Chemie_-_skripta_

CHEMIE
Prof.Ing.Alexander
Grunwald,
CSc.
CVUTv Praze
Fakultastavebni
DISPERSNISOUSTAVY
38
5.1
).2
5.3
5.4
5.5
6
MATERIALO
KOROZESTAVEBNICH
CHEMIE
VODY
7.1
8
LATEK
CHEMIEORGANICKYCH
sloudenin...........
organickych
Zrikladniklasifikacc
8.1
8.1.1 Uhlovodikv
8.2
.....,......................85
..........86
8.2.1
8.2.2
8.2.3
8.2.4
8.2.5
8.2.6
8.2.7
8.2.8
8.2.9
9
MAKROMOLEKULAR
1 4NTi K Y . . . , . . . " . . . . . . . . . .
100
9.i
9.2
9.3
9.1
9.i
10
1 0I. Atnrosftraajeji sloZcni
1 0 . 1 .Charakteristjka
1
piirozenlchslo2ekvzduchu.
1 0 . 2 Z n ed i S t ' oi iln io v 2 d u i i . . . . . , . . . . . . .
................ I 12
........113
,...
, ..
..117
1 0 . 3 R o z p t l la S i i c nzi n e a i S t ' u j i c i ac the kv o v z d u S i
................................120
l0.l.l Chcmickia li,zikilni transtbrmacc
ikodliiin r ovzduSi..........
..120
10.3.2Fotocl.rer.nickd
reakccI troptrsllie
.,..,...
.......121
1 0 . 3 . 3O x i d a d nr ic a k c e. . . . . . . . . . . . . . .
...123
1 0 . 3 . ,I{l l d r o l l t i c k dr e a k c e . . . . . . .
.
......,
.................12:
10.4 ZdkladnisloTkl zneiistEniatnrosfcr1
........
1 0 . 4 . IS l o n d e n i sn i1r 1. . . . . . . . . . . . . . . .
1 0 . 4 . 2S l o u i e n i ndl u s i k u . . . . . . . . . . . .
1 0 . 4 . 3S l o u i c n i n ur h l i k u
1 0 . 4 . .H
1 a l o g e nay a n o r g a n i c kl ac t k ro h s a h q i chi a i o g e n . . . . . . . . . . . . .
1 0 . 4 . 5T i T k ekr o r ' 1. . , . . . . . . . . . . . . . . .
1 0 . , 1 .R
6 a d i o a k t i u Li i t k r. . . . . . . . . . .
1 0 . . 1 .U7h 1 o v o d i k v . .. .. .. .. .. . . . . . . . . .
1 0 . 4 . 8O s t a t noi r g a n i c kkdi t k 1. . . . . . . . . . . . . . . . . .
........,....121
.............124
..i25
...,.,..,..,............126
............126
...............127
..............127
..............128
........................ I 30
. . . . . . . . 1. .3. .1
I
Uvod
Vyiukachemiem;i na eVU'f dlouholetoutradici.JiZ v roce 1806bylo na Ccskemstavovskdm
polytechlick6m tstavu wtvoieno odddleni chemie. Prvnim profesoremchemie byl Karl
AugustinNeumann.studiumv obdobijeho pisobenf(1807 18l 6) bylo jednoletd.V pod6tku
1833) byla r'1iuka roz5iiena o pivovamictvi a
prisobeni Prof. J. Steinmanna(1817
prodlouZena
na dva roky.
Dal5i rozvoj v;iuk1'chemiebyl spojense jmenem Prof. NapoleonaBallinga (1833 - 1866),
kdy byla novd zavcdenavjuka analltick6 chemie. Prvnim profesorern.ktery lvuioval
vieobecnoui odbomou chemii v deStin6byl Jan Standk.Za .ieho pfrsobenibylo studium
chemiejiZ dtf iletd.
udebnicepod ndzvem..Ziikladovdchemiedili
V roce 1860r_rSlaprvni deskiiv1'sokoSkolskd
jeden
zc zakladateltrdeskdhochemickdhoniizvoslor,ise
ludby". Jcii autor Vojtdch Safaiik.
stal v rocc 1869profesorernv5eobecnia analltickdchemie.Na pielomu I 9. a 20. stoletibyla
na chemick€moboru praZskdpolytechnikvvyudov6naanorganicki.organickd.analltickd a
laborabrnichcviienf.
fuzikrilnichemievietnd rozsdhlyich
DalSivzestupr'lukl chcrric souvisels dobou.kdy na SkolcpfrsobilProf. Emil Votodek-Pii
vr. 1920vznikla zjejrho chemickehoodboruVSCHTI
praZskdpolytechnik.v
reorganizaci
j a k o j c d n az c s c d m ir r s o k r c hS k r ' lr r i m c i i V U f . f r . I 9 5 2 s e z e s r u z k uC V I r T r r c l e n i l a
ki {\'s( H I ),
Vysoki ikola chcrnicko lgclmullrgie
Skipta jsou urdenaposluchadirmbakaldiskdhostucliana [akulte stavebnidVUT , P.ote.
jako udebnipomrickake studiupicdmdtu..Chemie"piip. daliim z:ijemcrimo uvcdenyobor,
S ohledcmna rozdilnouirroveristiedoikolskychznalostibyll' do skript zaiazenyjak kapitoly
z obecn6chemie tak rlbrand kapitoll z dalSich chemickyichdisciplin napi. z flziktilni
chemie ovzduii a dal5ich. Jejich vybdr respektovalpoZadavkyna
chemie,h1'drochemie.
zdkladniznalostichemic.potiebndve studiuceld iady odbornychpiedm6trii pro pochopenf
vzdjemnychvztahristavebnichemiea 2ivotnihoprostiedi.
2 Rozddlenichemie
Chemieje piirodni vdda zablvajfci se sloZenima strukturoul6tek ve vztahuk jejich chovrtri.
Ddli se na iadu disciplfnziikladnich(chemieanorganickiia organick6),aplikovanych(chemie
analytick6.agrochemie,hvdrochemieatd.) a hranidicichs jinjmi vddami (chemiefrzikrilni,
jademi chemieatd.).
biochemie.gcochemie.
Vdda o obccnjch zlkonitostechspoledn-ch r,Semchemicklm disciplindmse oznadujejako
obecnii chemie. Ze s)stematickdhohlediska sc obr'1kle ddli na chemii anorganickoua
orqanickou.
Anorganickachemie-ie vida o yzniku. slozeni.struktuie a chemick{ch reakcichpnkrh a
sloudenin
s vijimkou pi*h2n6 r'EtSinlslouieninuhliku.
Organickf chernic.jt- r'Eda o vzniku. sloZeni.struktuic a chemickvchrcakcich sloudenin
uhliku.
2.1: Zikladni poj m)' obecn6chemie
Hmota - filozoficka katcgoric.por-r2ivand
k oznaieni objektivni realitr v jejim neust.ildm
poh,vbua r.j voji.
Atom - nejmenSiihstice hmot\'.nedelitelnachemickjmi metodami.
l\Iolekula - ddsticevznikia slouienim dvou piip. r'iceatomLi(ionti).
Litka - hmotarlznair:jici se uriitlmi r lastnostmi.Rozliiuji se ldtky homogenni(stejnorodd.
sloZkv nelze rozliSit pod mikroskopem)a heterogenni(ruznorod6.sloZkl, lze rozd6lit pod
mikroskopcnr).
Smis - hmotaobsahujiciatoml nebomolckul.vrizniho druhu.
Chcmickf iistri kitka - hmota tvoien.i stejn"mi iasticemi (atomy, molekulami.skupinami
iontfi. odpovidajicfmivzorcovd.jednotce).N4dstaii charakteristicke
vlastnosti(teplotuvaru,
teDlotutiini. hustotua dalii.)
'im dislemZ. Atomy
Pn'ek chemickl iistd litka sloZendz atomrisestejnim protonor.
mohoubyt nesloudend
(r'zricndply'n1).mohor-r
tvoiit molekul"v(O2).nebojsou vriziiny
je
v kr,vstalovd
struktuic.V soudasnd
dobi zniimich 1l4 prvki. z toho 92 je zastoupeno
v piirodd.Zbjvajici prvkv mohoubjt ve stopovlchmnoZsrvichobsaZen"v
v piirod6 (napi.
plutonium)
neptunium.
pifp. rnohoubit vr.tvoicnl'svntetickvv laboratoii.PiibliZnC85%
prvkt n oii kovr,a polokorl .
Slouienina - chemick_v
distdlritkatvoienastejnymimolekulamisloZenymize dvou nebor.'ice
ruznychatomt. Radapn'kr:rm[rZctvoiit rizne sioudeninl. Jakopiiklad ize uvist sloudeniny
dusikua kysliku N2O.NO. NO:. N:O: a N:Os. Pii vzniku sloudeninyse pfrvodnivlastnosti
zastoupenychprvku r.r.rdni.
Krystal - liitkav tuhcm stavu,charakteristickii
pravidelnymuspoiiidrinimsr".i'ch
stavebnich
(atomir.
ddstic
iontt. molekul).
nebo kiemen.
Atomov6 krystaly - kovalentniviizandatom)'.napi. dian.rant
ptvodu
2.2 Slouieninyanorganick6ho
Sloudeninl,anorganickdhopirvodujsou 1itk), ktcri se skladaji ze dvou nebo vicc rtrznlch
privodupatii slttuieninyr'Sech
anorganickd}ro
prvki periodickchoslst6mu. N{ezi sloudenir.rl'
privodu se
uhliku. K uhlikatjn l6tkdrn anorgar.rickdho
p1'kir s vjjimkou r.dtSinl sloudenir.r
ikor,6.kvanalf, soli tdchto
obrykle iadi oxidl uhliku. soli klselinl uhliiit6. kyselinak1'anovod
kyselina sirouhlik.
m sloudeninam.ktcri tvoii rozmezi rnezt
or_lianokoror,j
Zvlastnf rnisto je r'1'l.rrazcno
lze je Viak
ptNodu.vpiirodi se ncr1,sk1.tuji.
a ot.ganickeho
slouicninantianorganickdho
piipravit s)'ntetick].Rada tEcl.rtoslouicnin rni znadn, praktickj vyznirm napi'. organick6
Pro tvto slouicninl je
lplumbiunt
) I kie:rriku(polvsiloxanl').
slouieninl olova (tetraelh)
lazba kor' - uhlik.
charakteristickd
anorganickiho pirodu se sklidajf zicdnoduchlch molekul nebo iontfr i
Slouder.rir-ry
struktur s jeclnoduch(ni nebo ndsobn.vmikovalentnimi vazbami piip.
z mnohoatomor'1clr
vazbamiiontorl'mi. Na vazbich mezi aktntl' se rnohoupodi)etelektron-vs. p. d i f. Z toho
plynouodliind vlastnostianorganickjchslouieninjako napi. b. teinfa b. r'ant.rozpustnostve
vode.reaktiritr. toricitl r drl\i.
V anorganickdchemii tvoii zdklad nlzroslovi ndzer, prvkir a zakondcni, odpovidajfci
oxidadnimdislirmatomuprvki tvoiicich slouteninu
Oxidaini iislo atomu se ncjiastEjidclinujejako rclatir,ni clektrick, nriboj.kte , by byl na
atomu piitomen. kdybl,chom elektronl v kazd6 r,azb6 z atornu v1'chiizejfci piiddlili
!imu z vazcbnychparlneru.
elektronegativndj
ndboj)nii hodnotu1,601.I0'r')C lcoulonrh.;.Elcktron
Nejmen5inioZnyndboj(eler.r.rentimi
u.1.hn
mri n6bojoveiislo l. protonInli naiboj*i. Kation K- md tedy n6boj 1.1'602.10-'nC
oxidaini disloje jedna.
Oxidadnidislo nablr'a celistv.vchi zlomkor',cl.r(r' polyatomicklchi6sticich) kladnlichncbo
zripornlichhodnorvietnt null'. Oxidacni iisla se zr.ratiiimsklmi dfsliccmia jejich hodnota
sc zapisujebud' r'pravonahoieu znaikl pn"ku napi O-" nebo
s picdiazenymznat.ndnkem
v zdvorceza znadkouprvku nirpi. O(-ll). Stejni jako ndbol mirZebjt oridatni dislo kladnd.
plus nemusizapisovatani dist.
z6porndnebo nula. lJ kladn.ch oxidainich discl se znan.rdnko
v1'znadujc
i a1e.Podetnribojiriontfi se
minus
znam6nko
iiscl
se
u zdpornlichoxidadnich
dislicemise znaudnkemn/rbojeza dislici,napi Fe'-. HS'.
ud6vaarabskyimi
Pro urdenihodnot) oxidadnihodislajc nutnoseiidit nislcdujicimi zdkladnfrnipravidly:
p^.kirmaji oxidadnidislorovndnule.
atont]'aatom)'vmolekuldch
1. Izolovand
Napi.K(0),H v FI:(0).CI v C1:(0).
