Химические процессы, реализуемые в строительстве, многообразны, их протекание подчиняется определенным закономерностям.
Для понимания особенностей протекания процессов большое значение имеют понятия о простых (протекают в одну стадию, например взаимодействие иода с водородом) и сложных (протекают в две и более стадий; взаимодействие хлора и водорода) реакциях, а также об экзотермических (теплота выделяется; АН 0) и эндотермических (энергия поглощается; АН > 0; Qp и [02] — молярные концентрации NO и 02; pN0 и — парциальные давления этих веществ; к и к’ — константа скороети реакции, т. е. скорость реакции для случая, когда произведения молярных концентраций или парциальных давлений равны 1; к * к’; на величину кик’ влияют температура, природа реагентов, катализаторы, а концентрация, давление и время — не влияют (почему?).
Скорость химической реакции зависит от температуры и подчиняется правилу Вант-Гоффа.
|при увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2—4 раза.
Обратимость и необратимость химических реакций. Химическое равновесие. 1 часть. 9 класс.
Большое влияние на скорость реакции оказывают катализаторы — вещества, изменяющие скорость химической реакции и состав конечных продуктов реакции, но сами после завершения реакции остающиеся химически неизменными.
Явления, в которых вещества, введенные в систему или содержащиеся в ней, изменяют скорость химической реакции, называются катализом.
Катализ подразделяют по фазам [гомогенный (однофазный) и гетерогенный (многофазный)]; по характеру влияния на скорость реакции [стимуляторы (платина усиливает окисление диоксида серы) и ингибиторы (дихромат калия замедляет коррозию железа в растворах солей)] и др.
В строительстве большую роль играют обратимые реакции, характеризующиеся состоянием химического равновесия.
Химическим равновесием называется такое состояние реагирующей системы, в котором скорости прямой и обратной реакций равны.
Необходимо отметить, что в состоянии химического равновесия процессы постоянно протекают, но практического выхода веществ нет, поэтому для получения нужного вещества возникает необходимость смещения равновесия.
Смещение химического равновесия — это ускорение либо прямой, либо обратной реакции при одновременном торможении обратной или прямой реакции (соответственно).
Для смещения равновесия применяют принцип Ле Шателье.
если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать воздействие (увеличивать температуру, уменьшать давление и т. д.), то в системе самопроизвольно усиливается процесс, противодействующий оказанному воздействию (при увеличении температуры усиливается процесс, ее уменьшающий; при уменьшении давления — процесс, его увеличивающий, и т. д.).
При изменении давления равновесие смещается только тогда, когда число молей газа до и после реакции неодинаково, а при увеличении давления равновесие смещается в сторону образования меньшего числа молей газа (при уменьшении наоборот).
При увеличении температуры равновесие смещается в сторону эндотермического процесса (АН> 0; Qp [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
#2.Правило определения взаимодействия веществ друг с другом.Правило Бертолле. Реакции ионного обмена
9. Поясните, куда и почему сместится равновесие взаимодействия азота с водородом при: а) увеличении концентрации аммиака; б) повышении давления; в) уменьшении температуры.
Источник: studme.org
Химические вещества- строительные материалы
Развитие общекультурной компетенции учащихся, расширение и углубление химических знаний, использование их в практической деятельности; развитие познавательной активности, наблюдательности, творческих способностей учащихся.
Углубление, расширение и систематизация знаний учащихся о строении, свойствах, применении веществ и их соединений;
Формирование умений работать с учебной, научно-популярной, энциклопедической литературой;
Развитие творческих способностей учащихся, наблюдательности, воображения.
Вступительное слово учителя.
В любой отрасли человеческой деятельности, следовательно, в любой профессиональной деятельности, связанной с материальным миром, мы неизбежно соприкасаемся с веществами и используем их свойства и взаимодействие между собой. Химия, обладая огромными возможностями, создает невиданные ранее материалы, умножает плодородие почвы, облегчает труд человека, экономит его время, одевает, сохраняет его здоровье, создает ему уют и комфорт, изменяет внешность людей. Использование людьми достижений современной техники и химии требует высокой общей культуры, большой ответственности и, конечно, знаний. Именно с этой целью мы проводим этот урок и, надеюсь, он будет интересен и полезен также тем, кто считает химию скучным, бесполезным для себя школьным предметом, далеким от повседневной жизни обычного человека.
Природные или искусственные вещества, в состав которых входит кремнезем SiO2, называют силикатами. Это слово происходит от лат. silex – кремень. Современная силикатная промышленность – важнейшая отрасль народного хозяйства. Она обеспечивает основные потребности страны в строительных материалах.
Так же, в современном строительстве находят применение различные пластмассы, добавки в цементы и в бетоны, новые лаки, гидрофобизирующие составы и др. Это позволяет постепенно заменять традиционные строительные материалы более легкими, прочными и красивыми.
Их использование связано с тем, что полимерные материалы обладают необходимым комплексом физико-химических и строительно-эксплуатационных свойств. Это, прежде всего, прочность, небольшая объемная масса (например, пено- и поропласты) и эластичность, высокая водо-, газо- и паронепроницаемость, химическая стойкость и устойчивость к коррозии. Применение пластмасс в строительстве уменьшает вес строительных конструкции. Кроме того, это дает возможность находить многие интересные инженерные и архитектурные решения.
Нередко нам приходится заниматься ремонтом самостоятельно. Многие виды ремонтных работ может освоить каждый, но химику это сделать проще, так как в основе применения большинства строительных материалов лежат чисто химические процессы. Изучив закономерности протекания этих процессов, можно сделать ремонт и быстрее и более качественно. Вначале остановимся на связующих материалах, получающихся с их использованием.
Связующие материалы.
Известь один из древнейших связующих материалов. Археологические раскопки показали, что во дворцах древнего города Кносса, расположенного в центральной части острова Крит,-имелись росписи стен пигментами, закрепленными гашеной известью.
«Негашеную известь» (оксид кальция, CaО) получают обжигом различных природных карбонатов кальция. Реакция обжига обратима и описывается уравнением CaCO3 ↔ CaО + CO2; ΔH = –179 кДж Гашение извести сводится к переводу оксида кальция в гидроксид: CaO + H2O ↔ Ca(OH)2; ΔH = +65 кДж. При хранении негашеной извести контакт с влагой может привести к такому разогреванию, что способно воспламениться дерево. Кроме того, происходит взаимодействие гидроксида кальция с углекислым газом воздуха.
Задание 1. Опытные мастера определяют окончание “схватывания” штукатурки по внешним признакам. Можно ли определить это химическим путем – с помощью индикатора?
Ответ можно найти в учебнике для 9 кл (свойства оснований)
Ответ: при полном “схватывании” весь Са (ОН) 2 превращается в карбонат и проба с фенолфталеином не даёт окрашивания, если же штукатурка не схватилась полностью, то присутствующий Са (ОН) 2 дает с фенолфталеином малиновое окрашивание.
Гипс
В строительстве из гипса изготавливают сухую штукатурку, плиты и панели для перегородок, стеновые камни, архитектурные детали.
Гипсовые изделия характеризуются сравнительно небольшой плотностью, несгораемостью.
Строительный гипс получают из природного минерала – гипсового камня CaSO4·2H2O или из минерала ангидрита CaSO4, а также из отходов некоторых отраслей химической индустрии. Гипсовый камень при нагревании примерно до 140°C теряет часть воды и переходит в алебастр (полуводный гипс CaSO4·0,5H2O) в соответствии с уравнением CaSO4·2H2О = CaSO4·0,5H2О + 1,5H2О
Задание 2 . Как лучше с точки зрения гигиены отделать потолок и стены кухни: побелить мелом, известью, окрасить масляной краской, водоэмульсионной краской, эмалью, оклеить клеёнкой? Чем отделать стены?
Необходимая информация в учебниках для 8-9 кл (горение, состав и свойства природного газа ).
Ответ: в порядке убывания гигиенических свойств материалы можно расположить так известь, мел, водоэмульсионная краска, масляная краска, эмаль, клеенка.
Бетон. Растворимое стекло.
Бетон является разновидностью искусственных каменных материалов. Известен уже около 2 тысяч лет. Его использовали уже в строительстве одного из величайших сооружений 1в. До н.э. Колизея в Риме наряду с кирпичом и природными камнями. Активными составными частями бетона являются вяжущие вещества вода, а пассивными – наполнители.
К крупным относится гравий и щебень, к мелким – песок.
Обыкновенный (тяжелый) бетон изготавливают на основе тяжелых наполнителей – песка, гравия или щебня. Поскольку среда цементного теста щелочная, алюминий взаимодействует со щелочами в соответствии с уравнением 2Al + Ca(OH)2 + 2H2О = Ca(AlO2)2+ 3H2.
Растворимое стекло.
Это водный раствор силиката натрия – натриевой соли кремниевой кислоты. Жидкое стекло изготавливают сплавлением песка с содой с последующим вывариванием полученного и измельченного стекла в воде. Водные растворы жидкого стекла имеют сильно щелочную реакцию. На основе жидкого стекла изготавливают искусственные камни.
Задание3. Вы собрались бетонировать дорожку на дачном участке. Когда лучше этим заняться: в жаркую сухую погоду или в дождливую, влажную?
Вам поможет информация из учебника 9 кл ( свойства силикатов, получение цемента )
Ответ: основным химическим процессом, происходящим при “схватывании” бетона, является гидратация. Поэтому все бетонные работы нежелательно проводить в жаркую, сухую погоду, когда вода быстро испаряется. Для нормального схватывания бетона по технологии строительных работ его надо поливать водой, поэтому для выполнения бетонных работ всегда предпочтительна влажная погода.
Задание 4. К каким процессам можно отнести процессы высыхания масляной краски и эмали: к физическим или химическим?
Ответ: высыхание масляной краски — химический процесс, эмали — физический.
Полимеры в строительстве.
Синтетические полимерные материалы стали применять в строительстве сравнительно недавно, не более 50-60 лет, однако они по праву заняли достойное место в этой области из-за своей используемости в конструкционных прочных материалах, применения в качестве связующих, в дорожных покрытиях, тепло- и гидроизоляторов . Важными свойствами синтетических пластмасс являются их химическая стойкость, водонепроницаемость и стойкость к микроорганизмам.
Краткое рассмотрение некоторых вопросов химизации строительства заставляет задуматься о перспективах ее развития: будут ли в дальнейшем интенсивно развиваться процессы внедрения новейших достижений химии в строительное дело, получат ли развитие физико-химические методы контроля качества строительных материалов, как может осуществляться подобное развитие? Оценивая накопленный опыт можно полагать, что достойное место среди конструкционных материалов займут стеклопластики, теплоизоляционные и отделочные полимерные материалы, которые могут значительно изменить как технологию строительства, так и облик сооружений. Введение в строительные материалы и композиции новых типов металл- и элементоорганических низко- и высокомолекулярных соединений может придать свойства негорючести и микробостойкости, сочетания прочности и эластичности. Активнее следует применять изделия из небьющегося стекла, прозрачные материалы и новые клеящие и лакокрасочные композиции с высокой адгезией к бетону и металлу. По-прежнему высок спрос на металлоконструкции, использование прочных и легких сплавов. Сочетание различных неорганических и органических материалов должно привести к созданию новых видов стеклопластиков, бетонов, армированных материалов .
Источник: xn--j1ahfl.xn--p1ai