ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 197
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
немесе 
. m – электродта бөлінген заттың массасы, г;
E – электрохимиялық эквивалент, ол электролит арқылы бір кулон тоқ өткенде түзілетін заттың массасы, г;
Q – ток күші (I) мен уақыттың (t) көбейтіндісіне тең электр мөлшері.
Фарадейдің ІІ заңы – электролиз кезіндегі бірдей электр тоғы әртүрлі заттардың бірдей эквиваленттік массасын бөліп шығарады:
.Мұндағы Э – заттың химиялық эквиваленті.
Фарадейдің екі заңын біріктіріп мынадай теңдеумен көрсетуге болады:
. Коррозия және металдарды коррозиядан қорғау
Коррозия – қоршаған ортаның әсерінен өз бетімен металдардың бұзылуын айтады.
Темірдің ауада тот басуы, үлкен температурада тот басуы, қышқылда темірдің еруі – коррозияның мысалдары. Коррозия кезінде металдардың құнды қасиеттері жоғалады, яғни олардың майысуы және қаттылығы, бөлшектердің өлшемдері өзгереді. Коррозияның зардабынан барлық металдардың үштен бір бөлігі техникалық пайдаланудан сол үшін шығындалады. Коррозия дегеніміз – металдық түрден ионды түрге өту.
Өту механизміне байланысты химиялық және электрохимиялық коррозия болып бөлінеді. Химиялық коррозия – металдардың электр тогын өткізбейтін газдармен (CO2; H2S; O2; SO2; галогендер) әрекеттесуін айтамыз. Оған электролитсіз үлкен температурадағы газдық коррозия жатады. Коррозияның нәтижесінде оксидтер, хлоридтер, сульфидтер түзіледі:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3;
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3;
4Ag + O2 + H2S → 2Ag2S + 2H2O.
Электр тоғын өткізбейтін сұйықтармен коррозиясы. Оларға бензол, спирт, хлороформ, бензин т.б. жатады.
Электрохимиялық коррозия кезінде гальваникалық элемент, яғни коррозия пайда болады. Металдар өзара механикалық байланыста болғандықтан сыртқы шынжыр әрдайым тұйық болады. Атмосфералық жағдайда электролиттің орнын су қабаты орындайды, өйткені онда электр тоғын өткізетін ұсақ бөлшектер бар. Металдың өзі және онда орналасқан қосындылар өздері электрод қызметін атқарады. Сонымен электрохимиялық коррозия кезінде электрондар ағыны белсенділігі күшті металдан, белсенділігі төменіне бағытталады, белсенділігі күшті металл тотығады.
Тотықтырғыш ретінде электрохимиялық коррозияда келесі молекулалар мен иондар болады: О2, Сl2, SO2, NO2, NaCl, H+, Fe3+, NO
иондары. Кернеу қатарынан неғұрлым алыс орналасқан металдың коррозия жылдамдығы тез жүреді. Анодта металдың тотығуы және еру процестері жүреді:
(−)А: Me0 –nē → Men+.
Қышқылдық ортада металдың бетінде сутек бөлінеді (сутектік деполяризация):
(+)К: 2Н+ +2ē = Н2↑,
ал бейтарап немесе сілтілік ортада белсенділігі төмендеу металда молекулалық оттектің тотықсыздануы жүреді (оттектік деполяризация), нәтижесінде гидроксид-иондар түзіледі;
(+)К: О2↑ + 2Н2О +4ē = 4OH−.
Температура артқан сайын коррозия жылдамдай түседі.
Металдарды коррозиядан қорғаудың әр түрлі тәсілдері бар.
Ортаның құрамын өзгерту. Металдардан жасалған заттардың коррозиялануын суда немесе тұздарда еріген оттегі тездетеді, сондықтан олардың құрамындағы оттегіні азайту керек. Қышқылмен жанасатын металдардың коррозиясын баяулату үшін оларға ингибиторлар деп аталатын заттар қосады. Ингибитор қосылған қышқыл металға әсер етпейді, бірақ оның оксидтерін, карбонаттарын жақсы ерітеді.
