Кислоты и щелочи в строительстве

 

Кислоты

 

Кислоты получаются, когда оксиды неметаллов растворяются в воде, например угольная кислота (Н₂СО₃) или серная кислота (H₂SO₄). Также и соединения неметаллов (галогены) хлор и фтор с водородом при растворении в воде образуют соляную кислоту (НСl) или фтористую кислоту (HF). Их называют кислородными кислотами (рис. «Серная кислота»).

 

 

Образование ионов

 

Молекулы кислот могут в водных растворах полностью или частично расщепляться на водородные ионы (Н*) и остаточные ионы кислоты, например, на ионы (SO₄^-2) или (С0₃^-2). Поэтому кислоты проводят электрический ток (электролиты). Кислородные ионы называют катионами, а ионы кислотного остатка — анионами.

ПРИМЕРЫ:

Серная кислота              H₂SO₄    ^вода     ►          H⁺ H⁺ SO₄^2-

Соляная кислота            НСl        ^вода      ►          Н⁺ Сl^—

Азотная кислота            HNO₃    ^вода      ►          Н⁺ NO₃^—

 

Свойства кислот определяются отколовшимися ионами водорода. Поэтому кислоты действуют только в водных растворах. Сила действия кислоты зависит от того, сколько ионов водорода отделилось.

СИЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ: соляная кислота (НСl), азотная кислота (HNO₃), серная кислота (H₂SO₄).

СРЕДНЕСИЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ: фосфорная кислота (Н₃РO₄), фтористая кислота (HF).

СЛАБЫЕ КИСЛОТЫ: угольная кислота (Н₂С0₃), синильная кислота (HCN).

 

Важнейшие кислоты

 

СОЛЯНАЯ КИСЛОТА (НСl) разлагает известняк (СаСO₃) при отделении двуокиси углерода (СО₂). Разбавленная соляная кислота применяется для очистки (раскисления) кирпичной кладки и для удаления известковых отложений.

СЕРНАЯ КИСЛОТА (H₂SO₄) как составляющая часть «кислотных дождей» образует вместе с не растворимыми в воде известняками (СаO₃) водорастворимый сульфат кальция (CaSO₄), который, как гипс, либо уносится вместе с водой, либо приводит к повреждениям строительных конструкций за счет кристаллизации «сульфатации» и связанным с ней увеличением объема и отслоением материала. Серная кислота сильно притягивает воду (она гигроскопична). Поэтому при разбавлении водой необходимо кислоту вливать в воду!

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА (Н₂СO₃) образуется в основном соединением дымовых газов, содержащих СO₂ с влажностью воздуха или с дождевой водой. Вода, содержащая угольную кислоту, разлагает содержащие известь вяжущие вещества. Угольная кислота при этом соединяется с известковой составляющей и образует водорастворимую соль — гидрогенкарбонат кальция (Са(НСO₃)₂).

АЗОТНАЯ КИСЛОТА (HNO₃) состоит из аммиака (NH₃), который получается при разложении органических материалов, например в канализационных коллекторах или в хлевах сельскохозяйственных животных. Вместе с содержащими известь строительными материалами образуется растворимый в воде нитрат кальция (CaNO₃), который известен как «стеновая селитра» и может привести к повреждениям строительных конструкций. Азотная кислота является сильным окислителем. При взаимодействии с органическими материалами, например с деревом или текстилем, эти материалы могут загореться.

СВОЙСТВА:

• Кислоты окрашивают лакмусовую бумагу в красный цвет.
• Кислоты раздражают кожу и разрушают одежду.
• Кислоты реагируют с большинством металлов и со многими органическими веществами.
• Кислоты имеют кислый вкус.
• Кислоты могут привести к разрушениям строительных конструкций.

 

Щелочи

 

Щелочи получаются путем реакций щелочных металлов, например натрия (Na), или водорастворимых окислов металлов, например окись кальция (СаО), с водой. При выпаривании воды получают в большинстве случаев твердую бесцветную массу гидрата окиси металла, называемого также основанием. Однако щелочное действие наступает только тогда, когда гидрат окиси растворяется в воде (рис. Натриевая щелочь).

 

 

Образование ионов

 

Молекулы щелочи распадаются в водном растворе частично или полностью на положительно заряженные ионы металла, например на Na⁺ ионы (катионы) и отрицательно заряженные ионы ОН^— (анионы).

ПРИМЕРЫ:

Натриевая щелочь NaOH           —► Na+ ОН

Кальциевая щелочь Са(ОН)₂    —► Са+ ОН^— ОН^—

 

Щелочи проводят электрический ток и поэтому называются электролитами. Свойства щелочей определяются ионами ОН, причем количество отделившихся ионов ОН определяет силу щелочи.

СИЛЬНЫМИ щелочами являются натриевая щелочь (NaOH), калиевая щелочь (КОН) и кальциевая щелочь (Са(ОН)₂).

СЛАБОЙ щелочью является водный раствор газа — аммиака, который называется нашатырем (NH₄OH).

ГАШЕНАЯ ИЗВЕСТЬ — это натриевая щелочь. Она применяется для приготовления строительных растворов.

ИЗВЕСТКОВОЕ МОЛОКО — это разбавленная водой гашеная известь.

 

Величина PH

 

На практике часто требуется установить, насколько сильным является раствор как кислота или основание. Мерой этому служит величина pH. Она может меняться от 0 до 14 (рис. «Шкала величин pH). Водный раствор с величиной pH = 7 является нейтральным. Такую величину pH имеет дистиллированная вода. Растворы с величиной pH от 0 до 7 являются кислыми, чем меньше величина pH, тем кислее раствор. Растворы с величиной pH от 7 до 14 являются основными, чем больше величина pH, тем более основным или щелочным является раствор. Величину pH раствора определяют с помощью индикаторной (лакмусовой) бумажки или с помощью индикаторных растворов, а также с помощью электроприборов.

Серная кислота имеет величину pH = 1, углекислота имеет pH = 4. Величина pH гашеной извести составляет 12, натриевой щелочи — 13.

СВОЙСТВА:

• Щелочи окрашивают лакмусовую бумажку в синий цвет.
• Щелочи раздражают кожу и разрушают одежду.
• Щелочи растворяют жиры, некоторые щелочи растворяют растительные и животные ткани.
• Щелочи взаимодействуют с некоторыми металлами, например с алюминием.
• Щелочи — мыльные на ощупь.
• Щелочи защищают сталь от коррозии.

 

Кислоты и щелочи опасны, они могут храниться только в четко обозначенных этикетками сосудах, ни в коем случае не в сосудах из-под напитков. При работе с кислотами и щелочами нужны защитные очки.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ: