Kovy

Základní postupy při výrobě kovů

  • Nejvíce kovů se vyrábí z oxidických a sulfidických rud.
  • Kovy se vyrábějí redukčními procesy nebo recyklací.
  • Postupy při výrobě kovů:
    1. Úprava rud
    2. Vlastní redukce
    3. Rafinace

Úprava rud – separační procesy

  • Vede k obohacení rudy o žádoucí sloučeniny.
  • Základem chemické separace je přeměna „kovonosné sloučeniny“ na sloučeninu, která je stabilní v jiné fázi než sloučeniny hlušiny.
  • Zlato se separovalo kyanidovým způsobem.

Redukční procesy

  • Může probíhat různými způsoby: elektrolýzou, za vysokých teplot, redukce z roztoků.
Elektrolýza:
  • Elektropozitivní kovy jsou vyráběny elektrolýzou svých tavenin (chloridů).
  • Tímto způsobem se vyrábí Mg a Na.
  • Hliník se taktéž vyrábí elektrolýzou, ale za složitějších podmínek.
Redukce za vysokých teplot:
  • Nejběžnějším způsobem je redukce uhlíkem.
  • Uplatňuje se při výrobě železa.

Rafinace

  • Snižování obsahu nežádoucích příměsí.
  • Probíhá ocelářskými postupy (konvektory, elektrické pece).

Koroze kovů

  • Cílem metalurgie je převést kovy vázané ve sloučeninách do nepřirozeného stavu s oxidačním číslem 0.
  • Kovy mají tendenci přecházet zpět = koroze kovů.
  • Ke korozním dějům dochází většinou ve vodném prostředí.
  • Koroze = soubor procesů, kterými se postupně mění vlastnosti materiálů do té míry, že ztrácejí užitečnou hodnotu.

Standardní elektrodové potenciály

  • Hodnoty elektrodového potenciálu charakterizují schopnost atomu daného kovu odštěpovat elektrony za vzniku iontů.
  • Kovy za vodíkem (ušlechtilé) odštěpují elektrony méně snadno než atomy vodíku.
  • Kovy před vodíkem (neušlechtilé) odštěpují elektrony snadněji než vodík.

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Au


Plasty

Charakteristika

  • Uměle vyrobené látky s vysokou molekulovou hmotností tvořené makromolekulami.

Základní pojmy

  • Makromolekula – částice složená z velkého počtu atomů spojených do dlouhých řetězců.
  • Stavební jednotka – pravidelně se opakující část molekul, ale stejného chemického složení.
  • Strukturní jednotka – je tvořena několika stavebními jednotkami (stejnými nebo různými).
  • Polymer – označení jakékoliv makromolekulární látky.
  • Polymerační stupeň – udává počet strukturních jednotek (merů) v řetězci.
  • Monomer – nízkomolekulární látka, kterou lze polyreakcí přeměnit na polymer.
  • Polyreakce (polymerace, polykondenzace, polyadice) – reakce, při nichž z monomerů vznikají polymery.

Základní postupy při výrobě plastů

Polymerace
  • Reakce nenasycených monomerů za vzniku polymerů, bez vzniku vedlejších produktů.
  • Polymerace:
    1. Radikálová
    2. Iontová – iniciátorem je iont.
Radikálová polymerace (3 fáze):
  1. Iniciace – látkou zahajující reakci jsou peroxidy, které se rozpadnou na radikály.
  2. Propagace – radikál napadá monomer a řetězec se postupně prodlužuje.
  3. Terminace – reakce se ukončí spojením dvou narůstajících řetězců.
  • Iniciátor tvoří počáteční i koncovou skupinu.
  • Exotermní reakce.
  • Pokud se polymerace účastní dva různé monomery, jedná se o kopolymeraci.
Iontová polymerace:
  1. Iniciace – katalyzátor se disociuje na ionty. Začíná-li reakci kationt → kationtová polymerace, aniont → aniontová polymerace.
  2. Propagace – prodlužování řetězce.
  3. Terminace – reakce se ukončuje přidáním vody nebo alkoholu.

Polykondenzace
  • Polykondenzace je poly-reakce, při které ze dvou různých monomerů, které mají nejméně dvě různé funkční skupiny, vzniká určitý produkt a odštěpuje se malá molekula (H₂O, NH₃, CH₃OH).
  • Polykondenzací vznikají: polyamidy, polyestery, fenolformaldehydové pryskyřice, aminoplasty, silikony.

Polyadice
  • Polyadice je reakce dvou různých monomerů, při které dochází k postupnému přemisťování vodíkových atomů.
  • Nevzniká vedlejší produkt.
  • Reakce má stupňovitý charakter.

