Reactii Chimice

Reactii Chimice

Procesele care transforma procesele in alte substante sunt reactii chimice.Substantele care reactioneaza se numesc reactanti iar subst. rezultate din reactie se numesc produse de reactie.

Reactiile se clasifica in 4 tipuri:

a) Reactii de combinare

-sunt reactiile prin care din 2 substante diferite se obtine o singura subst noua ( Fe+S=FeS

b) Reactii de descompunere

-sunt acele reactii prin care dintr-o singura subst. rezulta 2 sau mai multe subst.

c) Reactii de substitutie

-sunt reactiile in care un element ia locul unui alt element dintr-un compus

d) Reactii de dublu schimb

-dubla descompunere

-sunt reactiile in care 2 subst reactioneaza intre ele formand 2 subst noi

Mai exista si alte criterii de clasificare

Reactii de neutralizare - sunt reactiile dintre acizi si baze

Reactii de hidroliza - reprez reactia unei subst cu apa

Reactii de precipitare - sunt reactiile in urma carora se formeaza un precipitat

Structura Atomului

Atomul este cea mai mica parte dintr-o subst. simpla si care mai pastreaza individualitatea si prop. Acesteia.

Nucleul Atomic

Nucleul unui atom este o regiune foarte densa din centrul sau, constand din protoni si neutroni. Dimensiunea nucleului este mult mai mica decat dimensiunea atomului insusi; masa unui atom este determinata, aproximativ, doar de masa protonilor si neutronilor si aproape fara nici o contributie din partea electronilor.

Izotopii sunt specii de atomi ai aceluiasi element avand acelasi nr atomic Z dar cu nr de masa A diferit datorita nr diferit de neutroni.

Clasificarea periodica a elementelor lui Mendeleev

Asezarea elementelor in sist. Periodic se bazeaza pe urmatoarele principii elaborate de Mendeleev si confirmate:

- Elementele asezate dupa cresterea maselor atomice prezentand o periodicitate a proprietatii lor

- Marimea masei atomice defineste caracterul elementelor

- Se poate determina masa atomica a unui element daca se cunosc omologii sai.

In forma actuala tabelul periodic contine 7 perioade:

-perioada I formata din 2 elemente: H, He

-per. II si III sunt scurte si contin cate 8 elemente fiecare

-perioadele IV si V contin cate 18 elemente

-perioada VI contine 32 elemente

-perioada VII a crescut in ultima vreme de la 3 la 26 de elemente prin descoperirea altor elemente

Structura invelisului electronic al elementelor

Totalitatea electronilor care graviteaza in jurul nucleului unui atom formeaza invelisul electronic al atomului.

a. Periodicitatea proprietatilor fizice

-Densitatea - reprezinta nr de atomi pe cm3 si variaza cu numarul atomic

-Volumul atomic - este volumul ocupat de un atom gram si este functie periodica de nr. Atomic Z. ( raportul intre masa atomului si densitatea)

-Potentialul de ionizare - reprezina tensiunea in volti aplicata unui tub de raze catodice incat sa se indeparteze un e^- dintr-un atom si este functie periodica de nr. De ordine Z.

-Duritatea - exprima rezistenta opusa de un mat. In stare solida la zgarierea sau la patrunderea in aceasta a unui alt corp si se masoara prin deformarea permanenta produsa pt aprecierea duritatii, se poate folosi scara MOHS de la 1-10 sau unitati BRINEL, ROCKWELL, WICKERS.

-Conductibilitatea termica - se refera la prop. Unor corpuri de a transmite caldura sub actiunea unei diferente de temperatura.

b. Periodicitatea proprietatilor chimice

-Valenta - este un nr. Intreg care caracterizeaza capacitatea de combinare a unui atom cu alti atomi.

-Electropozivitatea si electromagnetivitatea - Elementele care isi realizeaza configuratia stabila prin primire de e^- se numesc electromagnetive, iar cele care cedeaza e^- se numesc electropozitive.

-Caracterul acido-basic al oxizilor - Elementele electronegative formeaza oxizi cu caracter acid iar cele electropozitive formeaza oxizi cu caracter bazic

Proprietati caracteristice ale metalelor

Proprietati optice

1.Culoarea - cand se gasesc in stare compacta, sub forma de blocuri, bare, placi, granule, fire, metale din grupele principale ale sist. Periodic au o culoare argintie

2.Opacitatea metalelor - metalele in stare solida cat si in topitura sunt opace nepermitand trecerea luminii nici chiar in foite foarte subtiri

- se datoreaza e^- de valenta din benzile de energie care absorb toata energia radiatiilor luminoase

3.Luciul metalic

-in stare compacta, neoxidata met. Reflecta aproape toate radiatiile din domeniul vizibil si majoritatea celorlalte radiatii electomagnetice cu alte unde prezentand luciul metalic

-reflectarea se datoreaza e^- liberi din met si nu celor localizati la atomi

Proprietati fizico-mecanice

1.Plasticitatea - reprezinta prop. Met. De a se deforma permanent la prelucrarea mecanica sub aciunea unei forte exterioare fara a se fisura sau sfarma.

2.Maleabilitatea - este prop. Met. Si aliajelor de a se putea transforma in foi fara fisurare prin laminare la o temp. inferioara temp. de topire.

3.Ductibilitatea - este prop met. De a fi trase in fire prin procese de trefilare.

Proprietati electrice ale metalelor - cand subst se gasesc sub influenta unui camp electric exterior in aceasta se manifesta niste modificari specifice ale prop, uneori insotite de fenomene de transport de sarcini.

Proprietati electrice ale metalelor

a.conductorii de ordinul I (electronici)

-aceste materiale prezinta o conductibilitate de natura electronica,rezistibilitatea lor creste odata cu cresterea temperaturii, iar sub actiunea curentului, ele nu sufera modificari de strunctura

b.conductori de oridnul II (electroliti)

-aceste materiale prezinta o conductibilitate de natura ionica, rezistibilitatea lor scade odata cu cresterea temp. iar sub actiunea curentului electric ele sufera transformari chimice

Semiconductori

-Metalelel cu proprietati semiconductoare au la temp. camerei resitivitate electrica de ordinul 10^-3-10^-5 ohmicm fata de 10^-4-10^-6 ohmicm cat este cea a metalelor si de 10¹⁰-10²² ohmi, a subst dielectrice.

Conductibilitatea intrinseca - conductibilitatea electrica a unui semiconductor poate fi cauzata in cazul subst. elementare foarte pure de electroni proprii si in acest caz este vorba de semiconductori intrinseci

Conductibilitatea extrinseca - atomii straini substituiti, izomorfi in reteaua unui semiconductor modifica prop. In special conductibilitatea electrica a acestuia.

Materiale electrotehnice si electronice

-sunt metalele si aliajele lor cu anumite caracteristici specifice.Sunt semiconductoare de ordinul I, au conductibilitate electronica, isi maresc rezistivitatea cu cresterea temp si nu sufera modificari chimice cand sunt strabatute de curentul electric.

Metale si aliaje pt conductoare electrice

a.Cuprul - in ind. Electrotehnica se utilizeaza exclusib cuprul rafinat pe care electrolitica avand o puritate de 99.6-99.9%, el prezentand o mare conductibilitate electrica si termica, ocupand locul 2, se dizolva in acid sulfuric si azotic si aste stocat de clor

b.Aluminiul - este cel mai usor dintre metalele utilizate, este rezistent la coroziune in atmosfera uscata, este satisfacatoare datorita peliculei de trioxid de aluminiu care este aderenta neporoasa

c.Otelurile - au caracteristici mecanice superioare, pot fi turnate sau sudate, tenacitatea si rezistenta lor sunt influentate de continutul de carbon

Materiale izolante

-Materialele electroizolante sunt o grupa de materiale care servesc la izolarea elementelor conductoare de curent electric.Ele sunt numite si dielectrici si sunt caracterizate de o rezistenta mare.

Materiale izolante anorganice

-folosite in electrotehnica sunt sticla mica, ceramica, azbestul. Avantajele mat. Electroizolante anorganice in raport cu cele organice sunt: stabilitate termica ridicata, nu se carbonizeaza si nu se erodeaza sub efectul electric si nu se oxideaza

Materiale izolante organice

-Aceste materiale pot fi termoplaste sau termorigide (hartia, uleiurile si rasinile). Materialele termoplaste se inmoaie si se topesc reversibil, adica dupa racire pot fi retopite. Materialele termorigide nu se inmoaie la caldura si se transforma ireversibil

Coroziunea metalelor si protectia anticoroziva

-Prin coroziune se intelege distrugerea materialului datorita reactiunilor chimice sau electrochimice cu mediul inconjurator.

A. Dupa mecanismul de desfasurare se pot distinge 2 tipuri de coroziune

-coroziune chimica care se refera la procesul de distrugere a metalului si aliajelor care se produc in gaze sucate precum si in lichide fara conductibilitate electrica si in majoritatea subst. organice

-coroziunea electrochimica se refera la procesele de degradare a metalelor si aliajelor in solutii de electroliti.

