Коагуляция играет важную роль при очистке природных и сточных вод, извлечении ценных продуктов из отходов производства, выделении каучука из латекса, получении пищевых продуктов.

Ядро ч-цы состоит из электронейтрального агрегата ч-ц с адсорбированными ионами элементов, входящих в состав ядра. Кол-ая ч-ца кроме ядра имеет противоионы и молекулы растворителя. Адсорбированные ионы и противоионы с растворителем образуют адсорбированный слой. Суммарно q частицы = разности q адсорбированных ионов и противоионов. Вокруг частиц находится диф-ый слой ионов,q кот = заряду коллоидной частицы. Кол-ая ч-ца и диф-ый слой образуют электронейтральную мицеллу. Оптические св-ва. Если рассматривать путь светового луча, проходящего ч/з прозрачный кол-ый раствор, то он становится видимым. Этот опт-ий эффект наз-ся конусом Тиндаля. Он вызывается рассеянием света частицами дисперсной фазы коллоидного раствора и яв-ся следствием коллоидной степени дисперсности этих частиц. При сильном увеличении каждая частица в конусе Тиндаля кажется светящейся точкой. Размеры и форму частиц нельзя установить, можно лишь подсчитать их число. Частицы дисперсной фазы золей по своим размерам меньше  волн лучей видимого светаони интенсивно рассеивают свет, но не отражают его. Частицы в грубодисперсных системах отражают свет, их величину и форму часто можно установить без оптического увеличения. Эффект Тиндаля можно наблюдать в темноте при прохождении луча света ч/з запыленное и накуренное помещение. Электрические св-ва .В 1909 г. Рейсс наблюдал воздействие постоянного эл. тока на диспергированную в воде глину и на этом основании описал эл. св-ва коллоидных растворов. Частицы дисперсной фазы (глины) перемещались к аноду, где вследствие их большого скопления наблюдалось помутнение раствора. Частицы дисперсной среды (воды) перемещались к катоду, где наблюдалось ↑уровня прозрачной жидкости. Направленное движение частиц к электродам говорило об их q, причем стало ясным, что дисперсная фаза несет на себе q, противоположный по знаку q среды. Движение частиц дисперсной фазы к одному из электродов при пропускании ч/з золь const эл. тока получило название электрофореза, а движение частиц дисперсной среды-электроосмоса. Электрофорез и электроосмос обусловлены наличием разноименного q у частиц дисперсной фазы и дисп-ой среды. На границе раздела фаз возникает двойной эл-ий слой, состоящий из тонкой (адсорбционной) части и протяженной диффузной части. М/у фазами возникает разность потенциалов (электротермодинамический потенциал).Часть скачка потенциала,обусловленная диф-ым слоем, наз-ся электрокинетическим или дзета-пот-ом. Эл-кин-ий пот-ал определяется толщиной и зарядом диффузного слоя, кот зависят от концентрации и q противоионов и t.