Zástupci plastů:

Plasty vzniklé polymerací:
  • Polyethylen (PE): pevný, odolný vůči vodě, chemikáliím, mrazu; použití: obaly, skleníky, potrubí, lahve na chemikálie, sáčky.
  • Polypropylen (PP): lehký, odolný vůči teplotě do 120°C; použití: obaly, zdravotnické potřeby, elektroizolační materiály.
  • Polyvinylchlorid (PVC): málo odolný proti teplotám a mrazu; použití: trubky, podlahové krytiny, hadice.
  • Polytetrafluorethylen (PTFE) – teflon: odolný vyšším teplotám; použití: nádobí, skluznice lyží.
  • Polystyren (PS): tvrdý, tepelný a zvukový izolátor; použití: obaly, misky, televizní skříňky, pěnový polystyren.
Plasty vzniklé polykondenzací:
  • Polyamidy: pevné, pružné; použití: tkaniny, rybářské vlasce, fólie.
  • Polyestery (PES): pevné, odolné proti oděru; použití: textilní vlákna, sítě, lana, plachty.
  • Fenolformaldehydové pryskyřice: elektroinstalační materiály.
  • Aminoplasty: bezbarvé nebo bílé látky; použití: nátěry, obklady, tmely.
  • Silikony: tepelně odolné; použití: mazací oleje, izolační materiály.
Plasty vzniklé polyadicí:
  • Polyuretany: lehké, pevné; použití: lepidla, montážní pěny, umělá kůže.
Syntetické kaučuky:
  • Butadienový kaučuk: vzniká polymerací buta-1,3-dienu.
  • Butadienstyrenový kaučuk (bunas): kopolymerace buta-1,3-dienu se styrenem.
  • Chloroprenový kaučuk: polymerace 2-chlorbuta-1,3-dienu.

Barviva

Charakteristika

  • Barviva jsou barevné organické sloučeniny, které mají schopnost vybarvovat určité materiály.
  • Barevnost je způsobena schopností absorbovat složky viditelného spektra elektromagnetického záření.

Rozdělení barviv

  1. Přírodní: karotenoidy (mrkev), chinony, pyranová barviva (antokyany – borůvky).
  2. Syntetická: azobarviva (methyloranž), arylmethanová barviva (fenolftalein).

Pesticidy

Rozdělení

  1. Insekticidy: hubí hmyz (Metation, Zolone).
  2. Herbicidy: proti plevelu – selektivní nebo neselektivní (Rondup).
  3. Fungicidy: proti houbám (Kuprikol).

Léčiva

Typy podle účinku

  1. Analgetika: tlumí bolest.
  2. Antipyretika: snižují horečku (paracetamol, acylpyrin).
  3. Sedativa: uklidňují (v malých dávkách), ve vyšších dávkách uspávají.

Základní postupy při výrobě papíru

  1. Rozemletí surovin: mechanické zpracování dřeva nebo hadroviny na holandrech.
  2. Klížení a plnění: klížení zvyšuje odolnost vůči vodě a plnění zvyšuje hladkost a neprůsvitnost papíru.
  3. Sušení: vysoušení a chlazení papíru v sušícím ústrojí papírenského stroje.

Základní postupy při úpravě pitné vody

  1. Aerace: odstranění CO₂ a okysličení vody.
  2. Sedimentace a filtrace: odstranění vloček hydroxidu a zbytků železa a manganu.
  3. Chlorování: zdravotní zabezpečení vody.

Základní postupy při úpravě odpadní vody

  1. Hrubé předčištění: mechanické odstranění nečistot pomocí česlí, lapáků písku, sítek.
  2. Mechanické čištění: usazování kalu v usazovacích nádržích.

Základní postupy při výrobě cukru

  1. Příjem řepy
    • Cukrová řepa je základní surovinou pro průmyslovou výrobu sacharózy.
  2. Plavení řepy
    • Řepa je dopravována do budovy a zároveň očištěna od hrubých nečistot (kamení, štěrk).
  3. Praní řepy
    • Řepa je prána v řepné pračce, kde se odděluje hlína a písek.
  4. Řezání řepy
    • Očištěná řepa se v bubnových řezačkách řeže na sladké řízky.
  5. Extrakce cukru
    • Ze řízků se mnohonásobným promýváním horkou vodou uvolňuje sacharóza. Vzniklá šťáva obsahuje kromě sacharózy i další rozpuštěné látky. Zbylé řízky se používají jako krmivo.
  6. Čeření
    • Ke šťávě se přidává vápenné mléko, čímž se z roztoku odstraní organické kyseliny ve formě vápenných solí.
  7. Saturace
    • Cílem je snížit obsah vápenatých solí na minimum.
  8. Filtrace
    • Filtrace slouží k oddělování suspendovaných hmot z roztoku po saturaci. Vzniká lehká šťáva.
  9. Zahušťování
    • Filtrací získaný roztok se zahušťuje odpařováním vody, čímž vzniká těžká šťáva.
  10. Vaření cukru
    • Cukr se získává z těžké šťávy vařením. Vyloučené krystalky se oddělují odstředěním.
  11. Sušení cukru
    • Cílem je předejít změnám, které by mohly nastat při skladování cukru (ztvrdnutí, vytvoření prachu, zvlhnutí).
  12. Třídění a balení cukru
    • Cukr se dělí dle tvaru a velikosti na:
      • a) krystal
      • b) krupice
      • c) moučka
      • d) želírovací
      • e) tvarovaný
  13. Melasa
    • Zbylá sirupovitá směs, ze které již nelze krystalizací získat sacharózu, se využívá jako surovina pro různé biotechnologie (výroba ethanolu, pekařského droždí, kyseliny citrónové).

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *