Ešení. Metody vyjadřování koncentrace roztoků |

Cement je pojivová složka, která poskytuje pevné vazby mezi malým a velkým kamenivem ve stavebních směsích a roztocích. Pojivo se používá v kombinaci s pojivem, jehož funkce ve standardním provedení plní čistá voda a velké a jemné kamenivo. Pro dodání požadovaných vlastností se do směsí a roztoků zavádějí speciální přísady a barvicí pigmenty. Materiály, které obsahují pojivo, pojivo a jemné kamenivo (písek), se obvykle nazývají roztoky a materiály, které navíc obsahují hrubé kamenivo (drcený kámen), se nazývají směsi.

Druhy cementově pískových malt

Cement se ve své čisté formě používá pouze ke zpevnění povrchu betonových prvků, této technologii se říká „žehlit železo“. Při běžných stavebních pracích se pojivo bez písku nepoužívá, protože roztok cementu zředěný vodou má velmi silné smrštění. Použití písku zabraňuje praskání výrobku na bázi cementu při vysychání a tvrdnutí.

Pevnost cemento-pískových malt je určena jejich značkou, která zase určuje požadované poměry složek. Návod na přípravu roztoku je často součástí balení. Poměry složek nezbytných pro správné naředění cementu lze určit z tabulky.

Stupeň řešení

Poměry složek C:P

Podle zamýšleného účelu se malty dělí na zdící malty, včetně malt určených pro montážní práce, omítkové malty (třídy M50, M100, M150), používané pro lití podlahových potěrů.

Základní pravidla pro přípravu kvalitních řešení

Vlastnosti výsledných roztoků a směsí závisí na kvalitě jejich složek a dodržování výrobních pravidel. Použité komponenty jsou:

• Svíravý. Jeho funkce za standardních podmínek plní portlandský cement jakostí M400 a M500.
• Jemný agregát. Lze použít pouze písek, jehož vlastnosti splňují požadavky GOST 8736-2014. Jedná se o písek z lomu, osetý nebo promytý, nebo říční písek, promytý za účelem odstranění bahnitých vměstků.
• Závěrka. Ve standardních případech se k míchání pojiva používá čistá voda. Pokud je odebírán z otevřených zdrojů, je vhodné jej laboratorně zkontrolovat na přítomnost škodlivých nečistot. Při betonáži za standardních podmínek (ne v zimě) se doporučuje použít studenou vodu o teplotě do +20 °C.

Výrobky na bázi cementu mohou obsahovat přísady, které ovlivňují jejich vlastnosti:

• PVA – zvyšuje přilnavost materiálu k podkladu, má plastifikační účinek;
• prací prášek a tekuté mýdlo – působí jako změkčovadla;
• grafit nebo saze – používají se jako barviva.

Pro provádění malých objemů práce lze míchat komponenty ručně. Pro tohle:

1. Všechny suché přísady se ručně míchají v kovové nádobě nebo na plechu, dokud se nezíská homogenní našedlá barva.
2. Ze směsi se vytvoří komolý kužel, do jehož prohlubně se postupně nalévá voda.
3. Kompozice se důkladně promíchá, dokud se nestane hustou zakysanou smetanou.

Pro provádění rozsáhlých prací je efektivní použití betonových míchaček. Zakázka:

1. Do nádoby míchačky betonu se nalije přibližně polovina požadovaného objemu vody, přidají se přísady a promíchá se.
2. Nasypte cement a asi polovinu jemného kameniva a promíchejte.
3. Přidejte zbytek písku a promíchejte, přidávejte vodu, dokud nezískáte požadovanou tloušťku roztoku.

Vlastnosti přípravy malt na bázi cementu pro pokládku cihel a bloků

Zdící malty jsou určeny pro pokládku cihel, betonových a kamenných bloků a vyrovnání podlah. Skládají se z cementu jakosti M400 a M500, písku o zrnitosti do 2,5 mm (pro suťové zdivo je vhodný hrubý písek do 5 mm). Jako zdící materiály se používají cementové nebo vápenocementové malty.