Қорғаныш жабындары. Егер сыртқы жабынды металл белсенді болып, ал қорғалатын металдың белсенділігі төмен болса, онда коррозия кезінде сыртқы металл анод қызметін атқарады, сондықтан мұндай қаптауды анодтық жабын дейді. Бір металды басқа бір белсенділігі төмен металмен қаптауды қатодтық жабын дейді.
Электрохимиялық қорғау. Бұл әдіспен металдан жасалған бұйымды коррозиядан қорғау үшін оны тұрақты тоқ көзінің катодымен жалғайды. Осының нәтижесінде қорғалатын заттың өзі катод қызметін атқарады, анодпен жалғанған металл кесектері бүлінеді, ал катод - қорғалатын металл сақталып қалады.
Коррозияға төзімді құймалар қолдану. Коррозияға төзімді құймаларды басқа металдардың немесе бейметалдардың белгілі бір мөлшерін қосу арқылы дайындайды.
Легирлеу – құйманың құрамына металдың пассивациясын қоздыру үшін компоненттерді енгізеді (Cr, Ni, W және т.б.). Нәтижесінде құйманы коррозиядан қорғайтын реакция өнімдері түзіледі.
Протекторлық қорғау – металды электрохимиялық жолмен қорғау. Ол үшін арнаулы анод қолданылады – ол коррозиядан қорғалатын металға қарағанда потенциалы төмендеу металдан жасалады. Сонда протектор қорғалатын металмен байланыстырғанда, анодтың ролін орындайды, ал қорғалатын металл – катод болады.
Көптен келе жатқан және арзан әдіс – металдарды лактау және сырлау арқылы коррозиядан қорғау. Сонымен бірге металдарды эмальдармен, битуммен, резеңкемен, каучукпен қаптау арқылы коррозиядан қорғау кеңінен қолданылады.
Дәріс №10
Биогенді элементтер
Дәрістің мақсаты: биогенді элементтер және олардың жіктелуін зерттеу.
-
Биогендік элементтердің жіктелуі.
Жануарлар ағзаларында қәзіргі уақыттағы белгілі химиялық элементтердің 80-і табылған. Тірі ағзаларында құру үшін пайдалынатын элементтерді биогенді элементтер деп атайды. Оларға көбінесе бейметалдар: көміртек, оттек, сутек, азот және т.б. жатады. Олардың үлесіне адам және жануар денесі массасының 97% келеді.
Жануар және өсімдік ағзаларына қатысты химиялық элементтер макроэлементтер және микроэлементтер болып бөлінеді. Ағзада массалық үлесі 0,1% артық элементтерді макроэлементтер деп атайды. Оларға көміртек, оттек, сутек, азот, фосфор, күкірт, хлор, натрий, калий, магний, кальций, темір жатады. Ағзада массалық үлесі 0,001% кем элементтерді микроэлементтер деп атайды. Оларға мыс, мырыш,марганец, кобальт, иод, молибден, хром жатады. Қандай бір микро- немесе макроэлемент басқа элементпен алмастырылуы мүмкін емес екенділігі анықталған, олардың әрқайсысы ағзаның қалыпты тіршілігін қамтамасыз ететінбелгілі бір функцияны атқарады.
Химиялық элементтер тіршілік қызметі үшін маңыздылығы бойынша өзара біркелкі емес. Биогенді элементтерді функциональдық ролі бойынша үш үлкен топқа бөлуге болады:
1) Органогендер – атомдары ағзаның негізгі органикалық қосылыстарын (ақуыздар, майлар және көмірсулар) құрайтын элементтер. Оларға көміртек, сутек, оттек, азот, фосфор, күкірт жатады.
2) Ағзаның электролиттік фонын құрайтын элементтер. Оларға натрий, калий, кальций хлор жатады.
3) Реттеуші және тасмалдаушы функцияны атқаратын микроэлементтер. Оларға мыс, мырыш, хром, кобальт, марганец, селен, иод жатады.
