- •Номенклатура
- •Химические свойства [править] Основные оксиды
- •[Править] Кислотные оксиды
- •[Править] Амфотерные оксиды
- •[Править] Получение
- •§5. Электронные облака - орбитали
- •Правило Хунда
- •[Править] Мнемоническое правило
- •Валентность
- •[Править] История возникновения понятия «валентность»
- •[Править] Современные представления о валентности
- •Химическая связь в молекулах и новая теория химической связи. Виды химической связи.
- •Химическая связь в молекулах объясняется только электрическим притяжением и отталкиванием.
- •Виды химической связи
- •При нашем способе расположения электронов отпадает необходимость в теории гибридизации орбиталей (да и вообще в самих орбиталях).
- •Откуда берётся деление химических элементов по периодам?
- •Новая теория химической связи, вытекающая непосредственно из устройства атомов
- •Химическая связь в металлах
- •Атом бора. Гидриды бора.
- •Строение молекулы бензола
- •Комплексные соединения платины
- •Функциональные группы и способ соединения в них атомов
- •Химические связи в группах. Карбоксильная группа и гидроксильная группа.
- •Химическая связь - история (то, что пишут в учебниках)
- •Важнейшие свойства химической связи
- •Тайна крещенской воды
- •3.2.4 Гибридизация атомных орбиталей
- •Силы Ван-дер-Ваальса
- •[Править] Классификация ван-дер-ваальсовых сил
- •Типы кристаллических решеток
- •Металлическая связь
- •[Править] Механизм металлической связи
- •[Править] Характерные кристаллические решётки
- •Водородная связь
- •[Править] Природа водородной связи
- •[Править] История
- •[Править] Свойства
- •[Править] Водородная связь в воде [править] Механизм Гротгуса
- •[Править] Водные кластеры
- •[Править] Водородная связь в нуклеиновых кислотах и белках
- •[Править] Водородная связь в полимерах
- •Структура воды
- •5) Термодинамическая фаза
- •[Править] Основные понятия
- •[Править] Термодинамические фазы на фазовой диаграмме
- •[Править] Термодинамические фазы и агрегатные состояния вещества
- •[Править] Выделение фаз
- •[Править] См. Также Внутренняя энергия
- •[Править] Идеальные газы
- •Термодинамика
- •[Править] Разделы термодинамики
- •[Править] Физический смысл термодинамики [править] Необходимость термодинамики
- •[Править] Законы — начала термодинамики
- •[Править] Основные формулы термодинамики [править] Условные обозначения
- •[Править] Формулы термодинамики идеального газа
- •[Править] Термодинамика сплошных сред
- •Закон Гесса
- •[Править] Следствия из закона Гесса
- •Термодинамическая энтропия
- •[Править] Термодинамическое определение энтропии
- •[Править] Статистическое определение энтропии: принцип Больцмана
- •[Править] Понимание энтропии как меры беспорядка
- •[Править] Границы применимости понимания энтропии как меры беспорядка
- •[Править] Энтропия в открытых системах
- •[Править] Измерение энтропии
- •[Править] Построение графика изменения энтропии
- •4.5. Энтропия
- •Энергия Гиббса
- •[Править] Определение
- •[Править] Связь с термодинамической устойчивостью системы
- •[Править] Применение в химии [править] Связь с химическим потенциалом
- •[Править] Энергия Гиббса и направление протекания реакции
- •2 Химическая кинетика и химическое равновесие
- •2.1 Кинетика химических реакций
- •Закон действующих масс
- •[Править] Закон действующих масс в химической кинетике
- •[Править] Закон действующих масс в химической термодинамике
- •6.1.3. Зависимость скорости реакции от температуры
- •Энергия активации
- •[Править] Математическое описание
- •[Править] Переходное состояние
- •5.2.Обратимые и необратимые процессы
- •Релаксация (физика)
- •[Править] Свойства и виды
- •[Править] Описание процесса релаксации [править] Для одноатомных газов