Jak správně zředit cement a vápno pro přípravu „teplého“ roztoku – poměry: na jeden hmotnostní díl cementu vezměte 0,8 dílů vápenné pasty, 7 dílů písku, 0,8 dílů vody.

Jak ředit cement při výrobě cementových omítkových malt

Cementovo-pískové malty se široce používají pro omítání vnitřních stěn a příček a vnějších stěn. K tomuto účelu se používají řešení následujících značek:

• M50. Určeno pro dokončovací spárování povrchů.
• M100. Tento materiál je vhodný pro dokončovací práce v interiérech s normální vlhkostí.
• M150. Používá se k omítání fasád, soklů a vnitřních stěn v místnostech s vysokou vlhkostí.

Pro přípravu omítkových materiálů se kromě krycí vrstvy používá písek o zrnitosti do 2,5 mm, pro krycí vrstvu – jemné kamenivo o zrnitosti do 1,25 mm.

Jak správně naředit cement třídy M400 a M500 pro lití podlahového potěru nebo cest

K vyplnění tenkých podlahových potěrů (do 30 mm) se používají cementově pískové malty jakosti M150 a M200. Značka TsPR M200 je vysoce voděodolná, a proto slouží jako účinná vodotěsná látka.

Pro stavbu potěrů o tloušťce nad 30mm a pěších cest se používají betonové směsi, ve kterých je kromě jemného kameniva hrubé kamenivo. Jeho funkce plní žula, štěrk nebo vápencová drť. Konkrétní druh drceného kamene se vybírá v závislosti na vlastnostech budovaného objektu.

Poradenství! Při nákupu žulového drceného kamene, který má často vysoké přirozené radioaktivní pozadí, je nutné zkontrolovat průvodní dokumenty, které udávají třídu radioaktivity. Pro práci uvnitř obytných prostor lze použít pouze materiál radioaktivity I. třídy.

Tabulka podílů složek betonových směsí v závislosti na značce použitého cementu

Betonová třída

Hmotnostní poměr C:P:SH

Poměr C:P:SH podle objemu

Množství betonu, které lze připravit z 10 litrů cementu, l

Pro pokládku podlahových potěrů se používají třídy betonu M200, M250, M300. Čím vyšší třída betonu, tím větší statické a dynamické zatížení taková podlaha vydrží bez destrukce.

Beton se připravuje ručně nebo pomocí míchačky na beton. Pořadí plnění míchačky betonu:

1. Do bubnu se nalijí 2/3-3/4 normálního množství vody.
2. Naplňte polovinu nebo celé množství drceného kamene.
3. Přidejte celý objem cementu.
4. Doplňte veškeré potřebné množství písku a zbytek drceného kamene, pokud nebyl plně naložen na samém začátku.
5. Po naložení poslední složky trvá míchání přibližně 5 minut.

V hotovém výrobku musí být veškeré jemné a hrubé kamenivo zcela pokryto namíchaným pojivem.

Jak si vybrat značku betonu pro nalévání základů

Chcete-li správně zředit cement pro základ, musíte vybrat správný druh betonu, který závisí na konkrétní oblasti jeho použití:

• M100 (B7,5). Nalití přípravkem pro založení, který je nutný k udržení cementového mléka uvnitř základového pásu nebo desky.
• M150 (B10). Příprava pro základy nebo zalití pásových základů navržených tak, aby vydržely lehké zatížení.
• M150 (B12,5). Výstavba základů pro lehké komerční objekty, lití podlahových potěrů.
• M200 (B15), M250 (B20). Oblíbené možnosti instalace pásových a deskových základů v soukromé výstavbě, lití podlahových potěrů a mříží pro sloupové základy.
• M300 (B22,5). Monolitické základy všech typů, montáž potěrů navržených tak, aby vydržely velké zatížení.
• M350 (B25), M400 (B30). Tyto vysoce kvalitní betony se používají při stavbě zařízení s vysokým zatížením a/nebo provozovaných v obtížných podmínkách.