Макроэлементтер - көміртек, сутек, отттек, азот, күкірт, фосфор – ақуыздың , нуклеин қышқылдарының және ағзаның басқа да биологиялық белсенді қосылыстарының құрамына кіреді. Ақуыздардың құрамында көміртек 51-55%, оттек 22-24%, азот 15-20%, сутек 6,5-7%, күкірт 0,3-2,5%, фосфор шамамен 0,5%. Көміртек, сутек және оттек көмірсулардың және липидтердің (майлар), ал, фосфор, фосфолипидтердің құрамында фосфатты топтар болады. Көп мөлшерде липидтер бас миында
, бауырда, сүтте және қан сұйықтығында концентірленеді. Сүйек ұлпасындағы фосфордың негізгі мөлшері - 600. Ол адам ағзасындағы барлық фосфордың 85% құрайды. Фосфор тістің қатты ұлпаларында концентрленеді ал табиғатта кальций, хлор, фтор элементтерімен қосылыстар түрінде, фторапатиттер құрамында кездесетіндігі белгілі. Кальций де негізінен сүйек және тіс ұлпаларында концентрленеді. Натрий және хлор жасуша аралық, ал калий және магний жасуша ішіндегі сұйықтықтарда кездеседі. Натрий және калий фторид түрінде тістің қатты ұлпаларында болады.
Тірі ағзада қажетті тіршілік металдары деп аталатын металдардың жалпы сипаты бойынша шамамен салмағы 70кг адам ағзасында тіршілік металдарының мөлшері төмендегідей болады: кальций-1700г, калий-250г, натрий-250г, магний-42г, темір-5г , мырыш-3г, мыс, марганец, молибден, кобальт - барлығы шамамен 0,1г. Ересек адамның денесінде 3 килограммға дейін минералды тұздар бар, бұл мөлшердің 5/6 бөлігі ұлпасына тиесілі. Кейбір макроэлементтер (магний, кальций) және көптеген микроэлементтер ағзада биолиганд – аминқышқылдармен, ақуыздармен, нуклеин қышқылдармен, гормондармен, дәрумендермен және т.б.комплекс түрінде кездеседі. Мысалы, темір ионы комплекс түзуші ретінде – гемоглобин, кобальт-B12 дәруменінің, магний – хлорофилл құрамына кіреді.
Химиялық элементтердің ағзадағы мөлшерінің өзгеруіне әр түрлі аурулар әсер етеді. Мысалы, рахитпен ауырғанда фосфорлы – кальцийлі алмасу бұзылады да ағзадағыкальцийдің мөлшері төмендейді. Нефритпен ауырғанда электролитті алмасудың бұзылуының әсерінен ағзадағы кальцийдің, натрийдің, хлордың мөлшері азаяды да магний мен калий көбейеді. Ағзадағы макро- және микроэлементтердің мөлшерін гармондар реттеп отырады. Макроэлементтер – ұлпаның құрылысын, осмос қысымының тұрақтылығын, иондық және қышқыл - негіздік құрамын реттеушілер .
Микроэлементтер қан жасалу, тотығу – тотықсыздану, тамырлар мен ұлпалардың өтізгіштігіне белсенді әсер етушілер. Макро– және микроэлементтер – кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий және кремний, тіс ұлпаларының түзілуін қамтамасыз етушілер. Микроэлементтер ферменттер, гормондар, дәрумендер, биологиялық белсенді заттар құрамына комплекс түзушілер немесе активаторлар түрінде кіреді де зат алмасу, көбею, ұлпаның тыныс алу, улы заттарды залалсыздандыру үрдісіне қатысады. Кейбір элементтердің мөлшері адам ағзасында жасы ұлғайған сайын өзгеріп отырады. Мысалы, кадмийдің бүректегі және молибденнің бауырдағы мөлшері қартайғанда жоғарлайды. Жас ұлғайған сайын кейьір мырыш, ванадий және хром сияқты микроэлементтердің жетіспеушілігіне немесе артуына байланысты көптеген аурулар белгілі. Фтордың жетіспеушілігінен тіс жегісі, йодтың жетіспеушілігінен зоб, молибденнің артық мөлшерінен подагра пайда болады. Адам ағзасындағы биогенді элементтер концентрациясы өмір сүрудің тепе-теңдігін сақтайды.