B. Dupa aspectul distrugerii coroziunea poate fi clasificata in

-coroziune continua cand intreaga suprafata a metalului a fost cuprinsa de aciunea mediului

-coroziunea locala, cand distrugerea se produce numai pe anumite portiuni ale suprafetei metalului sau aliajului

Coroziunea chimica - se produce din cauza afinutatii dintre metale si unele gaze sau lichide rau conductoare de electricitate provocand modificarei ale metalelor modificate prin: dizolvarea partilor comonente si pierderi de material

Coroziunea electrochimica - spre deosebire de coroziunea chimica metalele in contact cu solutiile bune conductoare de electricitate se corodeaza electrochimic.Solutia si metalul sunt strabatute in acest caz de un curent electric generat de procesele electrochimice care se desfasoara la limita dintre cele doua faze.

Metode de protectie anticoroziva a materialelor metalice

-protectia impotriva coroziunii reprezinta totalitatea masurilor care se iau pt a feri materialele tehnice de aciuntea agresiva a mediilor corozive

Sisteme disperse

-reprezinta amestecuri de 2 sau mai multe substante caracterizate prin omogenitate in care cel putin una din componente se gaseste dispersata la nivel molocular si care joaca rod de dispersant.

Solutii Coloidale

-reprezinta sisteme disperse aparent omogene care in realitate sunt microeterogene in care particelele dispersate se caracterizeaza prin dimensiuni superioare particulelor chimice obisnuite.

Clasificarea sistemelor coloidale se realizeaza dupa urmatoarele criterii:

-dupa forma particulei coloide se disting coloizi cu particule sferice si alungite

-dupa natura particulei coloide se disting coloizi micelari si macromoleculare

-dupa interactiunea dintre moleculele dispersantului si dupa cele ale fazei dispersate se disting coloizi liosili si liofoli iar cand dispersantul este apa coloizii pot fi hidrofili si hidrofoli

-dupa fluiditatea lor sistemele coloidale pot fi liber disperse sau continuu disperse

-dupa starea de agregare a componentelor sistemului coloidal se clasifica in: soluri (suspensii), emulsii, spume si aerosoli

Solurile - sunt sisteme coloidale la care dispersantul este lichid iar dispersatul solid. Au coloizi, proteine in apa, suspensii de pigmenti sau coloranti organici in apa

Emulsiile - sunt sisteme coloidale la care atat dispersatul cat si dispersantul sunt lichide partial miscibile sau nemiscibile.

Se cunosc 2 tipuri de emulsii

-ulei in apa numita si emulsie directa

-apa in ulei numita si emulsie indirecta

Spumele - sunt sisteme coloidale in care dispersantul este lichid iar dispersatul este gaz.

Aerosolii ( aerosuspensiile) - sunt sisteme coloidale alese dintr-un dispersant gazos de ex aer si faza dispersata solida

Sisteme disperse folosite ca lichide active de racire si ingere

Principalele grupe de lichide de racire si ungere sunt prezentate in tabelul urmator

Lubrifiantii - sunt subst care se interpun intre suprafetele de contact aflate in miscare relativa a organelor de masini in scopul reducerii frecarii astfel incat uzura acestora sa fie minima si sa nu aiba loc crestere prea mare a temperaturii.

Lubrifianti solizi - substantele folosite ca lubrifianti solizi trebuie sa aiba aderenta buna la material, capacitatea de a forma un fir durabil, elasticitate si stabilitate termica, conductibilitate electrica si uniforma.

Lubrifianti grosi - acestia asigura un regim de ungere mixt intermediar intre mediul uscat si cel fluid. Aerul este utilizat cel mai des ca lubrifiant gazos.

Lubrifianti lichizi - in tehnica sunt utilizati in mare masura luubrifianti lichizi respectiv uleiuri minerale si sintetice.Uleiurile lubrifiante contin unul sau mai multe tipuri de ulei de baza. Acesta poate fi parafizice, aromatice.

Aditivii pentru uleiurile minerale

-prin adaugarea aditivilor se asigura uleiului proprietatile necesare pt exploatare, cum ar fi detergenta, aderenta, proprietati antiuzura si anticorozive.

Conditiile de baza pe care trebuie sa le indeplineasca o subst. pt a fi utilizata ca aditiv sunt:

-sa fie solubila in uleiul de baza

-sa fie insolubila in apa

-sa aiba o tensiune de vapori redusa pt a nu se volatiliza

-sa nu corodeze otelul sau metalele moi

Aditivii pot fi grupati dupa urmatoarele criterii:

a.Proprietati fizice si neologica

-aditivi pt umbunatatirea indicelui de vascozitate

-aditivi pt coborarea temp de congelare

b.Proprietati tribochimice (tribo-frecare)

-aditivi pt reducerea frecarii

-aditivi antirugina

-aditivi antispumanti

c.Proprietati chimice

-aditivi pt imbunatatirea rezistentei la oxidare si la coroziune