- •[Править] Для многоатомных газов
- •[Править] Для смесей газов
- •[Править] Для жидкостей
- •[Править] Для твёрдых тел и квантовых жидкостей
- •Динамические равновесия
- •Принцип Ле Шателье — Брауна
- •[Править] Влияние температуры
- •[Править] Влияние давления
- •Влияние инертных газов
- •5.1. Химическое равновесие в гомогенных системах
- •6. Растворы
- •6.1. Дисперсные системы. Растворы
- •Некоторые характеристики дисперсных систем
- •6.2. Процесс образования растворов. Тепловые эффекты при растворении
- •6.3. Растворимость
- •6.4. Способы выражения состава растворов
- •Способы выражения состава растворов
- •6.5. Разбавленные растворы неэлектролитов
- •6.5.1. Давление пара над растворами
- •6.5.2. Температура кипения и замерзания растворов
- •6.5.3. Осмотическое давление
- •6.6. Растворы электролитов. Основы теории электролитической диссоциации
- •6.6.1. Сильные и слабые электролиты
- •6.7. Равновесие в растворах слабых электролитов. Константа диссоциации
- •6.8. Основания, кислоты и соли в свете теории электролитической диссоциации
- •6.9. Ионное произведение воды
- •Окраска важнейших кислотно-основных индикаторов в различных средах
- •6.10. Произведение растворимости
- •6.11. Реакции обмена в растворах электролитов
- •6.12. Гидролиз солей
- •11. Химические свойства металлов
- •11.1. Общие положения
- •11.2. Физические свойства металлов
- •11.3. Получение металлов
- •11.3.1. Нахождение в природе
- •11.3.2. Общие методы получения металлов
- •11.3.3. Получение металлов высокой чистоты
- •11.4. Химические свойства металлов
- •11.4.1. Отношение металлов к окислителям - простым веществам
- •Щелочные металлы
- •[Править] Общая характеристика щелочных металлов
- •Некоторые свойства щелочных металлов
- •[Править] Химические свойства щелочных металлов
- •Окраска пламени щелочными металлами и их соединениями
- •[Править] Получение щелочных металлов
- •[Править] Соединения щелочных металлов [править] Гидроксиды
- •[Править] Карбонаты
- •[Править] Фотографии
- •[Править] Литература
- •[Править] Примечания
- •[Править] См. Также
- •[Править] Ссылки
- •13.Важнейшие классы неорганических веществ
- •13.1. Определения
- •13.2. Металлы
- •13.3. Неметаллы
- •13.4. Основные оксиды
- •13.5. Кислотные оксиды
- •13.6. Амфотерные оксиды
- •Окислительно-восстановительные реакции
- •[Править] Описание
- •[Править] Окисление
- •[Править] Восстановление
- •[Править] Виды окислительно-восстановительных реакций
- •[Править] Примеры [править] Окислительно-восстановительная реакция между водородом и фтором
- •[Править] Окисление, восстановление
- •[Править] Мнемонические правила
- •8. Электрохимические процессы
- •8.1. Гальванический элемент
- •8.2 Коррозия металлов
- •8.3. Электролиз
- •8.1. Гальванический элемент
- •8.1.1. Понятие об электродном потенциале
- •8.1.2. Гальванический элемент (гэ) даниэля-якоби
- •8.1.3. Напряжение гальванического элемента
- •8.1.4. Водородная шкала потенциалов
- •8.1.5. Потенциалы металлических электродов
- •8.1.6. Потенциалы газовых электродов
- •8.1.7.Поляризация в электрохимических процессах
- •8.2 Коррозия металлов
- •8.2.1.Химическая коррозия
- •8.2.2. Электрохимическая коррозия
- •Основные случаи возникновения коррозионных гальванических пар
- •8.2.3 Защита металлов от коррозии
- •8.3. Электролиз
- •8.3.1. Общие понятия
- •8.3.2. Электролиз расплавов электролитов
- •8.3.3. Электролиз растворов электролитов
- •8.3.4 Электролиз с растворимыми анодами
- •8.3.5. Законы электролиза
- •8.3.6. Применение электролиза
- •Электрохимическая коррозия
- •Газовая коррозия
- •Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах
- •7.1.Коррозия металлов
- •7.2.Борьба с коррозией парогенераторов во время работы
- •7.3.Борьба со стояночной (кислородной) коррозией парогенераторов, находящихся в резерве или ремонте
- •7.4.Борьба с коррозией конденсатопроводов
- •7.5.Борьба с коррозией тепловых сетей
- •7.6.Защита от коррозии водоподготовительного оборудования
- •7.7.Удаление отложений
- •§ 36. Воздушная известь
- •А. Воздушные вяжущие вещества
- •Б. Гидравлические вяжущие вещества
7.7.Удаление отложений
Если отложения и загрязнения из труб не удаляются путем продувки воздухом со скоростью > 5 м/с, промывки водой или водовоздушной смесью со скоростями > 3 м/с или механическим путем (шарошками), то прибегают к химическому удалению отложений. Новые парогенераторы с давлением < 10 МПа перед пуском только щелочатся.
Максимальная допустимая величина загрязнения труб с огневой стороны нормируется в г/м2 для котлов каждого типа. Так, для котлов с радиационным обогревом она колеблется от 100 у котлов после химической промывки до более чем 2000 у испарителей-паропреобразователей.
Вновь смонтированные котлы и трубопроводы обычно загрязнены ржавчиной, песком, сварочным гратом, нередко кусками электродов и другими механическими предметами, оставшимися после монтажа. Эксплуатировавшиеся котлы загрязнены обычно отложениями оксидов железа, внесенными питательной водой, реже медью (продуктом коррозии латунных трубок конденсаторов и подогревателей), карбонатами, фосфатами и силикатами железа, кальция и магния.
В водогрейных котлах, подпиточная вода которых обрабатывается по схеме голодного Н-катионирования или подкисляется серной кислотой, при температуре более 100 °С возможны отложения сернокислого кальция, иногда с примесью силиката кальция. Эти отложения при температуре ниже 100 °С растворяются в сетевой воде, если имеется проток ее.
В не обогреваемых опускных трубах парогенераторов могут отлагаться рыхлые фосфатный и карбонатный шламы, а также шлам, внесенный питательной водой, и продукты собственной коррозии труб. Растворимость отложений в моющих растворах зависит от температуры, состава и структуры отложений.
Загрязнения труб систем тепловодоснабжения не должны увеличивать потери напора в них более чем на 0,1 МПа при номинальнорасчетных расходах воды по сравнению с чистыми трубами.
При послемонтажной промывке труб парогенераторов их заполняют водой, дренируют ее из всех нижних точек полностью для удаления механических загрязнений и затем щелочат для удаления маслянистых загрязнений и частичного растворения (размягчения) кремнекислых отложений (песок, цемент и т.п.). После этого проводят кислотные промывки, обязательные только для паровых котлов с давлением 10 МПа и выше, для удаления продуктов коррозии.
Химическая (кислотная) промывка, как правило, проводится ингибированной соляной кислотой при 60 — 70 °С с циркуляцией или без нее (так называемое "травление"). Только для промывки пароперегревательных труб, изготовленных из аустенитных сталей должны применяться другие реагенты и кислоты: трилон Б, адипиновая (C5H10O4, ГОСТ 10588-72, сухая с содержанием C5H10O4 98-99,7%, хранится в таре), фталевая (карбоновые кислоты ароматического ряда – C6H4(COOH)2), серная, азотная, лимонная (C6H8O7·H2O по ГОСТ 908-70, содержание C6H8O7·H2O – 99,5%. Бесцветные кристаллы. Хранится в таре.) кислоты, композиции их, которые менее агрессивны, чем соляная. Применяют также гидразинно-кислотные промывки и промывки сульфаминовой кислотой (органическое соединение, содержащее сульфогруппу – SO2OH. Получают сульфированием7 углеводородов) и сернокислым аммонием (NH4)2SO4 (при кипячении раствора аммиак улетучивается и в растворе остается только серная кислота).
Чугунные, секционные, паровые и водогрейные котлы промывать соляной кислотой не рекомендуется из-за возможности разрушения многочисленных резьбовых соединений и прокладок. Допускается промывка их органическими кислотами, а также промывка вынутых секций в ваннах с 3 — 5 %-ной соляной ингибированной кислотой при минимальном пребывании секций в ки-лоте (за весь срок работы котла — не более 10 ч). Перед промывкой наружную очищенную от загрязнений, сухую поверхность секций, а также резьбы покрывают горячим битумом для защиты от кислоты.
После промывки секций в кислоте они должны быть быстро промыты водой и нейтрализованы 1—2 %-ным раствором щелочи.
Предпусковые промывки котлов высокого и сверхвысокого давления с поверхностями из аустенитных сталей должны проводиться без использования соляной кислоты и едкого натра. Применяются фталевая кислота (ангидрид) и композиция комплексона с фталевой, серной, лимонной. Водная отмывка с добавлением аммиака до рН 9,5-10,0 и пассивация гидразином с аммиаком при рН 10—10,5 и температуре до 160 °С.
Поверхности котлов высокого и сверхвысокого давления, выполненные из углеродистых сталей, подвергаются промывке. Кислотная обработка проводится моющим раствором, содержащим 3—4 % ингибированной соляной кислоты (в пересчете на НСl) и 0,25 % уротропина (гексаметилентетрамин C6H12N4 – бесцветные кристаллы сладкого вкуса, антисептик, бездымное горючее, сырье для синтеза взрывчатых веществ: октаген, гексаген), при температуре 55—65 °С в течение 6-8 ч при циркуляции со скоростью не менее 0,3 м/с, до устойчивой концентрации НСl. Кроме уротропина, могут применяться и другие ингибиторы.
При чистых внутренних поверхностях нагрева (< 160 г/м2) концентрация НСІ может быть уменьшена до 1,5—2 %.
Водная промывка сверху вниз — вытеснение кислого раствора технической водой до рН 3,5 — 4,0. Кислый моющий раствор перед сбросом в канализацию нейтрализуют известью до рН 6,5 — 8,5.
Нейтрализация (пассивация промытой поверхности котла) производится аммиаком концентрацией 1000-1500 мг/л, 25 %-ный аммиак вводят в количестве 4-5 л/м3 промывочной циркулирующей воды до рН 9,5-10,0. Циркуляция продолжается 2—3 ч до полного перемешивания. Если котел включают в работу менее чем через 10 суток, его оставляют заполненным этим раствором до пуска, а если котел будет растапливаться через больший период времени и его нужно будет опоражнивать, то в него вводят по 10 кг пассиватора (нитрита натрия) на 1 м3 объема котла и по 20 л 25 %-ного водного аммиака на 1 м3 объема (до рН 10—10,5). Затем подогревают воду в котле до 50—60 °С и при помощи насоса осуществляют циркуляцию в течение 6—8 ч или без подогрева 24 ч. При необходимости опорожнения после пассивации раствор из котла спускают или оставляют котел заполненным пассивирующим раствором до растопки котла. Перед растопкой пассивирующий раствор сливают и заполняют котел питательной водой. Во время растопки ведется продувка котла до нормального качества питательной воды и содержания железа не более 2-3 мг/л.
Пассивирующий раствор целесообразно использовать повторно. При невозможности использования его перед сбросом в канализацию необходимо обезвреживать — обрабатывать кислородом или хлором.
1Фенолоформальдегидная смола – это высокомолекулярное соединение, образующееся в результате взаимодействия фенола (C6H5OH) с формальдегидом (CH2=OH) в присутствии кислот (HCl и др.) или щелочей (NaOH, NH4OH) в качестве катализаторов.
2Это органические соединения, являющиеся производными аммиака. Их можно рассматривать как продукты замещения одного, двух или всех трех атомов водорода в молекуле аммиака углеводородными радикалами (CH3).
3Двухзарядный анион этилендиаминтетрауксусной кислоты.
4Комплексоны – это комплексные соединения, в которых положительно заряженный ион металла (катион) окружен анионами какой-либо аминокарбоновой кислоты (органическое соединение, содержащее карбоксильные –COOH и аминогруппы –NH2). Комплексоны настолько прочно связывают катионы металлов, что при их добавлении растворяются такие плохо растворимые вещества, как сульфаты кальция, оксалаты (соли щавелевой кислоты HOOC-COOH – двухосновной карбоновой кислоты) и карбонаты кальция.
5ОЭДФК - оксиэтилендендифосфоновая кислота - C2H8O7P2.
6Нитриты – соли азотистой кислоты HNO2.
7Химическая реакция – введение в органическое соединение сульфогруппы SO2OH. Например, действием серного ангидрида SO3 или серной кислоты на ароматические углеводороды: C6H6+H2SO4→C6H5SO3H+H2O.
38. Защита металлов от газовой коррозии. Методы защиты металлов от электрохимической коррозии: легирование, обработка среды, неорганические (в том числе металлические) и органические покрытия; электрохимическая защита (протекторная, катодная, анодная).
(дополнение)
Защита от коррозии – это комплекс мероприятий, направленных на предотвращение и замедление коррозионных процессов, сохранение и поддержание в работоспособном состоянии узлов и агрегатов машин, оборудования и сооружений в требуемый период их эксплуатации. Способы защиты от коррозии выбирают на стадии конструирования и осуществляют в процессе изготовления и эксплуатации объектов. Для защиты металлов от химической коррозии возможно применять: -легирование поверхностное или объемное другими металлами, например хром или никель, добавленные к стали в качестве легирующих компонентов, при высокой температуре диффундируют к поверхности и образуют устойчивый оксидный слой. В качестве легирующих добавок используют Сr, Ni, Мо, Сu, и др. в результате получают сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, чем исходные материалы -металлические изделия смазывают неокисляющимися маслами, последние хорошо смачивают металл при повышенной температуре в жидком виде и при застывании образуют на поверхности слой, изолирующий металл от окружающей среды. Для более надежной защиты металлов от коррозии в состав смазок вводят ингибиторы (замедлители); -на поверхности металла наносят раствор высокомолекулярных соединений в низкокипящем растворителе. После испарения растворителя на поверхности металла остается полимерная пленка, преграждающая доступ окислителя к металлу; -металлическую поверхность окрашивают раствором пигмента (красящего вещества) в олифе (частично окисленном растительном масле). Олифа в тонком слое быстро окисляется кислородом воздуха и образует плотную пленку на металле; -наносят металлические защитные покрытия. Используют металлы, на поверхности которых при действии воздуха или других окислителей образуется устойчивая защитная пленка (Аl, Zn, Sn, Сr, Рb, Ni), или наносят металлы пассивные в химическом отношении (Аu, Аg, Сu) Электрохимическая коррозия развивается при контакте металлов с раствором электролита. При электрохимической коррозии на металле протекают одновременно два процесса: окисление металла – анодный процесс Мо -> Мn+ + n е; И восстановление окислителя например кислорода воздуха: О2 + Н2О + 4е -> 4ОН- (кислородная коррозия). Существуют различные способы защиты от коррозии, основанные на снижении агрессивности коррозионной среды, нанесение защитных покрытий и применение электрохимических методов – электрохимическая защита. Один из видов электрохимической защиты – катодная защита заключается в том, что защищаемый металл соединяют с отрицательным полюсом внешнего источника постоянного тока, а положительный полюс – с вспомогательным материалом, который будет окисляться и тем самым защищать основной металл. В настоящее время катодную защиту широко применяют для защиты трубопроводов, кабельных установок и металлоконструкций в воде (морской, речной), грунте и др средах. В основе анодной защиты лежит анодная поляризация: смещение потенциала металла защищаемой конструкции в положительную сторону до значений, лежащих в пассивной области анодной поляризационной кривой. Ее осуществляют присоединением защищаемой конструкции к положительному полюсу внешнего источника тока, а вспомогательного электрода – к отрицательному, при этом конструкция – анод, а электрод –катод. Анодная защита в отличие от катодной применима только к легкопассивируемым (покрывающимся пассивной пленкой оксида). Это большинство переходных металлов и сплавов на их основе, включая нержавеющие и углеродистые стали. При анодной защите ток противоположен по направлению току при катодной защите. Достоинства анодной защиты: высокая рассеивающая способность –возможность защит на большом удалении от катода; невысокая защитная плотность тока, а следовательно и небольшие потребления энергии. К недостаткам следует отнести ограничение области применения (анодная защита не осущетсвима для Мg, Сd, Аg, Сu и медных сплавов), а также то. Что скорость коррозии при анодной защите, в отличие от катодной, никогда не падает до нуля. Другой вид электрохимической защиты – протекторная защита осуществляется путем присоединения к защищаемому металлу протектора – более активного (т.е. менее благородного металла), который легче окисляется и, тем самым предохраняет основной металл от коррозии. Так, для защиты от коррозии изделий из железа и его сплавов в качестве протектора обычно применяют магний. Электрохимическая защита используется в широких масштабах в судостроении.
Твердение вяжущих веществ
В настоящее время твердение минеральных вяжущих рассматривают как сложный физико-химический процесс в системе «вяжущее — вода», заключающийся в преобразовании исходных веществ в смесь новых минералов, из которых слагается искусственный камень. Сущность теории твердения минеральных вяжущих обычно выражается следующей последовательностью процессов: растворение — коллоидация — кристаллизация.
Последовательность их сохраняется только в начальной стадии, а затем все три процесса протекают одновременно, налагаясь один на другой, дополняясь специфическими особенностями, свойственными каждому вяжущему. Рассмотрим содержание этапов твердения в самом общем виде. Первый этап — растворение.
Любое вещество, в большей или меньшей степени, растворяется в воде и, находясь в ней, стремится создать свой насыщенный раствор. Минералы, из которых состоят вяжущие вещества, обладают химической активностью по отношению к воде, и поэтому они не просто растворяются, а вступают с водой в реакцию с образованием новых соединений. Этот процесс протекает до тех пор, пока вся вода не превратится в насыщенный раствор, по отношению к новым кристаллогидратам.
Второй этап — коллоидация, характеризуется загустеванием, схватыванием смеси, повышением се вязкости. Растворение вяжущего вещества затормаживается и вокруг каждого зерна образуется студнеобразная клейковидная масса — гель. Он обладает склеивающей способностью, которая тем выше, чем меньше содержится воды. Так как процесс взаимодействия вяжущего вещества продолжается, то постепенно раствор из насыщенного переходит в пересыщенный, и из него начинают выкристаллизовываться мельчайшие кристаллы.
Твердение переходит в третий заключительный этап — кристаллизацию, при котором мелкие кристаллы укрупняются, срастаются между собой, и весь материал приобретает прочность камня. Скорость твердения в большей степени зависит от растворимости веществ, составляющих вяжущее вещество и растворимости образующихся в результате реакции с водой соединений.
Если растворимость составляющих вяжущее минералов велика, а образующихся соединений мала, то схватывание и твердение могут завершиться быстро, в течение нескольких минут, часов. Если же растворимость исходных мала, то формирование искусственного камня может продолжиться месяцы и даже годы. Следовательно, ускоряя растворимость вяжущего вещества путем повышения температуры, применением специальных добавок и другими методами можно регулировать скорость образования искусственного камня.