Микроэлементтердің адам ағзасындағы мөлшері және қатынасы жайындағы мәліметтерді сот – медициналық сараптама жасау істеріне пайдаланады. Мысалы, этил спиртінің қатынасында алкогольді улану жағдайында бауырда кальцийдің мөлшері көбейіп, натрий мен калий азаяды. Тағам құрамында темір, мыс, мырыш, йод, кальций, фосфор, магний және т.б.элементтері жетіспесе, адам денсаулығына үлкен зардап келуі мүмкін. Сонымен қатар, ағзаға биогенді элементтердің тек қана жетіспеушілігі емес, артық мөлшері де зиян, өйткені бұл кезде химиялық гомеостаз бұзылады. Мысалы, тағамда марганец артық мөлшерде болса, плазмада мыстың мөлшері көбейеді. Тағамда мырыш көбейсе темірі бар ферменттердің белсенділігі төмендейді. Сондықтан да тіршілікте маңызды болып саналатын минералды компоненттердің концентрациясы сәл ғана көбейсе олардың аз мөлшерінің өзі де улы болып табылады.
Магний жүйке ұлпаларының жұмысын жақсартады, сүйек түзеуге түзуге қатысады. Адамға күніне шамамен 400мг магний керек. Қаңқаның мықтылығы оның құрамындағы элементтер фосфор мен кальцийдің мөлшеріне тығыз байланысты.
Фосфордың мөлшері кальцийден бір жарым есе көп болуы керек. Ондай болмаған жағдайда тепе-теңдік мөлшерін белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін жеткіліксіз мөлшерін сүйектегі қордан алады. Бірақ Д витамині оның мөлшері барлық уақытта біркелкі болу керек. Фосфор нерв клеткаларының қызметі үшін де керек, сондай-ақ ол – күш – қуат көзі.
Фтор, стронций адам тісінің мықты болуына әсер етеді. Адам ағзасында 250 – 300г NaCl болады, тамақпен 10-15 г күнделікті қайта толықтырылып отырады. NaCl –нің артық мөлшері ішкі ағзаларға (бауыр, бүйрек) әсер ететіндігі зерттелген.
Микроэлементтердің ағза үшін физиологиялық маңызы өте жоғары.
Мыс – денсаулыққа өте пайдалы микроэлементтердің бірі. Егер ағзада мыс жетіспесе, бауырда қорланған темір гемоглобинмен байланысқа түсе алмайды. Мыстың мөлшерінің аз немесе көптік шамасының көрсеткіші – адамның шашы. Мыстың мөлшері төмендеген кезде немесе жетіспеген жағдайда шаш ағарады. Мыс қанға оттектің өтуін қамтамасыз етеді. Соның нәтижесінде жасуша, ұлпалар оттекпен жақсы қамтамасыз етіледі. Мыс көптеген ферменттердің құрамына кіреді, ұлпалардағы тотығу реакциясын жылдамдатады.
Темір элементінің рөлі денсаулық үшін өте зор. Егер темір жетіспесе, баршамызға белгілі анемия немесе қан аздық ауруы пайда болады. Бұл элементтің ағзадағы тәуіліктік мөлшері 11-30 мг. Адам қанында 3 г жуық темір бар. Оның мөлшері көрсетілген шамадан төмен болса, қанның қызыл клеткасының, яғни, гемоглобиннің түзілуі нашарлап, тыныс алу функциясы төмендейді. Темір ағзаға сырттан түседі, тамақтың құрамындағы темір ионы он екі елі ішектің жоғарғы бөлігінде қанға сіңеді.Темірдің ағзаға дұрыс сіңбеуі асқазандағы тұз қышқылының жетіспеуінен немесе темірдің белокпен байланысының нашарлануынан болады.