Po nalití betonových směsí do bednění je nutné zajistit standardní podmínky při jejich tuhnutí a tvrdnutí. V souladu s GOST jsou normální podmínky: teplota – +18…+22 °C, relativní vlhkost vzduchu – 100 %. Při sušení na volném prostranství beton rychle ztrácí vlhkost a procesy v něm probíhající a ovlivňující vlastnosti produktu se zpomalují. Aby se zabránilo vysychání, betonové prvky jsou neustále navlhčeny a chráněny voděodolnými materiály – plastovou fólií, plachtou, neustále navlhčenými pilinami a pískem.

Při výstavbě velkých objektů je výhodnou možností objednat transportbeton, který je dodáván specializovanou dopravou. K betonu musí být přiložena dokumentace uvádějící všechny vlastnosti výrobku.

Autor: Andrey Vasiliev

• Stavitel s 20letou praxí
• Expert na rostlinu „Mladý Udarnik“

V roce 1998 absolvoval St. Petersburg State Polytechnic University, studoval na katedře stavebního inženýrství a aplikované ekologie.

Podílí se na vývoji a realizaci opatření k zamezení uvolňování nekvalitních výrobků.

Vypracovává návrhy na zlepšení výroby betonu a malt.

Materiály z příručky: Sbírka úloh z teoretických základů chemie pro studenty korespondenčního a dálkového oddělení / Barbotina N.N., K.K. Vlasenko, Ščerbakov V.V. – M.: RUCTU im. DI. Mendělejevová, 2007. -155 s.

Metody vyjadřování koncentrace roztoků

Existují různé způsoby vyjádření koncentrace roztoků.

Hmotnostní zlomek ω Složka roztoku je definována jako poměr hmotnosti dané složky X obsažené v dané hmotnosti roztoku k hmotnosti celého roztoku m. Hmotnostní zlomek je bezrozměrná veličina, vyjadřuje se ve zlomcích jednotky:

Hmotnostní procento je hmotnostní zlomek vynásobený 100:

kde ω(X) – hmotnostní zlomek složky roztoku X; m(X) – hmotnost složky roztoku X; m – celková hmotnost roztoku.

Molový zlomek χ složka roztoku se rovná poměru látkového množství dané složky X k celkovému látkovému množství všech složek v roztoku.

Pro binární roztok sestávající z rozpuštěné látky X a rozpouštědla (např₂O), molární zlomek rozpuštěné látky je roven:

Molová procenta představuje molární zlomek vynásobený 100:

Objemový zlomek φ Objemový zlomek složky roztoku je definován jako poměr objemu dané složky X k celkovému objemu roztoku V. Objemový zlomek je bezrozměrná veličina, vyjadřuje se ve zlomcích jednotky:

φ(X) = V(X)/V (0 φ(X) < 1) (5)

Objem procent představuje objemový zlomek vynásobený 100.

Molarita (molární koncentrace) C nebo C_м je definován jako poměr množství rozpuštěné látky X, mol, k objemu roztoku V, l:

C_м(X) = n(X)/V (6)

Základní jednotkou molarity je mol/L nebo M. Příklad zápisu molární koncentrace je: C_м(H₂SO₄) = 0,8 mol/l nebo 0,8 M.

Normálnost С_н je definován jako poměr počtu ekvivalentů rozpuštěné látky X k objemu roztoku V:

Základní jednotkou normality je molekv/l. Příklad záznamu normální koncentrace: C_н(H₂SO₄) = 0,8 mol-ekv/l nebo 0,8 N.

Titr Т ukazuje, kolik gramů rozpuštěné látky X je obsaženo v 1 ml nebo 1 cm 3 roztoku:

T(X) = m(X)/V (8)

kde m(X) je hmotnost rozpuštěné látky X, V je objem roztoku v ml.

Molalita řešení μ ukazuje množství rozpuštěné látky X v 1 kg rozpouštědla:

μ(X) = n(X)/m_r-la (9)

kde n(X) – počet molů rozpuštěné látky X, m_r-la – hmotnost rozpouštědla v kg.

Molární poměr (hmotnost a objem). – je poměr množství (hmotnosti a objemu) složek v roztoku.

Je třeba mít na paměti, že normalita C_н vždy větší nebo rovna molaritě C_м. Vztah mezi nimi je popsán výrazem:

Chcete-li získat dovednosti v převodu molarity na normalitu a naopak, zvažte tabulku. 1. Tato tabulka ukazuje hodnoty molarity C_м, které je potřeba přepočítat do normálu C_н a hodnoty normality C_н, která by měla být převedena na molaritu C_м.

Přepočet provedeme pomocí rovnice (10). V tomto případě zjistíme normalitu řešení pomocí rovnice:

Výsledky výpočtu jsou uvedeny v tabulce. 2.

Tabulka 1. Ke stanovení molarity a normality roztoků

Typ chemické přeměny	См	Сн	Сн	См
Směnné reakce	0,2 M Na2SO4	?	6 n FeCl3	?
	1,5 M Fe2(TAK4)3	?	0,1 n Ba(OH)2	?
Oxidačně-redukční reakce	0,05 M KMnO4

Hodnoty molarity a normality roztoků

Typ chemické přeměny	См	Сн	Сн	См
Směnné reakce	0,2 mil. Ma2SO4	0,4n	6n FeCl3	2M
1,5M Fe2(TAK4)3	9n	0,1N Ba(OH)2	0,05M
Oxidačně-redukční reakce	0,05M KMnO4 v kyselém prostředí	0,25n	0,03M KMnO4

Mezi svazky V a normality C_н existuje poměr reaktantů:

Příklady řešení problémů

1 výzva. Vypočítejte molaritu, normalitu, molalitu, titr, molární zlomek a molární poměr pro 40% hmotn. roztok kyseliny sírové, je-li hustota tohoto roztoku 1,303 g/cm 3 .

Řešení.

Hmotnost 1 litru roztoku je M = 1000 x 1,303 = 1303,0 g.

Hmotnost kyseliny sírové v tomto roztoku: m = 1303·0,4 = 521,2 g.

Molarita roztoku C_м = 521,2/98 = 5,32 M.

Normalita řešení C_н = 5,32/(1/2) = 10,64 n.

Titr roztoku T = 521,2/1000 = 0,5212 g/cm3.

Molalita μ = 5,32/(1,303 – 0,5212) = 6,8 mol/kg vody.

Všimněte si, že v koncentrovaných roztocích molalita (μ) je vždy větší než molarita (C_м). Ve zředěných roztocích je tomu naopak.

Hmotnost vody v roztoku: m = 1303,0 – 521,2 = 781,8 g.

Množství vodní látky: n = 781,8/18 = 43,43 mol.

Molový zlomek kyseliny sírové: x = 5,32/(5,32+43,43) = 0,109. Molární zlomek vody je 1 – 0,109 = 0,891.

Molární poměr je 5,32/43,43 = 0,1225.

2 výzva. Určete objem 70 % hm. roztoku kyseliny sírové (r = 1,611 g/cm3), který bude potřeba k přípravě 2 l 0,1 N roztoku této kyseliny.

Řešení.

2 l 0,1 N roztoku kyseliny sírové obsahují 0,2 molekv, tzn. 0,1 mol nebo 9,8 g.

Hmotnost 70% roztoku kyseliny je m = 9,8/0,7 = 14 g.

Objem roztoku kyseliny V = 14/1,611 = 8,69 ml.

3 výzva. 5 litrů amoniaku (n.u.) bylo rozpuštěno v 100 litrech vody. Vypočítejte hmotnostní zlomek a molární koncentraci NH₃ ve výsledném roztoku, pokud jeho hustota je 0,992 g/cm3.

Řešení.

Hmotnost 100 l amoniaku (n.c.) m = 17 100/22,4 = 75,9 g.

Hmotnost roztoku m = 5000 + 75,9 = 5075,9 g.

Hmotnostní zlomek NH₃ rovná se 75,9/5075,9 = 0,0149 nebo 1,49 %.

Látkové množství NH₃ rovná se 100/22,4 = 4,46 mol.

Objem roztoku V = 5,0759/0,992 = 5,12 l.

Molarita roztoku C_м = 4,46/5,1168 = 0,872 mol/l.

4 výzva. Kolik ml 0,1 M roztoku kyseliny ortofosforečné je potřeba k neutralizaci 10 ml 0,3 M roztoku hydroxidu barnatého?

Řešení.

Molaritu převedeme na normalitu:

Pomocí výrazu (12) získáme: V(H₃P0₄) = 10/0,6 = 0,3 ml.

5 výzva. Jaký objem, ml, 2 a 14 hm.% roztoků NaCl je potřeba k přípravě 150 ml 6,2 hm.% roztoku chloridu sodného?

Hustoty roztoků NaCl:

C, hmotn. %	2	6	7	14
ρ, g/cm3	2,012	1,041	1,049	1,101

Řešení.

Pomocí interpolační metody vypočítáme hustotu 6,2 hm.% roztoku NaCl:

Stanovíme hmotnost roztoku: m = 150·1,0426 = 156,39 g.

V tomto roztoku zjistíme hmotnost NaCl: m = 156,39 0,062 = 9,70 g.

Pro výpočet objemů 2 % hmotn. roztoku (V₁) a 14% hmotn. roztok (V₂) vytvoříme dvě rovnice se dvěma neznámými (bilance hmotností roztoku a hmotností chloridu sodného):

Řešení soustavy těchto dvou rovnic dává V₁ = 100,45 ml a V₂ = 49,71 ml.

3.1. Vypočítejte normalitu 2M roztoku síranu železitého interagujícího s alkálií ve vodném roztoku.

3.2. Určete molaritu 0,2 N roztoku síranu hořečnatého interagujícího s orthofosforečnanem sodným ve vodném roztoku.

3.3. Vypočítejte normalitu 0,02 M roztoku KMnO₄, interagující s redukčním činidlem v neutrálním prostředí.

3.4. Určete molaritu 0,1 N roztoku KMnO₄, interagující s redukčním činidlem v kyselém prostředí.

3.5. Vypočítejte normalitu 0,2M roztoku K₂Cr₂O₇, interagující s redukčním činidlem v kyselém prostředí.

3.6. 15 g CuSO₄· 5H₂O byl rozpuštěn ve 200 g 6 % hmotn. roztoku CuSO₄. Jaký je hmotnostní zlomek síranu měďnatého a také molarita, molalita a titr výsledného roztoku, je-li jeho hustota 1,107 g/ml?

0,1; 0,695 M; 0,698 mol/kg; 0,111 g/ml.

3.7. Při odpaření 400 ml 12 hm.% roztoku KNO₃ (hustota roztoku 1,076 g/ml) byl získán 2M roztok dusičnanu draselného. Určete objem výsledného roztoku, jeho normální koncentraci a titr.

255 ml; 2 n; 0,203 g/ml.

3.8. 3 litrů chlorovodíku, měřeno za standardních podmínek, bylo rozpuštěno ve 67,2 litrech vody. Hustota výsledného roztoku je 1,016 g/ml. Vypočítejte hmotnostní zlomek, molární zlomek rozpuštěné látky a molární poměr rozpuštěné látky a vody v připraveném roztoku.

0,035; 0,0177; 1:55,6.

3.9. Kolik gramů NaCl je třeba přidat do 250 g 6 % hmotn. roztoku NaCl, aby se připravilo 500 ml roztoku chloridu sodného obsahujícího 16 % hmotn. NaCl? Hustota výsledného roztoku je 1,116 g/ml. Určete molární koncentraci a titr výsledného roztoku.

74,28 g; 3,05 M; 0,179 g/ml.

3.10. Určete hmotnost vody, ve které se má rozpustit 26 g BaCl.₂· 2H₂O za získání 0,55M roztoku BaCl₂ (hustota roztoku 1,092 g/ml). Vypočítejte titr a molalitu výsledného roztoku.

192,4 g; 0,111 g/ml; 0,56 mol/kg.