2. KaZdyv6zan-y
atom vodfkurndoridaini dislo+1.H(+l), jenom v h,vdridech
kovtr.ieII(J). Napi.H v HrO(+l)'II I'LiiI (l).
vvsoceelcktropozrtivnich
3. Kyslik mi ve vlech slouienindch kromE peroxidi, hyperoxidir, ozonidri a
sloudenins vazbouO-F oxidaini iislo -2. O(-ll).Napi. O v H2O (-ll), 0 v NazO2
(-r).
4. Oxidadni dislo .jednoatomovich i polvatomorrych iontri se rovnilr jejich
: -lll
clcktrickcn.ru
niboji. Napi. POr": L('\''i+-1.(-ll)
5. Algcbraick.vsoudctoxidadnichdiselvSechatomtrclcktrcneutrilnidiistice.jeroven
nulc.
r 1(*VI) + 4(-lI) : 0
HISOa:21+11
Pro r'11adior'6ni
oxidadnfhoiisla v nizvu sloudcninlplati:
1. Zipornd oridaini iislo prvku vvjadiuje zakondeni id. piipojen6 kc l.meni
latinskchonizvu pntu. Napi. Cl(-l) chlorid.O(-ll) oxid. N(-lll) nitrid. OH(-l)
hldmrid.
2. Nulove oxidadniiislo se rljadiuje uledenim n:izvu pnku ve sloudenind
bud
v prvninr. ncbo ve drLrherl phdi. Napi. Ni(CO).r tetrakarbony
l;rikl nebo
tctrakarbor.rl
l niklu.
3. KIadnd oxiclaini iislo pnku vkationcch. klslikat,ch slouieniniicha solich
(tab.1).
zakondeni
rljadiuje osnrrirznrchnhzvtrslornvch
'fab.
L Zakonicni niizvu slouieullt
Oxidalni iislo
I
II
III
IV
kltiontu
- llv
-nati
soli (aniontu)
-nan
-natan
- lt\'
-ira
-lIan
-iiiti
-idiri
-lcn],. -ecn)'
- t c n a .- e c n a
-oVa
-iiitan
-lanan.-eanan
-an
-rst,r
-lstan
-iicli
-idelan
VI
vil
vilt
Koncovkv nin'u
kvselinv
-na
-nata
- iieli
nizlu sc pouZi\aii .jednoduchc
dislovkovi
K vljidieni slo2cnia slruktur\slouicninvr'.jc'jinr
p i e d p o n l ' n a p i .d2i - .i t r i - . . 1t e t r : r - . p
h c r a - . 7h c p t a - . 8o k t a - . 9n o n a - l. 0 d c k a - a t d .
5e n t a - . 6
VEtiina slouienin anorganickchopuvodu nra niizev sloZenl ze dvou slor'. Podstatnejmenu
napi. oxid" hldroxid,
ud6viidruh sloLrieninra odrozujese ziisti s r.'itSielektronegalivitou
kyselina. chlorid atd. Piidavnc jnreno se vztahuje k ddsti sloudeniny s mensi
Dodr2uic se poiadi: podstatnejmer.ro.piidavne jrndno. Ve vzorcicl.rje
elektronegatir,itou.
poiadi znaiek pn'ku opadn6 napi. chlorid draselnl.' KCl. hvdrogenuhliditanvapenar.i
Ca(lICO:):.
2.2.1 Orid'r'
Niizer, .je t\ oi'en podstatnlm jmenem oxid a pifdavnfnr jmdnem odvozenlm od nlzvu
piislu5n6hopn'ku s koncovkoupodleoxidainihodislaI aZVlll (tab.2).
ab.2. Y zorcea
oxidri
Otrecnf vzorec
Oxidaini iislo prvku
I
RrO
II
RO
R:O:
Iil
IV
Zakonieni
-ny
Piiklad
Na2O.K2O.Cl2O
-nati
CaO.MeO.HgO
Fe:O-l.SbzO:.Sc:O:
; i.,
RO.
-idiri
sior.cor.clor
R:O.
-ecn_v.
-tcnv
-ovy
P:Os,I:Or. Sb:Os
SO;. CrO-l,
VI
RO:
VII
VIII
R:o'
Ror
C 1 2 0 7M
, n2O7.
-iecly
OsOa
Podobnym zptrsobcm se tvoii naiz\') analogicklich bindrnich sloudenin nalrrazenim
jm6na oxid pif sluSnym.jin!mjmdnemnapi. su[fid,selenid.tellurid.halogenid:
podstatn6ho
Na2S
Ag.s
CuS
As:S;
sulfid sodnl'
sulfid stiibrnyi
sulfid mddnaty
sulfid arseniti
LaCl3
AuBr:
ICI
IF;
chlorid lanthanity
bromid zlatit!
chloridjodnf
fluoridjodistj
2.2,2 Hydroxidy
Jejich obecnyvzorecje M(OH)". Podethydroxidorychskupin odpovidd oxidadnimuifslu
jc lV.
kovu M. NejvyS5ioxidadniiislo atomukovu M v h1-droxidcch
NaOH Cu(OH)z
hydroxidsodn.v
hydroxidmdd'nat!
Ca(OH):Al(oH)3-
hydroxidvdpenaty
hydroxidhlinity
CaC2
AgNt -
karbidvdpenat;i
PiikladydalSichbin6micha jinych sloudenin:
Mn:As NaNH: -
arsenidmanganu
^*:.t..^t-,,,
..-:t
^^l^.'
2.2.3 K,vselinl'
Bezkyslikatdkyselin). Jsou to vodn6 roztoky ndktcqichbin6mich sloudeninvodiku. Jejich
n6zevsetvoii piidrinim piiponl' <rvii k nazvu odpovidaiici slouieninvs vodikem:
HI-'
H:S
HN3
kyselinafl uorovodikov6 HCI
kyselinasirovodikovd
IICN
kyselinaazidovodikovii H I
kyselinachlorovodikovd
kyselinakyanovodikova
kyselinaj odovodikovii
fiiprvkovdsloudeniny
obecnihovzorceH,A,O, kde A je
Kl,slikatdkvselinl'(oxokyseliny).
jmdnakyselinaa
prvek(vdtSinou
kyselinotvornyi
nekov).Jejichniizevseskldd6z podstatndho
jmdnaurdujicihooxidadnidislocentriilniho
piidavndho
atomuaniontu:
HCIO
kyselinachlom6
HCIO2-
kyselinachloritd
HCIOr kyselinachlorednii
FICIO4kyselinachlorist6
Tvoii-li prr,'eks tjmZ oxidadnimdislemndkolik oxokyselins ruzn1impodtematomrivodiku
v molekule kyselinl'. rozli5uii se piedponouhldrogen-, doplnEnoudislovkovoupiedponou,
kter:i uddvd podet oditdpitclnychatomLivodiku I molekule kyseliny. U nEkterychkyselin
tohototypu i piisluin_ch soli se pouiivaji tak6piedponyortho-a meta-:
HIO4 I{3BO';H4SiO.r-
kyselinah1'drogenj
odistri
II:lOs - kyselinatrihydrogenj
odistti
kl,selinaonhoboritd
Il:PO+ - k1'selinaorthofosforedndr
kl.selinaorthokiemiditd (IIPOT)-klselinametafosforednii
2.2.1 Izopolvkl'selinl'
Obsahujivfce atomtlkl sclinotr,on.rdlio
prvku ve vzorci.Potet atomfftohotopn'ku se
r!adiuje ieckc'udisclnoupiedponou.:
H:S:Or
H:S:O;
I IrP:O6
HaPlO.
-
kl selinadihl drogendisrror
a
kl selinadisiiidita
ky,selina
tetrah-v"drogendifbsforiditd
kl selinatctrahydrogendifosforeinii
2.2.5 Thiokl seliny
Odvozujiseod klslikatjch klselin nihraclou
neboviceatomtrkyslikusirou:
.jednoho
II2S1O1
H:S:O:
HSCN
II3POlSz
-
kl selinathiosirova
kl selinathiosiiiiitd
kl selinathiokl anatii
k1'selina
dithiofosforcdnd
2.2.6 Peroxoky'selinl'
Odvozujisc od k-t'slikatichklsclin nahradouklsliku Or-skupinouO22-:
HNO1
FI2SO.
H3PO.
-
kl selinaperoxodusidne
kl selinaperoxosfrovd
kl selinaperoxodisfror'6
2,2.'7 Nrizvosloviiontt
Kationty
Na'
( a.Fc
kationsodni'
Kalron\ cpcnat\
ketion Telezrrlti
NHa kation amonni
H;O- kationhydroxoniovy
Mg" kationhoiednatj
Anionty
anionh1'dridov-i
IIs2- anionsullidor-y
Co;t- anionuhliditanor"j'
Fanion fluoridovy'
IIS- anionhydrogensulfidory
tr1
itarrr
HCO:-anionh1drogenuhlii
2.2.8 Soli
Odvozujiseoclkl sclin ndhradour odikor'.ch iontfrv nrolekuiicirklsclin kationl'kovir'
a) Jednoduch6soli
kvsclinrnajikoncovku id. Napi.:
od bezkl'slikatjch
Soli odvozcnc
NaCl
Na:S
chloridsodn!
sulfid sodni
KBr
KCN
bronrid draseln,
kyaniddraselnj
k1'selinmirji koncovku-an. Napf :
Soli odvozendod k-vslikatych
CaSOa
KCIOI
siranvipenatl
chlorednandraselni
NaCIO
CaCOr
chlornar.rsodny
uhliditanr'6penat-i
b) Hvdroeensoli
Nlaji vndzvu nenalrrazendatoml' rodiku oznadenl piedponou h1'drogen-a dfslovkovi
piedponauddv6jejich potet. Napi.:
Nal lS
draselrrj
hydrogcnsiran
KIISOr
Na:HPOr
Ca(HCO:): hldrogenuhliditanvdpenati
hl drogcnsulfidsodny
hydrogenlbsforednandisodny
c) Podvoin6,potroin6atd. soli
Kationtl seuvaddjiv poiadf podleoxidainichdiscl.pii ste.in.ch oxidainich tlislech
poiadi znadekpn kit. Napi.:
v abecednim
KAI(SO1):
KNaCO:
NI IrFc(SO+):.
l2 I I:O
CuSO.r. 5 I.l:O
sirandraselno- hlinit"v
uhliditandraselno- sodn!
dodekahl'dr[tsiranuamonno-2eleziteho
pcntahl'drhtsiranumEd'natdl.to
d) SmiIcn6soli (solis vice aniontr')
V jejich nazvu sc aniontl' uviiddii v abecednimpoiacli podle znadkl prvku a oddEluji se
pomldkou.Napi.:
MgCl(oH)
Bicl(o)
Ca.rF(PO1)r
chlorid- hydroxidhoicdnatl"
chlorid oxidbismutityi
viipenatl
fl uorid - trifosforednar.r
2.2.9 Slouieninl' nckovi s vodikem
tl nEkteryich
vodikat"ch slouicnin sc piipouiti .icdnoslorli ndzer. r' ncm2 sc ne pn nim mistd
u.,'Adin6zcvclcktloncgativncj
liho prvku nebuatomovdskupinl,sezakondcnim o a piipojuje
seslovovodik.Napi.:
HCl
IIF
cl.rlolovodik
tluorovodik
III
HCN
jodovodik
kl,anovodfk
2.2.10Ncl alcnini sloutcninv
Ndkteri korr tvoii iadu nevalenenichnebo nestechiomctrickch slouicnin nebo iiizi.
jsori
PiederSim
to hvdrid-'.nilrid\. karbid).fcsfidl a boridr'.\/jejicb nizru -.eur'6din6ze.,
kovuv gcnitilu ir iiselnjnri piedponanti
poatuatomukovLra nc-kovu.
sc upiesriuji
Napi.:
FerI'
lfclC
Fc'B
firstld diZclcza
karbidtriZclcza
boridTeleza
C a Si 1
PrS,r
\'1Ci;
disilicidr apniku
trisullld tctraibsforu
trikarbidtctra\anadu
pcrorid r udikLL
OF:
difluorid klsliku
Obdobni:
H.O.
2.2.1I Organokoror i slouicninl
Sloudcninlr'nichTje atonruhlikubezprostiednd
vizfn k atomujindl.ro
pnku ne7'"'odiku.
uhliku.dusiku.k1'slikr"r
neboatomuhalogcnu.\,fezi organokovovdsloudeninlsc dasto
zaiazujii koordinadnisloudenin]a ligandl obsahujiciuhlik.jakodonorovi aton.r
(karbonllor,ckomplcxl kovir. rnctalloccn)).Pro tvorbu ndzvutdchtosloudeninplati:
a) \r niizvusepou2irh r iluini tzr'. racionilnichnazvfrpn kir (shodn6s.jejichlalinskjnii
nilzr.l),
b) \i n6zru sen!-oznaaujc
oridadniilslo kovupomocizakondenf.
poiadiv ndzvu,Zpravidiasc pouZiviabecedni
c) Poiadislo2ekve vzorciodpovidd.jejich
poiadi.
d) \rzorcerrrganokovolichsloutreninse neddvajido hranatlchzir orek a nelzepouZivat
nazru r zrriklrchpomocipravidelndzvoslovi
koordinadnich
slouienin.
Piikladl :
(cHrt.i),,
(CII:Mgl),,
(C:Hr)rPb
r.r.r
ethy'llitl.riur.r.r
mclh)'lnragnesir-rnriodid C1,ll;llgOI{
tetraeth)lplumbrunl
1en1'lhldrargl'riumhl'droxid
2.2.12Koordinaini slouieninv
(komplerem)se rozumfmolekulaii ion. r'n6m2jsou k atomuti
Koordinadnisloudeninou
(ccr)trdlni
iontu N4
atorn) \'iizdn]'dalSiatoml di atornoveskupiny L (ligandl')tak, Zejejich
ll
podet pie\ySr-licoxidadni dislo atomu M. Centrdlnf atom byva nejdastdiiatom nebo ton
valendnichorbitalfi piijmout volnd
piechodndhokovu. ktery miZe do svych neobsazen-r'ch
jsou
neboneutr6lnimolekulynapi. F-,
aniont-v
elektronovdpiiry (akceptorelektronir).l,igandy
Cl-, OH-,NIII, H2O a dalii. kterd maji atom s volnim elektronovympdrem(donoroli atom).
Ve vzorci koordinadnislouienin,vse uvddi na prvnim mistd symbolcentrdlnihoatomu(iontu),
za nim pak ndsledujivzorceligandi. Vzoreckoordinadnfddsticese d6vrido hranat6z6vorky
niizev
sloudenin.jcpodvojne.Podstatnymjni6nem sloudenin.v.ie
Niizvoslovi koordinadnicl.r
jmcno
piisluSnj
m
z
nizvu
centrdlniho
atomu.
s
jednoducheho
aniontu. Piidavnd
.ie\',vtvoieno
jmina
jejich
noii ndzrl' ligandi.
zakondenimoxidainiho disla.piidem2piedponupiidavndho
podeta struktllmipicdpon.v.Napi.:
KjIFe(CN)6]
K+[Fe(CN)o]
ICL(NHr);)SO+
ICo(NH-r),(H:O)]Ch
tridraseln!(nebojen draselny)
hexaky'anoZelezitan
tctradraselnf(draselny)
hexakyanoZeleznatan
sirantetraamminmEd'nat,v
clilorid pentaammin-aquakobaltitj
jsou 2ivotnd r'1'znamndlatk;' (napi.r' tervendm krevnim
Piirozeld koordinadnisloudenin.v
ban'ivu hemoglobinuje komplcx Zeleza pienaicdcm kysliku. v chlorofl'lu je komplex
hoidiku. r,e vitaminu 812je konrplexkobaltu).Iontl' piechodnlchkovii r'1'tvriiejire vodnem
prostietli zpravidla aqua-komplexl. napi. kation hexaaquaTeleznati
[Fe(H:O)rl'-. Umdle
piedev5imjako
v
synteziich
pouZivaii
chemickych
piipravendn.r
koordinadnisloudeninl se
chemiiatd.
katalyziiton'.r' analltick6chemii.I' jaderne!
2.3 Chemick6reakce
Chemickri reakce piedstavujeddj, pii kterdm zanikaji vazby mezi alom-vv molekulAch
v,-ichozichliitek (rcaktantri)a vytvdieji sc vazb.vnovd v n.rolekuliichprodr-rkti.Kvalitativni a
reakcillchiizi ze zakladnichchemickychziikonri:
kvantitativnipopischemickyich
a) Zfkon zachovdni hmotnosti. Flmotnostv5echlatek do reakcevstupujicichjc rovna
hrnotnostiviech rcakdnichproduktri.
b) Z:ikon zachov:ini energie. Celkov;i energie izolot'and soustav-vje v pribdhu
i.
chcmickereakcekonstcntrt
Zdkon st:ilych pom6rri sluiovacich. Hmotnostni pom6r prvkri di soud6stidand
je vZdystejni a neziivisllina zpf,sobupiiptav.vsloudeninl.
sloudeniny
d) Z6kon nrisobnychpomErri sluiovacich.'lvoii-li spolu dva prvky vice sloudenin,pak
hmotnostjednoho pn'ku. ktcry se slutuje se stejnfm mnoZstvfmprvku druhdhojsou
vzdjcmnd v pomdrech.kterd lze vljridiit malyni celymi r)isl1'.Napi. na vodik o
hnotnosti I g piipadd ve vodd k1'sliko hmotnosti8 g a v peroxiduvodiku kyslik o
hmotnosti16 g. Hmotnostikyslikujsou tedyv obou slouieninrichv pomdruI : 2.
Zfkon stily'ch pomdri objemovfch pii sluiov:ini plynri. Plyny se sluduji
obiemovlich.Napi. jeden objem kysliku a dva objemy
v jednoduchychpomBrecl.r
vodni p6ry':2 H2(g)+ O:(g) + 2 II:O(g)
vodiku sesludujina dva ob.jem.v
Chemickiireakcej ednoduch6
Z reaktanttivznikaji piirno produkt-v.
Napi.:
N:+ill:-+2NHr
ReakcesloZenii
Piemdnareaktantina produkt.vprobihapostupnEndkolikarcakcemiza vzniku meziproduktri.
Napi.: chloraceamoniakuza vzniku mono-,di- a trichloraminu.
NIIr f Cl' + NH.CI +FICI
N H r C I+ C l 2 1 N H C I 2 * H C I
+ HCI
NHCI: - Cl2 -+ ,r..CI,.
2.3.1 Kriteria pro tiidini chemickfch reakci:
a) Podlcpodtu fizf v reakini smEsi
o
reakcehontogcnnf- r Sechnrreakini sloZkt n oii jednu fazi.
H:(g) + Cll:(g)-+ 2 IJCi (g)
.
- reakdnisloZk,v
reakceheterogenni
tvoii rizne fine. rcakceprobihajina
f:izovinr rozluani rcaktantil.
I HCI(aq)+ Zn(s) -+ ZnCl2(aq)+ H2(aq)
b) PodlevnEjSfchzmEn
reakceskladnd(syntdza)- z jednoduchy,ich
reaktanttvznikaji sloZitdjSi
produktr',
NHl r- ]lf1 -+ NHaCI
o
reakcerozkladnd- sloZitdjSireaktantrse it6pi na.lednoduiSi
produktv.
CIaCO:--+CaO + CO:
.
reakcesubstituani- atontneboskupinaatomi.ie nahrazena
zajin! atom nebo
skupinu
atoln[r.
.jinou
Zn+CuSO++Cu+ZnSOa
o
podvojnrizdmdna- spia2enidvou substitudnich
reakci.
NaCl + AgNOr --+NaNO3+ AgCl
ll
c) Podlereagujicicli distic
o
reakcemolckulovd reakinimi sloZkamijsou elektrcineutrilnin.rolekuly.
NO:+CO+NO+CO:
.
reakceradikalovd reagujiciddsticetvoii radikiily.
N O r + O H - \ , 1+ H N O ] + M
o
ionn inapi.r'e vodndnrprostiedi).
reakceiontovc rcagujicirnidlsticemi.isou
Cur (aq)+ pg(s) --> |er-(aq)+ Cr:1s)
'
rcakccprotoll,ticke(acidobzizicke)dochAzik pienosu vodikov-ch protonii.
H- - HCOr--+ I1:O* CO:
.
sejinlm rozddlenimnebo
reakcekoordinaini (komplexotvorn6) r'"vznaduji
pienosemcelychskupinatomir.
(luSO4(s)
+ '1H:O -+ [Cu(H:O)r]SOr(aq)
o
rcakccoxidadn6redukini
2.3.2 Reakceoxidain6- redukini
reakce(reakccrcdox).isoud€je.pii nichZdochdzfke zmdn€oxidadnfho
Oxidadni- redr.rkdni
disla ndkter6honebo ndkolika prr,kr.r.Oridacc je proccs dopror'dzem ztrdtou elektroni
(oxidadnidislose zr'1Suje).
pii redukcidochdzik piijmu elektronir(oxidadnidislo sesniZuje).
Vyrovn6nipodtu elektron[ruvolndnlch pii oxidaci a piijat. ch pii redukci se provd,diponoci
stechiometrickjchkoelicientir u dristic (atomi, molekul a iontii) podlihajicfch oridaei a
redukci.Toto plati fbrmiln6 i pro zlomktx'ehodnot,voxidadnichdisel.
Redor proces-vlze z.nazornil
oxidace
-III
-II
+II
III
'IV
V
VI
'\'II
VTIT
Piiklad1:
Pii
Manganistan
draselnyoxiduje v prostiedikysclinl'sirovdsiranZeleznatjna siranZelezit.v.
reakcivzniki siranmanganat.v
a sirandraseln!:
+ K:SOr + H:O
FeSOa+ KMnOl + H:SOr + Fe:(SO+):+ N,{nSO,r
Postup:Napiicmc rovniccpro oxidaciFc2*na Fe3-a redukciMn7*na Mnl*:
l ^ ^ l +
I Fc' - 2e- 2 Fc .5
Mn'- = 5e- : N{n2- ,r.2
^ -
oridace
redukce
l0 Fcr* - 2 lvlnr' + l0 Fer*+ 2 Mn2*
P r u l n T co r i d r c e I t t t t \ i { , J I ' , ) \ i J : trtc l L r k e ti p , ' t c t c l c k l r o n uu y o l r t € r r i epl ri i o r i J a c i r n L r s i
odpovidatpodtuelektronripii.iatvchpii redukci).prvni rornice nusi bit nisobenapEtia druhd
dvima. Po seiteni tdclrto dvou louic dostanemekoeflcienn molckul. u nichZ dochiizi ke
znrEnE
oxidainihoiisla.
+ 2 N4nSOr
+ K:SO; - 8 Hro
l0 FcSOr+ 2 KNInO.r+ 8 H:SOr + 5 Fer(SO.1)r
Piiklad2:
Je tiebar'1j6diitkoclicicntlrcakceoxidu2eleziteho
a oxiduuhclnatiho.
x Fe2O3t 1 CO -+ a(2Fe)+ b COr
2Fel-+6e-=2Feo
cl* - 2e-= cl* /.3
2 Fer-- 3 C:- -+ 2 Fe" | 3 C4*
x - i : ] ' =j . a = l : b : 3
FezO3+lCO-+2Fe+3CO:
Piiklad3:
draselniho
Jetiebar'f iridiitkoelicientl,
reakcemanganistanu
s kl selinouchlorovodikor,ou:
KMnOr-Fltll + KCI + \,lnCllr+ Cl: * H:O
MnTt+ 5 e-: N{n2' i.2
2 Cl' - 2 c'- I CI' i.5
2 Mn?+
* l 0 C l -= 2 M n : ' + 1 0C l "
+ l6 llcl -+ 2 KCI +2 N{nCl:r5 Clr+ 8 II:O
2 KNInOa
2.4 Hmotnosti atomri a molekul
je;ich atomt a molekul.Absolutniatomovd
charakteristikou
leitekjsou hmotnosti
DtrleZitou
jsou
hmotnostichcmicklchpn,kir
vclmi male.pohlbuji se iddovdmczi l0-27aZ l0-2sks.
N;t. ;-
;;ili;;;;;;k"
'H nliihmotnost
m = 1.67i55loiite,
hmotnost
m:1,99267 . 10" kg.
l_(
"i.- "rnia,
,iriLu i;Z
jednotku hmotnosti - atomovou
K vyj6dieni hmotnosti atomfi a molekul lze pouZit i vedlejsi
jednotkuu (u - 1,66057.10'7kg)
hmoinostni
Atomovii hmotnostnijednotkabyla volenatak' aby hmotnost I u mdla alomovahmotnostni
uhliku
konstanta,Jeif hmotnostm" je definovdnajako jedna dvaniictinahmotnostinuklidu
12r.
-.-
r n ( r r ( ' )I]
, u
Obrykle sev chemiipouZivajirelativnfhmotnostr'
RelativnialomovdhmotnostA, jc podil hmotnostiatomu X
konstanty:
A,(X):
m(X) a atomovdhmotnostni
m(x)
mr
atomoYi
Relativni atomov6 hmotnost uddvd. kolikr6t je hmotnost atomu X VEtSineZ
hmotnostnikonstanta.
podobnEjc defir.rovdna
takdrelativnimolekulovahmotnostM,. Pro rnolekuluY plati:
zl ]-l
M , 1 Y .: 1 - l ' fl,,
hmotnosti
Relativni molekulovouhmotnost molekul.vudavii soudetrelativnich atomor',"-ch
vsechatomirtvoiicichjcji soudast:
M,: I A,
2.4,1 Lritkov6 mnoZstvi
mnozslvisousta\T. ve kterdje tolik
JednotkoulatkovdhomnoZstvin je mol, definovan!jako
''C'
entit (jedincir).kolik je atomrive 12 g izotopuuhliku
Pii pouZir,hnfmolu musi bj't ddsticcspecifikor'dnyMohou to b1h atom-v'iontl-' molekuly
po
nebo clcktrony. Podet elenrent6rnichddstic v I molu ud6v5 konstanta.poimenovanii
slavn6mitalskdmf -vzikovijako Avogadrova konstantaN1
N,r = 6,0220453 102rmol-r
Velidinyvztazendna jednotkovdlitkov6 mnoistvi jsou velidinamimolirnimi.
jako molarnihmotnostM. Jakojednotka
Hmotnostjednohoatomunebomolekulyse oznaduje
vztaZeniina hmotnostpiedstavujemoldmi hmotnosl vzlah mez,imnozstvim lAtky n a
vriZitelnouhmotnostim (g.mol-r):
M = ^
n
Molarni hmotnostmd velkyivjznam pro praktickeurioviini l6tkovdhomnoZstvi.nebot'piim6
uriovdni Litkovdho mnoZstvi n (stejnd jako piime urdovdni podtu d:istic v t6lese) neni
praktick.vproveditelnd.
2.4.2 Hustota, moLlrni objem a mol{rni hmotnost
Hustota homogennihotdlesa je rovna podilu jeho hmotnosti(m) a ob-iemu(V). Pro distou
l6tkuB plati:
mlB)
.\ltB)
P 5r r = r i r ) : t { 8 ,
kde M(B) je mol6rnihmotnostl6tk1'B a V,,,(ll)je jcji mollrnf objem.
Podil hmotnostia objemu nehomogenni
.sni6si.uda'"ii.jeji stiednf hustotu.NejuZivanEjiimi
jednotkamihustonjsou: g.cm'' = kg.dm-'= 10'kg.m''.
Moldrni objcm l6tk1'B uddvd.jak. objempiipadhna jejf I mol. V',(B sc rovnrlpodilujejiho
n(B):
objemuV(B) a ldtkovihonrno2stvi
l tBt
\',,.{B):
n\B)
'\ltBl
olB)
Na rozdfl od mollrni hmotnostiziivisi. stejni jako hustotana tcplota a tlaku, piedev5imu
- 106cmi.mol-].
plynri.PouZivan,
mi jednotkamijsou:mr.mol-r= 10rdmr.mol'1
U idcrilnichplvnt. kterd se iidi stavovourovnici p.V: n.R.T byla za,nomtiilnihotlaku 101
325 Paa za teplot"v
273,15K stanovena
hodnotaV, :22,114 drn'.mol.-'.
Mol:irni hmotnost kitk_vB sc rovndpodilu hmotnostim(B) a jcjiho l6tkor,dhomnoZstviniB.;:
M(B)=
ml.B) =
n(B)
V,,,(B).p(l))
Hmotnostni zlomek litkl'B v soustavdse rovndpodilu hrnotnostiteto Litkl'v soustavdm(B)
m:
a celkovdhmotnostisousta\,-v
\\(B):
m(B)
zlomeksebEZnd
r'ljadiujev %:
Hmotnostni
\\(B)= 1001'(')
nl
t -
se rovndpodilu latkovehomnoZstvitdto l6tky
Molirni zlomekx(B,) ldtk) B, v soustavE
r'scchl6tekV SoustavC:
n(Bj)a soudtulatkoq'chmnoZstvi
v soustavd
obsaZend
n ( B' \
-/El \=
lnB,\
se rovr]djedni
latekobsaZcnlchv soustavE
Soudetmoliirnichzlomku r.'5ech
podilu
Hmotnostni koncentrace p resp. c,,,(B)lirk1' B I'soustavd(sm6s.roztok) se rovnl
a objemus()usta\')'V:
hmotnostitdto latk) obsaiencv sousta\'a'rn(B)
nt(81
e,f(tt)= -1.
kg dm-r= g cm-r= l0r g drn'r= l0rg lI
sc udfva vjcclnotkach
Ilnotnostnikoncentrace
podilu
Lritkovi (molirnf konccntracec(R) lftklB Vsoustavi(smis. roztok) sc rovnii
n(B) a objemusoustar'\'V:
v soustar'd
ldtkovdhomnoZstYft6to ldtk) obsaZend
. (B) =
'(B)
t'
je 1 mol. dm-l - mol l-r'
Jednotkouldtkovdkonccntrace
Roztok,ktcry obsahujcr.,I litru I mol litkl, se nazyvamol6mi a oznadujcse 1N4.roztok.
obsahujici2 moll'l6tky 2M. roztokobsahujici0.1 molu lAtky0'1 M atd'
Piiklad:
g (mr)
Jak6 je molarni konccntraceroztoku klsclinl sirovi. vznikldho ziedinim 2.00
:
(V:)'1
roztokut6to k-vselinl'(\\' 97.27u)r'e vodi na obiem 250 cml
koncentrovancho
= !L:\gif
nrrr-eo.r
- n,v'(H'so) - -100!fZ1=0,07ei
mol.l-l
t-(Hr,sol)
M(H.SO1).1,,. 98'10.2501
2,1.3 Zm6nysloZeniroztokri
litk)
roztokrirtlzn6koncentrace
toztokuvznikldhosmisenim
koncentrace
K vypodlur,!slednd
rtlvnicinebotzv kiiZovdpravidlo
B lzepouZitsmdiovaci
Vrcr(R)+ V:c:(R)= Vrc:(B)
V piipaddiedEni
koncentracc.
roztokira c jejich ldtkovdncbohmotnostni
kdev jsou objeni.v
do
tvaru:
picchizirovnice
roztokulatk) B distlmrozpouStddlem
V r c r: ( V r+ V : ) c :
KiiZov6pravidlo:
C-l
\
-t
Cl
/'f
--"
\
Cl
ct - cj
Ir -
t'.
cr
cr
P i i k l a dl :
roztokua 6 kg 15
.lakou kOncentracibudc-nrit roztokNaOII r znikli snriicninr1 kg 500,'n-niho
7u-nihoroztoku l
V t c r + V ' c ' - ( \ r 1+ V 2 ) c . ;
1. 5 0 6 . 1 5 r l 6 ) c .
cr 20 91r
Pifklad2:
roztoku?
Kolik lS%-nihoa 50%-nihoroztokusemusi snrisil.ab1r'zniklo 7 kg 209/o-niho
l5"i
50%
--.-20% -4"''
\ro
lo=30dilir
20-15:5diln
roztoku= i5 dilir - 7 kg. 1 dil - 0.1 kg.
5 dilr:r50 7oroztoku+ i0 dilir 150,'i,
:
.Tenutnosmisit5.0.2 1.0kg 509i,roztokua 30.0.1=6 kg l5 96roztokLt
2.4,1 Zrlkladni stechiometrick6\T'poitv
Stechiometricsc zabjvii r'- podty podle chemicklch vzorci a rovnic. SlouZi pii vjpodtu
sechemick,v-ch
sloZenislouienina r', poitu mno2sfif. hmotnostia objemulatck zr-idastiiulicich
ne:
ch r'!podtechsc postupujer.riisledor
rcakci.Pii stechiornelrickl
l . chemicki reakcese r'ljridii r'f icienou a vyiislenttuchemickourourtci.
2. pro jednotlir,i kitky. kterd se ziriastiir:jfrcakce,se rlhlcdd relativni molekulor'i resp.
atomov6hmotnost.
sevyieii numericky'.
3. ziskaneirda.iese daii do vzajemndhoporndrua neznd,md
l9
Piiklad1:
Kolik procentvodyje obsazenov krystalick6sodENa2COr.l0H2O ?
M. (NazCO:.10
H20)= 260 g.mol''
M , H u O : 1 8g . m o l . l - r
2 6 0g N a 2 C O 3 .H1:0O . . . . . . . . . . . . . . . .1. .0. 0.%
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .x. . . .
180gH:O
x
18ooo=
69.2%
260
Piiklad2:
Kolik g Zn je zapotiebi
k piipravE100 I H: ? A' Zn = 85,38mg.
Zn + 2 HCI -+ ZnC.l2+ H2
)) 4 |
100.0
r . 51 R
)1 4
= 29t.af Ln
Piiklad3:
I ^ ^
o distotd98%?
Kolik m'CO: seuvolnipilenim 35 t vdpence
Piepodetna 100%-niviipenec:
. .8. .%. .
3 5t . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
x .......................100%
-i 5' q R
":34.it
x:
100
100t vdpenceuvolnf 22.400mr CO2
14.1.........................x
1l ':i t--)40n
" " 7.68.1
x- "
m' CO:
r00
3 Chemickf rovnov6ha
Chemickdrovnoviha je takovf stav.sousta\ry,vndmZ se nemEnijeji sloZeni,i kdyZ vni
neustdle probihaji chcmicki ddje. Udinky t6chto dCjt se st6le navz6jem rusi, uslavenA
ji nulovdzmdnaGibbsov,venergic(AG
rovnovdhaje rovnov6houdynamickou.Charakterizuje
= 0).
V n6kteqichotevienichsoustavAch
(chemickfch.fuzikalnicha zejm€nabiologickfch)se
mriZeustavitustalenistav.Je to takof stavsoustavy,
v ndmZudrZeninemdnndho
sloZenf
soustaqje proviizenoneust6louzmenouenergie(systdmneustrile
piijim:i energiiz okoli,
zmdnaGibbso'l.v
enercieneninulovri).
Chemickdrovnovdhase ustavujev soustavdldtek. mezi nimiZ probihaji zvratndchemick6
reakce.Je homogenni.jsou-Ji vSechnvreakdni sloZky vjednd fdzi. nebo heterogenni,je-li
v reakdnismdsivice filzi.
Chemickou rovno'i'zihudefinuje Gouldberg - Waageriv zdkon: Soudin rovnov6Znjch
koncentraciproduktu reakce(umocndnychna pifsluSnestechiomctrickdkoeficienty)ddlenj
soudinem rovnoviiZnlich koncentraci r'yichozich Idtck (umocndn;lch na piislusne
stechiometrickikoeflcientr.)je konstantnia rovndserovnov6Znd
konstantddandreakcc.
Pro obecnoureakci
aA+bB<-+cC+dD
lze rovnovdZnou
konstantuK. r'rjnidiit:
r!c
c'(C).c'(D)
c "( , 1 ) . c( |"t )
kdec.isouror.nor,62r.rd
koncentrace
reakanich
sloZek.
Porovniiniror,noliTnvchkonstantK. je moZnepouzev piipad6.Zc reakcepiisluSistejnimu
stechiometrickimr"r
n.pu.Jinak se liSi zejmdnav jednotkach.Piikladvpro t1,pyreakci:
A"iB<+C
i:#:."
K.:l.mol-r
K.: mol.l'r
K.: bezrozmEru
je bdZndu reakci probihajicich
Vyj adiovrinf rovno\,dZnchosloZcni soustar'-rkoncentracemi
v roztocich.Pro reakcephnii lze rovnoYiiZnd
sloZeniq,j6diit takd rovnoviiZnymi parciiilnimi
tlaky (p;),j ednotlivychsloZek.
p'(c).p'(D)
p " ( A ) . p (' B )
V heterogennichsoustaviichje rovnoviiZndkonstantadefinov6napouze parciiilnimi tlaky
plynnich lhtek nebo koncentracemilatek piitomnych v roztoku. K heterogemimsoustavam
patii i rovnovrihy sraZecf.
Z hodnoty rovnoviiZni konstant.vse de odhadnout.ve kterdm smdru probihaji v soustave
reakcesm6iujici k ustavenirovno\r6hya kolik vlchozich Idtekpiejde na produkty.Je-li K.>
4, zristanev rovnov6zerlchozich l.itek tak mdlo. Ze praktickyprobdhlajednosmdmiireakce
smdremk prodr-rktim.Pii Kc< 10* jsou v rovnor'6Zndsmdsi praktickyjen rychozi Litky a
reakcet6m€i neprobih6.
21
je ddn obccnym principem akce a
Vliv reakdnichpodrninek na rovnov6Zni sloZeni soustav-v
reakce.Poruienirovnov6hyvndjiim zasahem(akce)r'yvol6v6ddj smEiuiicike zruieni tohoto
vn€jSihoz6sahu(reakce).
Rovnovihureakciovliviuji reakdnipodminkyzejmdnatcplota. tlak. koncentraccreagujicich
ldtek a piitomnost katalyz:itoru.
Zmenou teplot,v se mc:nf hocinotarovnoviZnc konstanty.lJ cndotermickich rcakci sc
s rostouci tcplotou hodnota rovnor,iZni konstantyK. zv1'suje.u cxotermick;-chrcakci st
naprotitomu sniZuje.
Zmdnou tlaku lze ovliynit |todnoturovnovtiZndkonstant.vreakce.pii ni2 se mdni ldtkovd
mnoistvfpllnnjch reaktnichslo2ek.Pii zr'-ierritlaku se rovnorilia posourave smiru dilii
reakceprobihajici pii souiasnint sniTeniobjemu sloZck v sousta\.. Pii poklesu tlaku se
rovnovihaposour'6vc smdrudflii reakcepii souiasnemzrl ior'hnij ejich obicnlu.
le stnEru
ZvySi-li sc koncentrace
.iedn6z reagulicichsloZek,posour'6sc rovnor'1hareakcc
reakinichproduktriaZdo jcjiho spotiebovdni.
piitomnostkatal!z6to1rv reakdnismisi sicc urychlujeustavenirovnor6hr'.ncovliviiujeviak
hodnotu K. (katalyzatory'- lhtk1,.ktere zvyiuji reakdni r1'chlosttim. 7e snizuii aktirre'ni
uhlovodikt atdl'
Pt pii hydrogenaci
energiia z reakcerystupujf nezm6n6nl'napi.
3.1 Rovnovdhy v roztocich elektrolytri
Elcktrollry jsou l6tk1, klerd sc pii tareni nebo pii rozpouStdnirozklidaii (itipi, disociuji.
ionizujij ila ionrl' (kationt,va aniontlJ. Procestohoto rozkladu se .az,* i clcktroly'ticki
oi.ociac". Elektr;lyt"v,ktcreisou v p$ne fazi Vc lbrmd iontovlichkryslalfr(napi. KCl. NaCl
prakticky irplni a nazjvaji se siln6 clcktrolltl'. Slab"mi
aj.) jsou V rozroku disociovdrn"v
eiektrollt.vjsou oznadovdn,vldtk1, kterd isou r,roztoku disociovdnl'jen i6stednd (nrpi
HzCOr,HCOOII aj.).
3.1.1 Protolytick6rovnovdhY
kde pii reakcidochizi k odevzdivdnia piijimdni protonu.Jako
Ustavujisev soustar,6ch.
piiklad lze uvestdisociacik1'selinyoctovca amoniakuvc vodd'
CHTCOOII+ H:O -+ I{rO- + C}{]COOLINHr + H:O + NI-11-+ OHKaZdou protol.vtickourorno\,dhu lze lbrmilni rozdilit na dl6 dfldi rovnov6hy.Pro vysc
uvedcndpiikladl plati:
Pro kyselinuoctovou:
Il:O + II* +> H:O*
cllrcooH <+ H- + CHTCOOFI'
Pro amoniak:
H2Oe OII' - llNll:-H'++NH;-
Dilii rourovirbl pouZilIlronstedk deilnoriini klsclin a zisad:
protonu.
5ghopn.ipictl/rrat pfoton.iirrcLitcc.Klselina jc donor(r.larcc)
K1'se nl jc 1;,1Lu
od-jine1
latkl pii.jmout.Zlisada.jeakceptor(piiit-mcc)protonu.
Ziisada.jelitka scl.ropnh
I'ii proarlytickdrcakci kl seiina picdl :vtr; prolon a stanese z ni zisadr. Zc zhsadlsc piijui;n
protL)nu
stanek1'selina.
protollticki rornovdh).kterou
klselinl r't- rodE vede k r.tstrtveni
F,lcktrolltickiiclisociace
rovuovdZnakonslantaK. napi.:
char:rkterizujc
C H : C O O I I TI I : O e C I I , ( l O O - + . H : O -
-
f!.
c ( ( H . ( O O ) . t ( I l . O -)
t(CI I.( O{)H ).c(H -O)
se proto
.Ieji koncentrace
Ve vodndmrozlokuje voda vzhledemke kl selrni vZdr v nadb11ku.
K. [ll]O] dostdr6menovoukonstantu
pii disociaciklsclinl praktick)nenini. Po \')ndsobeni
K,r tzr'.disociainikonstantuky'se nr':
c(1.H.(.OO ).c(11.O)
(
)
(
)
l
l
\
ct('H.(
Kr
filcktroll'tickadisociacezirsadl r'c vodi \ede k ttstavcniplotohtickd rovnovihl' kterou lze
K. nebodisociainikonstantouz6sad)KB napi'
konstautor-t
rovt'tovd2nou
charakterizovat
NI{:+H'O<>NFI;.+OH-
rrB
d , \ H , - ) . c ( O H)
c(.\'11,
)
konstilntruznlch latek se uvddEjiv tabulkacha slouzi kromi jindho
Hodnoty disociadnicl.r
silnea slabeklsclinl (Kn) neboz6sad(Ks)
taki kc tiiddni klselin a zisaclna silnc.stieclnE
Silne
Stiednisilnd
SIabe
K , r( K n )> l 0 - r
K - n ( K n )1 0 ' r l o - 1
K^(Kr;)-101
3.1.2 Autoprotolizavod)'
Izerljddiit reakci:
N{olekullvodl mohouproton}.iakpiijimattakodcrzddlat.r\utoprotolyzu
l,:
H:O <J HrO - OH-
H:O
Rovnoviihut6to reakcecharakterizujerovnovdZndkonstantaK.
K.=
c ( H ^ O t ) . c ( O H)
c'(.H.o)
Tim je
ExperimentdlnEzjiSt6na hodnota rovnov62ndkonstant.vdini 3.265.10-i8(25"C).
nedisociovanich
molekul
112O
posunuta
na
stranu
rovnovAhav- raznC
Proto2epii disociacivody piipaddpii 25oCna dvoiici ionti H30- a OH-piibliZni 555 milioni
molekul vody poklddatza
nedisociovanichmolekul vody, lze koncentracinedisociovanrvch
konstantni.
K. . c2(H:o): K, - c(l'lro*). c(oil-) - 1.0. l0-rr molr.l:
Nov6 konstantaK" je tzv. iontovj produkt vody.
JelikoZpodet iontii HrO* a OH-.je stejnj. r'1'chdzipro jejich koncentracipodle iontovdho
produktu:
c(HlO-) = c(OH-)-
t(
: 1 . 0 . 1 0m
' 7o l . l - r
Koncentracel0-7 mol.l'l iontt H:O* r' jednom litru i'od)' znameni. 2e z 55.316mohl I'ody
(hmotnostvody pii 25"C.: 997.07 g.l-r / molhrni hmotnost vod1 18.0153 g.mol'') je
protolyzovanlchjen 10-t.molri vody. Rozsahautoprotolyzyvzrtstii se vzrristajiciteplotou
(v5echnyhodnot"v
v mol'.1'):
roztoky:
Na zikladd vztahumezi koncentracemiiontric(H3O-)a c(OH-)lze charakterizovat
c(Il:O-) > c(OII )
kyseld
b6zickd(alkalickd) c(H;O-)< c(OH-)
neutrdlni
c(IIrO-) = c(OI{')
V praxi se bd7nd r1'jadiuje charakterroztok& pomoci tzv. vodikovdho exponentupH
(Scirensen1909. zkratka lat. potentia h1'drogenii)definovandhojako zripomy dekadicky
logaritmuskonccntrace
ionttrHIO- :
pll:-logc(HrO-)
Roztokys pH : 7 jsou neutriilni,roztokys pH < 7 jsou kyselda roztokys pFI > 7 jsou bazickd
(alkalickd).Z hodnotypH lze v"vj6diit koncentraciH3O- pomocivztahu:
c(H;o-) 1g-nrr
1mol.l'r)
Analogickyj e definoviinukazatelpOFI:
pOH = -log c(OI{')
pH + pOFI- t4
Cin niZii je hodnota pII. tfm v"vSSije koncentracehydroxoniovych kationtt a niZii
konccntrace
hydroxidoqichaniontt.
V tab. ll jsou uvedenl iontovi koncenlracea piislusnehodnotl pll pro kyseld.neutriilnia
alkalickdroztokl'.v tab. 4 jsou uveden' hodnotvpll ndkterych,r' bdzndmzivotEpouZfvanlch
roztokt.
Tab.3
Hodnotl.pH s piisluinlimi koncentracemi
h.vdroxonior-y.ch
a hl,droxidorlch iontt
O-r (mol.l'
Charakterroztoku
lreullalnl
/
alkalick{'
Tab.4
}Iodnotl'pH rybranl-chl6tek
L{tka
DH
IM HCI
2aludedniSt'hvv
ponrcraniorI il2us
!inc)
s r d Z k oi rr o d r { p r u r l .h o J n o l J }
zmkovi kiiva
Lftka
s r a Z k o ri r o t l l l r r e s l c e n i C ( ) 2 1
0.9 1.6
t.8
3.5
l
l
5.0
voda(chemickliistd.25"C)
krev
moiskiir oda
nasrcendr ipenndnrleko
I M NaOFI
DH
5,6
7.0
7.8- 8,2
I l.)
14.0
HodnotapH roztokLise uriuje kolorimetrickl nebo potcnciometnckl'.Ke kolorimetrickym
metodilm patii orientadni stanovelti s r:niverzalninrindikdtorem a picsn6jii stanoveni
tlumivymi roztoky'a vl,branymi acrdobizickjmi indik[tory (kitky reagujici na zm6nu pH
zmdnousvehozbarveninapi. lakmus.ltnollialein a dal5i).Piehlcdvybranich acidobdzickych
indikatorrijeuvedenv tab. 5.
indikaton
Tab. 5 V1'brandacidobdzickd
Indik:itor
lh\'rnolovi-! moor
Bronifenolovii modi
Br*rk*"'l"rt
rcl.'[l
Methylovddcrveri
modi
Bronrthymolovd,
o-kresolftalein
ZmEnaz,baI!'J!ii!444!9Iu
Funkini oblast
1 . 2- 1 . 8
t.0 -.1.6
3.8 r:5..1
.+.1- 6.2
b.0 7.6
8.2 9.8
kyseli forma
aervcna
Zlutd
I
ilqq
eervcna
Zluta
bezbarvd
b:izickf forma
Zlutit
modri
modra
- ' ZI
IA
modrd
icrvt-nollalovi
K pi.esn6mu Stauoveni pH slou2i potcnciometricke stano\cni (potencitlrrettic
pro kteresc
analltickametodaumozriujicinrdiitaktivit) iontirv roztocich).
clektrochemicki
jako rr1irna elektroda nejvice pou2ivd sklendnaelektroda a .jako rcfcrcndni elektroda
kalomelovdneboargentochloridor'h.
Piiklad I :
H:O* iontt v roztokttdini 8.2 . l0-6mol.l'1.Jakdjc jcho pll'?
Koncentracc
=
pl'l = - log c(HrO'): - log 8.2 . 10'": -(log8,2+ log 10"')-- -(0,9138 6) 5.086
Piiklad 2:
H;O- r' roztokujchoZ pH : 1.62'?
Jakiije koncentrace
-log c(H:O') : '{.62
' + . 6 -15 - 0 . 3 8 5
logc(l{lO-)--1.62'5
= l o g 0 . 3 8. 1 0 ' 5= 2 . 1 9 9. l 0 - 5m o l l - r
ciit,o'1
3.2 Neutralizace,hydrolfza soli
Neutralizacisc oznadnjereakcevodndhoroztokuklselinl s vodnjm roztokemzdsadyPiitom
setvoii voda (z iontfi H3O' a OH-) a sirl.
I I 3 O ' +O H -e 2 l l : O
i lCi + NaOFI<+ I IrO + NaCl
Ndkterdiont-vsoli mohou Ie Vodi rl stupoYatjako klselinv nebo zasadya to bez ohleduna
soli. Pii rcakci tdchto iontii
to. zda roztok soli vzniknul neutralizacinebo rozpouStEnirn
s vodou vznikaji samostatndiontl, Hlo* nebo oH-. vj'slednf roztok soli proto mfrze byt
nebo zdsaditj. Protolltick6 rcakceionti soli s vodou sc nazlvd hydrolfza
neutrdlnf.k.vselli'
soli.
Piikladyh1'drolyzvsolf:
siln6zisadl
a) Sil silni k1'selinl'a
Ve vodi je disociovdnairplni na iontv. kterd s vodou nercaguji.pH vody se nemdni
(napi.NaCI).
b) Sftl slabcklscliny a silnd zisadl
Napi.octansodni.
C F I , C O O N_a> C I I ; C O O - ' N a -
(H.((X)-\r
H
O H ' - - + ( I l , ( u u Ht t t t , : , t "
V""-slednd
chcrnickd
rcakccvodnehoroztokusolijc alkalickri.
c) Srllsilni klsclinl'a slab6zdsadl
Napi. chlorid antonni
\ l l r ( i - - -N I l r . ( l N I I ; - - C ' l - - H - ' O H ' + N I { 1 O Ht L ' *
Ci-
Visledni chcn.rickireakcevodnehoroztokusoli je kr sel:i.
d) Siil slabdklsclinl a slabdzasadl
Napi. octanamonni
C I L C O O N I I '+ ( . H . C O O + N I I r -
cH ( oo
\ilJ
II
()il' , ( il.( ()OH OIr
1il]
V, sledndchemickdrcakcesolije piibli2nEneutrilni(zavisfna rozdilusfll' k1'sclinl'
a
zisadl ).
3.3 Tlumiv6 roztoky (pufry', ristojn6roztok\')
Pufn. irstojndroztok)' maji schopnostudrzovatstdlou hodnorupIJ prostiedi.P[rsobiprorr
zmdnir.npll roztokLik nirn2 bl doilo po piidani uriit6ho nlrloZstvisilne kvselinl nebo
zisady,Pufry'.jsou
tvoien\ smEsislabeklsclinl ajeji konjugoran6
zasadl(tlp l) nebosn.rdsi
slabczisadl a.jeji konjugovandkvselinvitvp 21. l,ufn se piipravujijako sntisi slabjch
klselin a jejich soli sesrln-nri zdsadarni
(t1p I napi.CIIrC'OOH, CI13COOT.-a)
neboslablch
z6sadajejich soli se siln.nti kysciinarriitlp 2. napi.NHr . NfIrCl) a takczc solfvicesllnjclr
kr se)in(napi.KI I:POr+ K:HPOr).
Piiklad pirsobenfacetiitovdho
puliu:
a) Pii piidarkusilnekvselinr':
+ HrO
C I I T C O O -H- r O - - +C H r C ( X ) H
-+
+ IICI CII.TCOOH
+ Na(-'l
CHTCOONa
pll roztokusenraktickvnczmini.
Tvoii se milo disociovanakvselinaoctovd..
21
b) Pii piidavku siln6 zdsadY:
CH3COOH+ OH--+ CHTCOO'+H2O
cHrcooH + NaOH + CH3COONa+ H2O
Pii neutralizacivznikd sil slabdkyseliny.pH se piiliS nezmdni.
- Hasselbachova
rovnice:
pH pufrtrse pouZiv6Hendersonova
Pro vy-podet
Pro t)p I :
l "
t
n
c, pKu*log -pKu-lt'g ,,.
nd
c,,
Cu./,
pH=pK"+169
soli a kyseliny'
koncentrace
Kde c,,c"jsou v-."-sledn6
ns,najsou vlislednrildtkoviimnoZstvi(mol) soli a kyseliny'
c,o,V,o a c"". V"ojsou ptvodni koncenlracea objemyobou sloZektj soli a kyselinyz nichT
byl pufr piipraven.
Protvp 2:
pll: pK, + log !l= pak* log
,;' t/;'
nt =
pak + log
11,
t,
c.".1.
,"
soli a zdsad-v.
Kde c,. c6jsou vysledn6koncentrace
(nol) soli a ziisady.
jsou
mnoZstvi
vjslcdnii
ldtkovii
ns,nb
z nichZbyl
a objem-yobou sloZektj. soli a zixadr-"
c,o.V.,, a .lo,VonIrou pri'oclnikoncentrace
pufr piipraven.
Biologick;ivyznammaji pul\' udrzujici pH ve vnithiim prostiediorganismu.Napi. pH krve
(7.36
7,44) udrZujc hydrogenuhliditanov!pufr H2CO3/HCO3-,fosf6tor'1 pufr HzPOr,&IPOr'-,bilkovinnypuli.
3.4 RedukinEoxidaini rovnovShY
Redukdndoxidaini rovnovdhy se ustavuji v soustavach,r'e kterych probihaji redukdnd
oxidadnireakce.
Pii redukdnd- oxidadnichreakcichdoch6zike zmdn6oxidadnihoiisla ndktcqichatomt resp.
ionti. Tato zmdna je r'.wolina zmcnou podtu elektronrireagujicichsloZek.D6j spojen;/
s odevzdiiv6nimelektronri se nazlvd oxidace. ddj spojeny s piijimanim elektronfr se nazjvii
redukce.Oxidaci tedy dochrizi ke snizeni a redukci ke zvliseni podtu clektronriurditych
atomri. Elektrony nemohou rystupovat samostatnd.ale atomy resp. iontv si.ie vziijemnd
pieddvaji.Oxidacea redukceisou dva dildf ddjeajedenbez druh6honeni moZn!.
Redukdn6oxidadniproceslze r1j6diit Nernstovourovnici:
ox+ne:red
Jako piiklad lze uvdst rovnov6hu. kterri se vyvoii po ponoienf zinkov6ho plechu do vodn6ho
roztoku siranumdd nat6ho:
zn(s) + Cu2*(aq)e Cu(s)+ Zn2*(aq)
Formiilndlze redukdndoxidaini rovnovdhutdto reakcerozd6litna dvEdildi rovnoviihy:
Zn(s)e Zn2"(aq)+ 2 e'
Cu2.1aq)+2e<+Cu(s)
Z reakcivypljr.d, Ze redukovan6forma (oznadenired).kterii pii rcakci piedrisvrij elektron,
zoxidujena oxidovanouformr.r(or).
Zn --+z n 2 ' + 2 e
red > O X* n s Oxidovan6formanaopakpii.jmeelektrona zredukujese.
Cur- + 2 c- -r Cu
ox + ne'-+ red
KaZdi z uveden_
ch dvojic liSicichseo.jedenii vice elektront senazyr'6rcdoxnisyst6m.
Ponoii-li se indiferentniclektroda(Pt. Au) do rodniho roztoku smdsi oxidainfho dinidla a
jeho rcdukenihoprodLrktu.
nabiic sc na urcitr notcnciil.H()Jnot:lrohoropotencidluzdrisi
pouzena pomiru oxidovani a rcdukovanetbrml,iinidla. nezivisi na charakteruelektrody.
Podlc Clarkovr teorie vznikii redukind oridadni potencialreverzibilnir-_minou elektrontir
mezi oxidaini a redukdnitbrmou pii aem tuto rimEnu zprosticdkujeindil'erentnielektroda.
Jestli2ev ildnku probihavj Seuledenilreakce.ie redukdnd oxidainf potenciil definoviin
r
,t
F -F r r e d " - , _ #, ' .L l i ,
Kde
Eo
R
T
F
n
(re/ox)je normiilniredoxpotencidltj. potenciil elektroJrponoienedo roztoku
v nBm2[red] : [ox] tj. r,roztokuje 50% mol [red] a 50% mol [ox] tj. jejich
pomdr- 0).
mol6rnipl.vnor'6konstanla.
termod)namickAtcplota,
Faradayova
konstanta
celkorli podetelektrontpodilejicichsena reakci.
Sestavime-li
rcduktnEoridadnidinidlapodlejcjich nomriilnichredox potencifhi.dostaneme
iadu v niZ nejpozitivndj5ihodnotl maji ne'jsilndjiioxidadniiinidla a hodnotyne.jnegativndj
Si
nejsiln6j
ii redukdnidinidla.
Hodnotyredukindoxidainfchnotenciiiltn'branvchsyst6mr:l
isou uledenv v tab. 6.
29
Standardniredukt'ni-oxidacni
-0.90
SOa2r-11,9+ e -rSu3r'+ I OH'
-15.?:5
So,2-+3 t{:o + 6e-+ Sr' + 6 ol'{-
-10,i+
-u.bl
-o+o
-u'56
0.tr0
0.01)
I - , : r O I l t(;\ )
)H
c > F e( u H t : 1 s ; o H
, fa+ll.r,rr
)()r' rqll
-
'6c'-+ll:
+ll'(r
SO4r-+8ll- + 6e +-S(s)+ -1IL,O
O : ( t ) + - 1H - - - l t --
l
-
I
r ri
rl '-1i
6.05
0!l]
I Il:O
Clrtuu) + 2r- + I Cl
or (g)+ 2 Il' + 2e+ Or (g)r Il:o
VeliclnLr
Yjpodti se pouZfri slnlbol pE (pc). Jedn6se o bezroznldrnou
Pro zjetlnoduienf
jako relali\nf aktivitaelektronri.
definovanou
pE:-loga(e)
potencihluvc voltechje pii 25 C dhn rovuici:
Vztahk oridadnd-redukininru
E - 2.i RTF
PE
:0.059 PE
p E - 1 6 . 9 5E
reakci.ktcreiprcbihajive vodichVdtli1a chemickjcha biochemickjchoxiclaini-rcclLrkinich
je zavisldna pH.
3.5 SriZeci rovnovih)'
Vedle komplcxnich roVntxih. kterd se ustaluji Y homogennich soustavdch(pieviTnE
existujcceld iada piipadir.kdl se ocluriite mezni koncentraccccntrdlnichatomu
kapaln;i'ch).
Vznik
a figandirzadnevr,ludovatdalli llize (zprar,idlatuhf) a soustarase st6\ii heterogenni.
kterl ic vfsledkenrchcmicki rcakcesenrzrr i sriZeniltt
tuhdf6zc v roztokr-I.
Piiclameli do rozpouilddla ruilo rorptlstnotl sirl ve vdtsinr nlno2stri neZ odpovidi
roztoku. nadhlteind ntnozst\i zistane nerozpuitdntl. l\lczi ttrhou lhzi a
nas,vcendnru
.lelikoZsirljc siln, clektrollr.ktcrl je itplni disocior.rn,
solfsc ustavirovnovAha.
rozpu5tenou
a je-jinri iollt) r roztoku
jedn:i sc o rovnovairu mezi soli v tr:hc lizi
Obccndlze heterogcnnirornovdhu t.nczitrthou (azi \,1",B,,a hldratovanimi iontl r roztoku
wjiidiit rcakci:
<+ mNfn-* nBn''
(i\,1,,,t3,,)
Povaharovnor'dhyje dynamickdtj. ionty piech6zejineust6lez tuhe f6ze do roztokua jind se
opatvyluduji na povrchutuhd l6tkl'. Rovnovzihu
charakterizuie
rovnovdZniikonstanta:
s - !:l-l ,!r'
" t , .| \" u . l !
LlYeclcny
rrraz lze z-.jcdnodLriit
zahmutimjcdnotkordaktir,itl tuhi l6ze do konstantl':
K.. att"' . ann
I'rotoZcaktivrtaionltt r e ziedEnlchroztocichse pr-ak1ickr,
ror,niikonccntraci.por-rTfvaji
se pii
r'lipodtuhodnotl koncentracimisto aktivit reaqujfcfchiontu.
Konstanta K. sc naz.r'i souiin rozpustnosti. Nahradime-li v dandrn vztirhu aktivitl
rovnor'dZnlnri
koncentracemi.
dost:rnenrc
pr-osorrtinrozpustnosti.
r'r'jtidicnikoncentraccnti
iontu v nasvcendm
roztokuvztah:
K. - c.r"'.,r"'.cu". 7
kde ,r"'a ;r".isoLr
aktivitnikoelicienlliontLi\{"'- a R''.
Souiitrl rozpustnostirl bran-ch anorganickjch sloudcninj sou uvedenl r' tab.
.lakopiiklad lze uvcistsrhZcnichloridustiibrndho;
Dusidnan
stiibrnije ve vodndmroztokuzcell disocioviin
na Ag- a NO3-iont1.PiidavekNaCl
ji2 pii velmi nfzklch konccnuacich
Ag- r'polivd vznik sraZcninlr\g(i1.\rt,n oienl chlorid
stiibml'je velmi mdlo rozpusln! r'e vodr,.proto.jev ror ncivrizese svym nas1cenl,
m roztokem,
A g C el A g - + C l K.:a1.f
.a11-
jako neprarl
Je-li aktivita nahrazenalftkovou konceutraci.pak konstalltabjvii oznadovdna
produktrozpr.rstnosti
K. .
Produktl rozpustnostidovoluji vrpoditat rozpustnostsraTeninv distd vodd a takd pii jakd
meznfkoncentracisc zadnesraZenina
vvluiovat.
Hodnotl' K, uvidind v Iiteratuie se dosti rizni. .le to zpirsobenondkteryrni fyzikrilndcheniick,v"mi
vlir'1'jako napi. krystalor,oustrukturor.l.
st6rnr-ilimsraZcninvatd. Vyznamly je
zejmdnavlir' sldrnutfsraTenin.proto2ez hlediskadobl zdrTenivody v reaktorupii srdZecich
procesechse vdtiinou jeitE neuplatiiujetermodlnamickl stabilni forma. Zpravidla jsou
derstvesraZen6hldratovancloridl rozpustnijii nci modifikace.ktere.jsourl,slcdkcmjcjich
stiirnutf.I)ii stiirnuti sfa2cnin.jdc o ncvratrrdstmktulirhriznrinv a r,jcho prtrbdhuse muze
i1
hodnotaK. lisit i o nekolik i6dri.Porovn6nihodnotK. rybranlfchsloudeninje uvedenov tab.
7.
Idtek oir 25 ('
anorganickjch
Tab. 7 Souiinyrozpustnosti
PK.
DK.
AeCl
9.75
Cd(OH)r
11.3
AgBr
12.31
4
13.7
r\gl
I0.08
cdcor
c(oH)r
30.00
11,61
Cu(OII):
r9.32
Al(oHh (eibbsit)
33.90
Fe(OIl)z
l 5 . lI
Al(OH)r (beyerit)
35.16
FeS
18,95
Al(OH)r (hydrargilit)
36.24
Fest pvrit
26.27
BaSOr
9.95
FcCO:
10.68
Ca(OIl):
5.2
\lgCO3
5.00
CaF.
I
10.-+
M g C O j . 3H l O
5.40
Agr CrO4
9cqo.-{44rqrt)
f
:1 1,)
__-i
9etOr'.?lJ,QGt4rovec)
_
Lftka
Lritka
Ca:(P(\):
CaCO: (kalcit)
CaCOr (aragonit)
MgNHa POr
,.
rq!!,,
J i7
I
26.00
I
Mnco;
1-
t(*,,
!r:+
Pb(oH):
8 . 15
10,53
t
'r:.
15.00
oxidrl,ke zvit5oviinfidstic a k jejich
V prtbdhu sthrnutfdochazik dehydratacih;'dratovanl,lch
a
strukturiilnimzm€nim. Privodn6aniorlni modifikacepiechiizejina modiflkacekr1'stalick6
krystalya celkovypodetd:lsticv roztokukles:i.
naopak.Postupndsetvoii vdtii a dokonalejSi
vliv st6rnutisraTeninse projevujezejmenau hl,droxidfra sulfidri,ktcrd tvoii iadu amorfnich
a krystalickych modifikaci. St6rnuti podlehaji i m6lo rozpustnd soli jednosltniich i
dvojsltnychkyselin(AgCl. BaSOr.PbSOratd).
3.6 Rozpustnostplynfi ve vodE
plynu vc vodd zeivisina jeho parcirilnimtlaku nad hladinou,na teplot6a na
Rozpustnost
plynua vod.v.
povazeobouslo2ck.tj. rozpouStendho
chemickd
plynu
jejichZsloZkyreaguji,je za dan6teplotyrozpustnost
Henry(1803)zjistil.Zeu soustav.
tlakunadhladinourozpouitddla.
piimoim6rn6jehoparciiilnimu
32
p:H.X
kde
n
je parcidlnitlak sloZkyi v plynndfrizi,
jeji mokimi zlomek ve fdzi kapalnd.
H
konstanta[mErnosti/Henn ho konstanta./.
Je-li v soustavdzastoupcnon6kolik pllnnvch sloZek.jejich rozpustnostzi:isi za dandteploty
jen na parcirilnichtlacich a neni ovlivndnapritomnostiostatnichpl1'nri.Henry,hokonstantaH
proto za nizk,ch tlaki nezdvisi na sloZcni pl1'nnefiize. Rozpustnostn6kterychplynir v
zdvislosti
na teDlotdie ur,edena
v tab.8.
a b . 8 R , r z p u s t n trrrsbt r l n i c h p l r n ur c v o d cn i i l l a k u 0 1 3 2P a
Teplota
pl] nu (mg.kg)
Rozpustnost
: - -
l - - _ - T !
("c)
N.
0
O:
CO:
H,S
29.1
69.5
3380
7016
)
26.1
61.2
2790
6040
l0
t.r.l
5.1 i
2360
5ti2
15
21.1
48.7
2000
1175
20
19.3
++.J
1730
3831
25
17.9
.+0..+
1500
3470
30
l6.ti
37.2
1310
3090
I
Velkli r'.iznamntaji v chemii vodv zejmdnaudaje o rozpustnostik1'slfkuve vodd. piitom je
nutno rozliSovatmezi rozpustnostisamotndhok1'sliku ve vodd a kysliku obsaZen€ho
ve
vzdr.rchu.
Tak napi.pii 0" C a tlaku 101325Pa iini rozpustnost
iisrdhoky'slfku69,5mg.kg.
kyslikuze vzduchuvSakza stejnjchpodminekjen 1.1.63nig.l .
Hodnotyrozpustnostik.vslikuve vod6.kter6je ve st1'kuse vzduchemnasycenymvodni p6rou
pii 101325Pav zdvislostina teplotdjsouuvedenvv tab.9.
Kyslik je nezbltny pro zajiStEniaerobnichpodminekpro samoii5tdnipovrchovlichvod i pro
biologickddiSteniodpadnichvod. Je r_ znamnlm ukazatelern
kvality.povrchorychvod.
33
Tab.9 RozpustnoslOt ve vodE.ktcri.lc ve stlku sevzduchemnaslccnim vodni piirou
1 0 1 1 2P5a
I.+.6i
0
lo.2e I
,.13.11
ll.l5
b
16
4
8,12
30
7.57
9.86
0.-16
18
r T - i , t i i , , ,
I I .18
,r
:o
i o . u t ' , ,
8.7.1
ll
-10
6.17
Energetikachemickychreakcf
Chemickritermodlnamika se zabivi zejmina energetickoubilanci chenlickjch proccsi.
jejich r"rskutednitelnosti
z energetickchohlediska a rovnovd.hami.kterd se v reakinich
niiplrri.
ustavf.Termodl,namickjslstdm piedstavujeaist proston-ls.jchohntotnor.r
soustav5ch
Vzhlcdcmk okolf serozliiu.ie
o
r
.
izolovan! s) stcm nedochizik r';-mdnienergica hnrotl s okolitl.
uzar,icnj s)stdln - dochizi pouze k r'lmdni energie.nedochfzi k r1:nr.*ni
hmot) s okolim.
otevieni s)s1in1 dochazik t',mEni encrgiea hnrotvs okolim. napi. lidskj
organlsmLls,
naniicki di-j.
Piechodzjednoho stavu sousta\'\'do stavu druheirose oznadujejako ternlod)Termodl,namickd
dclje mohoub, t:
o
.
.
.
izotermickd.prcbfhajici pii st6li teploti.
izobarickd,probihajicipir stilcm tlaku.
izochorickc.probihajicipii konstantnimobjernu.
k.l)' s) stenlncr'1'miiiujes okolirn teplo.
adiabaticke.
Pii vratndm termodlnatnickem di'ji proch6zi soustavavclkim poatent mal,ch stavovlch
s okol{m.Tento ddj lze kdy'kolivzastavita obruicenlnr
zmin. pii ktedch je stzilev rr-.r.'nor'1ze
sledemmallch ztr.rinvratit souslilvui okoli do pirvodnihostavu.l)ic.jdc-lisoustavazjednoho
tentoddj ne\ratn,. VSechnysantovolndprobihajiciddje
stavudo drtrhdhoiinynr zpirsobcm..je
jsou
(tj. bezdodAnienergie)
nevratne.
4.1 Prvni termodynamickfzf kon, vnitini energie
Prvni termody'nan.rick-zakon je zikttnem zachovini energie. aplikovanlm na
termodlnamickdddje (soudctvicch clruhtrcnergiev uzavienemsvsldntuse nemdnitj. cnergii
.]-1
nelzc z nidcho v]'robit, ani ji zniiit. pouze pieviidi't .jcdnu formu cnergiev jinou). KaZd6
energiese mfrZebezc zblrku piemdnit v teplo. kde2toteplo se m[2e piemdnitjen d6stcdnd
v netepelnouenergii - prici. Ztohoto zakona vvpl, r'6. Ze pifrr.istekvnitini energie AU
sousta\],serovnasorietuteplaQ a prriccW. kter6b.vll soustavddod6n1':
'\lJ- q*ry
Piijima-ii sousta\acnergii.nrrilc to bj1.ier1r'e fornrt teirlaQ ncbopracc\\'.
\ a jc protostavoroufiurkci.
zrranusousta\
Znrinavnitini tncrqiesoust.rvr\l I chtraktctizuic
l , r ' n l ( ' rn | i t c cs l . r \ \ " \ l l t i l t t n \ e ( l l l i l l c i . , ) L l .
II. kterei
Pro ni sc zar6didalii novi starovi lirnkcc ,rnthalpie
1\,{nohd
tli'jc.jsouizobaricke.
jednoznaindcharakterizuje
znrin\ stit\il :trrusta\\.Znrtna enthalpie.\H neboli zmbnl
tepelniho obsahusouslavr.je znrina cncrgiesouslavvpii piechoduz poiilrteinihostavu do
koncinchostavu:
o
Chernickercerkcepllnnjch litck probihajir otcvienc!soustaviza konstantnfhotlaku.
JcstliZctcnto s!stdn \lkonii objemovoupriici pJ\t. pak znrEnaenthalpiese rovn6
prici:
zmdni rnitini cnergiezvitSenio objemovou
jll
r
rli _ p.\\'
Chernicke reakcc kapaln-ch kitck. Objcm rcakdni smtsi se nemdni (AV je
zanedbatelnf)a zrldna enthalpicse pak rovnli zmini r nitini energie:
ill=1lr:Q
pLrdminck tlak 101.i
di'je (za standardnich
sledovaniho
ternrodlnamickr
Podlecharakteru
kPa.tcplotalO"C) lze uriit reakdniteplo sludovaci.spalnd.rozpouSticiatd.
4.2 Termochemie
zahjvajicisc tepelnirrijerl pr'ichcmicklchreakcfch.
oddilte'rn,odlnamik1.
Termochemic.jc
Teplo uvolndncnebo pohlccncpii rcakci zririsi na nrno;st\i rcagujicichlAtek.na jejieh
j akj n.ileakceprobihl.
skupcnsni a na zpirsobr.r.
Uskutednf-li se cl.rcrnickdreakcc r'.jcdnotkovcmrozsahu (tj. zreaguji takor.i mnoZstvi
reaktantii.jaka Lrdar,ajistechiomt'trickckoeficicntl r'chernick6 rovnici tcrhotoddje). pak
(piip.pohlcend)
tcplojc moldrnitepltrQn,r.
uvolndnd
Reakini tcplo Q je teplo soristavoupiijat6.uskutedni-lisc rcakceizobarickl Qp : AII. nebo
izochorickl, Qr,: ^at vjednolkorim rozsahua je-ii teploa vichozich liitek a produktfr
na.
steJ
Standardni reakini teplo llI":er ie reakdnitcplo ddie. pii nirnZ vjchozf Litkl' a produkr,""
stavcch(t - konstantnizpravidla298,15K, p - 101 325 Pa'
reakcejsour,e standardnich
modilikaci).
pevni latky v ncistaleiSi
t5
Podletepeln6bilanceje moZnoreakceoznaditjako exotermick6(exotermni).jestliZepii nich
pii
teplosoustavauvoliuje a pieddvriho do okoli (AI'l < 0), neboendotermick6(endotermni).
teplo pohlcuje(AH > 0).
nichZsoustava
Vyznamnou vlastnosti stavolych funhci je. 2e souiet zm6n ka2d6 funkce pro jakykoliv
piechodsoustalypo kruhor.6cesldz urditdhostavuzpCtdo t6hoZstavu se vZd.vrovnd nule,
Ze skutednosti.Ze reakdni tcplo .jc rovno zmdnd stavovd funkcc, pl.vnoudva zdkladni
zdkony.
termochemickd
reakdniteplo urditereakcea
Podlepn'niho termochemick6hozikona (Lavoisier-Laplace).le
podminck
prcbihajici
za
stcjnlich
opadn-vm
smEremaZna znamdnko
reakdniteplot62ereakce
steind.
AeR
AH.c,e:-AHs,,.
Piiklad:
('()(gr-HlO{gt+(O:r!.t'
H:(ut
CO2(g)+ IIz(g)-+ COlg)+ ll:O(e)
AII:!8 - - 41.2k.l.mol-'
AI{ ir, - '11.2kJ.mol-'
Druhf tcrmochcmickj zrikon (Hcsstrr,)uddvii. 2e reakdniteplo uriiti reakceje soudtcm
ze stejnychreaktantia koniicich
reakdnichtepelpostupndprobihajicichreakci.r-vchazejicich
lze
r1'j
6diit
:
stejnymi produktl. Schcmatick"v
ej
.j
A ---------|
C
\""'-
AH.r,c : Alla ,Lr+ AHB,.
Piiklad:
Reakdniteplo piirnd oxidaceuhliku na oxid uhlidit! (a) musf se nlusi ro\,natsoudtureakdnich
tepeloxidaccuhliku na oxid uhelnat!aZuhliiitl'(b + c):
a)
+ O2(g)-+ COz(g)
C(s.grafit)
AH!,, : -393.1k.Lmol-r
b)
+ 0.50z(g)+ CO(g)
C(s.grafit)
AH!0,.= - 110.5kJ.mol-1
c)
CO(g)r 0.5Or(g)
_> COr(g)
AII!0, --282.6kJ.mol
Piimd mdieni reakdnichtepel je niirodnd.jejich hodnotu r,Saklze vlpotitat z tabulkovyich
hodnottepelsludovacichnebospalnlch.
Sludovaciteplo sloudeninfic reakdniteplo reakce.pir niZ z prvkrl ve standardnfmstavu
vzniknejeden mol tdto slouieninyve standardnimstavu.HodnotysludovacichtepelpievdZn€
pro sloudeninyanorganickdho
ptvodu se uvriddjiv tabulk6ch.
Spalndteplo sloudeninyje reakdni teplo reakce,pii niZ se jeden mol teto sloudeninyve
standardnimstavu zoxiduje na nejstdlejSioxidy (konedndoxidadniproduktyve standardnim
stavu.Hodnotyspalnychtepcl pievfZndliitekorganickihoptrvoduse uvdddjiv tabulkdch.
4.3 Druhf termodynamickl'z6kon,entropie
Z prvnfho termodynamick6ho
ziikonavvpliv6. Ze kona-li soustavaprdci.je to bud' na fkor
je.ji vnitini energie,nebo na ikor tepla piijatdho z okoli. Druhy termodynamickyziikon
definuje,kolik tepla piijatdhood okoli (tepelndhoziisobniku- kiznd)nltrZesoustava(tepelny
strol)picmdnitna prdci. Pro obecnl clklick;i ddj. pii ndmZsoustavapiijde do styku s velkym
'1,
podteml6zni o rriznychteplotich a piitom s kaZdouvymini teplo Qi (od ndktedch Lizni
teplopiijme,jinvm je naopakodevzdii).plati vztah
t )
F
t-/ a . t t
7'
ktery lze pokl6datza matcrnatickoufbrmulacidruhdhozdkonatermodvnamikv.
Uvcdcnl'vztahlzc zr'LiSt'rozepsatpro ddj vratn! a nevratnj:
z? -o
Y4=o
?r
(dEjnevratn!)
(dij vratnj)
KaZd,vzlomekna lcvd strandrovnicepro vratn! dij piedstavqiezm€nuentropieS.
Zmenuentropiepii vratrremizotennickcmpiechodusoLlsta\lze stavuA do stavuB vyjadiuje
vztah:
AS=S8-S^:91
Dile2itd je zmdnaentropiepii adiabatickimpiechodusousta\')zc stavuA do stavuB. Je-li
tentopiechodvratn!. entropicsc ncmtni (AS = Su- S.r).U nevratn-ch ddjtrentropiesoustavv
vzrustri (AS : S3
S,r > 0). ProtoZe r'Sechnl samovohrddEje jsou nevratnd,vznist6
v adiabatick)'izolovand soustavdentropie lak diouho. dokud se soustavanedostanedo
rovnovdhy. V rovnovize. kdl mohou probihat jen vratn6 ddje. je entropie soustavy
rnaxim6lni.
Entropie charakterizujesr-mi hodnotami smdr nevratn-ch ddji .ien v soustar'dchtepelnd
(adiabatick.v)izolovanj'cl.r.Pro popis chemicklch reakci. ktere jsou vEtSinor-rd6ji
izobaricklrni (piip. izochorick)nri) neni entropie pifh! vhodnii. VhodnEjSijsou stavot'd
funkce. kteri charakterizujisndr nnratnich d€jri izobarick-cli (izochoricklch).Takovymi
energieA. detinovanevztahy:
funkcemijsouGibbsor,aenergieG a IIclrnholtzrrva
G=H TS
A-tr-IS
samovolnd
od r,lchozichl6tekk produktrim,
musi
Aby chemickri
reakcemol.rlaprobEhnout
pii ni dojit k poklesuGibbsovy,
energic(AG< 0). ZmdnaGibbsovyenergiev sobdzahmuje
jak dlen enthalpicki(reakdnitcplo AII md na hodnotuAG zpravidlarozhodujicivlir',
3',7
zmdnu uspoiiidanostlza
s teplotou se piiliS nemCni).tak I dlcn entropickl'(charakterizLrje
dandteploty s rostouciteplotoujehovliv na hodnotuAG roste).
5 Dispersnisoustavy
je s1st6m.skladaiicise nejm6ndze dvou drulrrihnrotl z nichZ.jcdcu1e
Dispcrsnisoustava
rozptylcnvc druhdmvc formi clrobnjchiastic. Rozpt-len! ciruhhmotl sc nazjli ciispcrsni
podil (dispersum).
spojit_druh dispcrsniprostiedi(clispcrgens'1.
r
iarstic.Soustar'1.
Dtile2itfmkriieriemddlenidispcrsnichsoustavje vclikostdispersnicli
soustarls ddsticemi
nichZ.jsou
r.icch.rldasticestejni velkdse oznaiuji.jakomonodispersni.
rrlLznl
ch r.clikosrisc nazlr'aji poll di spersni.
r tlili na:
soustar
Podlcvclikosti
dispclsnich
ilstic setlispcrsni
l. hrubedisperse.
2. koloidnf
disperse.
3. analy'tickd
disperse.
Rozm6rovdhranice koloidnich dispcrsnichsoustavnebj-id v literatuie ud6l'dnajednotni.
Obrykle seza dolni hranicibcrerozmdr 1 a2 5 nm, za homi hranici 1000nm.
anahticki
koloidnid ispcrsc
lrrubedisperse
Ciistice hrubych dispersfjsou viditclnc r, mikroskopu. ncprochazc.jipapiror'1m filtrem.
osmotick{tlak.
drobndjiir1'kondvajiBrol'nfrr poh1b.nedilimdu;ia ner'1r'ol6r'aji
e 6stice koloidnich dispersi j sou viditelne elektronov"vm rnikoskopem nebo
ultramikroskopcm.prochdzc.jipapirorjnr tiltrer.n.zachl'cr-rji
.je r'Sakmembr6n1.Vykonaraji
r'yvoldvanv
osmotickrtlakje malj.
intenzivniBrorvnivpoh1b.dilirndujijenvclnripornalu.
Cdsticeanall-ticklch dispcrsi nejsou vrditelnd ani elektronor.l'mmikroskopem,proch6zeji
membrAnanri,r'ykonir,aji intenzivnf Brolntn' poh1b. difunduji velmi rychlc. ryvoldran.
osmotickritlak ie rnali.
Podle podtu fdzi lze dispersnisoustarl,rozddlit na homogennia heterogenni.V piipad6
homogennichdispersi n,oii dispersnipodil i dispcrsniprosticdi jednu 1[zi aniZ b1, bylo
(napi.prar'_roztoksachar6zl').
viditelndfaizovdrozl.rrani
U heterogennichdispersnichslstcnu.jsou dispersni prostiedi a dispcrsni podil n oicny
ruzny'mifiizemi s viditelnin I'iizor,lmrozhranim(napi. r,odnf nilha) kde jednu fdzi tr oii
vzducha druhoukankv vodv.
3lJ
dispergujicia dispcrsnifiizc (tab. l0).
DalSiddlenidispersnichsoustavumo2iuje skupenstr,i
3
10
Ddlenidi
cll souslav
Dispersninodil
Soustaya
Piiklad
phn
kapaiina
mlha
atmosf'erickii
mlha.ddit'
pl] n
tuhi l/rtka
koui. prach
prach
k apalina
p l )n
pena
mj dlovripdna
kapalina
k apalina
er]rulze
mliko
kapalina
tuhal6tka
SLIS
P!-ll Ze
koloidni roztokzlata
tuhi latka
plvn
tuhapena
penlza
tuhl latka
tuhi litka
tulrr sirl
lu binovesklo
DispersniDrostiedi
( v piipadi organickdho
.lc-lidispersnim
pnrsliedirn
mlr.rrisco aerosolcch
rozpouitEdla
-l'ririi-li irlrn.
(r
r) r)rl-uulo:,o
prostierli
kapalina.
nrlLnisc
o
piipad[
lcch ).
dispersni
s6lech
r'odyo
Koioidnidisperse
kor u r e sklcsenazji a r ilreosol.
hl drosirlt-ch).
Soly .isou dispcrsnisousta\\ se spojit.rn dispersnimprosticdim.Dispersnipodfl tvoii
nlr zajenrnesorivisej
ici iustice.
diskretni.
(icl1'.jsoudispcrsnisousta\) u nich2 dispersnipodil prostupujedispersnimprostiedim.V
tomto piipadi dispcrsni iasticc r'11rtlii sit'ovou slruktunr. kterii r sobi uzavi16znadnd
'iinr
nrno)-slridispersnihoproslicdi.
.jc onrezenapohlblilost slstcutl. l)roto maji gell
jsou
pniTnda z:rchor'1r'aii
sr irj tvar.
rosoJovit!charaktcr.
Dispersnisoustava.je tedv zvliitni stav hmot). do kterdhoniZe bjf pievedena.jakakoliv
Litka.je-li patiiind rozpt)lena(dispcrgovirla)r e vhodndnrprostiedi.
V povrchovvchvoddch sc obecni nrohou \lsklto\at vicchnl tii dmhl dispersi- hrubi.
soustavanri
koloidniianallticke. Bllo zjiitino.2c mezi pravirri nrztokr a helerogennimi
cxistujcpllnul. piccliodpics koloidniroztokr.
5.1 Koloidnf soustavy
'fento
pii rozpuSt6nizpoi6tku koloidnim stavem.
VSechnl'nrh6lritkl prochhze.ji
stav nelzcv
privodnd
piipadi
Napi.
chlorid
sodnv
NaCl.
kaZdcm
zach)tit a dloLrhodobdstabilizovat.
charakterizovanijako tlpicki tuha l6tka noiici prar'1 roztok. mtZe v benzenuvytvoiit
koloidnddispergovanou
soustavu.
Podlc at'init1'kdispersnirnuprosticdi se koloidni disperzeddli na llofobni (lyofobni soll') a
l.volilni (l"volilni soly'). .le-li dispersnimprostiedinl r'oda. oznaduii se t1'to dispcrsc.jako
hl drofobnia h-vdrofilni.
L1"o1bbnisoll obsahuji dispersni podil. kterl jc v dispersnim prostfedi prakticky'
nerozpustni. .lsou nestalela snadno kolgLrlLrii.Troii .jc pievdZn6 anorganickdlitk1 .
'l'1'pickymi
pfedstavitelihldrofohnd koloidnEdispergovanlchsoustavjsou hydrosolvkovt
Ag.Au,Pt.sulfidirAs S , Sb S . CdS a amtbternichhvdratovanjchoxidfr Fe a Al.
ls
l,yofilni soly vznikaji rozpouSt€nimtuhich letek v kapalind(podobn6praqim roztoktm).
Jsou strild a tvoii je pieviidn6 organickdldtky. Molekuly lyolilnich solt jsou v podstatE
Zelatinaa pod.).
dispersemakomolekukirnichl6tek(napi.bilkoviny.Skrob.polysacharidy.
Vznik lyofobnich koloidnich ddstic lze jen dristcdn€r1'jadiit jednoduchymi chemickyimi
rovnicemi.Drivodem.ieskutednost.2e tlto i6stice (micell')jsou znain6 sloZitjmi ritvarypii
'f"vpick.
jejich2 vzniku probihaii .lak flzikdlni tak chemickd d€je.
m pifkladem je micela
jodidu
jodidu stiibrndho.r'znikajicirt'akci
draseln6ho
a dusjinanustifbmeho.
A g N O r+ K l + A g l + K t \ * O :
Obr. I
Tiednodu5end
schemamicely Agl
Jridromiccll'jc tvoicno molekulami.\gl. kterddisociu.iina iontl Ag' a I' :
r\gl +Ag-+INdbo.i.i6dramfrZebjt kladnli nebo zdpornj. .Iehor.znikje dfrsledkemtzr'. icrntovdadsorpce.
pii niZ se na povrchu iontovi miiZk) adsorbr-rji
tf ionty. kterd tvoii s opadndnabitiimi ionty
miiZky miilo rozpustn6slouieninv a sam.v.isousouiristimiiZky (pravidloPanet-Faj
ansovo).
j6dro
V dandmpiipadd m6 pii piebytku Agrr-O;r' reakinim prostiedi
n6boj kladny. naproti
tomupii piebttkuKI ndbojzipornl.
piitaZli'"'ychsil n'oii druhri
Na vrstv6 adsorbovanych
iontt se v dfisledkuelektrostatickVcli
jako
granule.Zblvajici dtist
vrstva ionti s opadn_
m nribojcm.Cel, irtr'arb1:r'doznadovdn
iontirdispergujicifiize tvoif s timto [lr'arem mice]r:.
Utvar vznikajici v obou piipadech se skl6d6 ze dvou opaind nabitjch vrstev (elektrickA
dvojvrstva).
K nejzn6mdjSim
teoriim na existencielektrickddvojvrstvy patii teoric Hclmoltzova,GuyChapmanova
a Stemova,ktcri sev souiasnddobdpovaZujcza ncjr'r'stiZndj
3i.
Obr. 2 Teoriedvojndvrstw
o
o o
I - Helmholtz,
2-Gouy-Chapman
3 - Stem
Sternovaleorie uvaZujcjako piidinu rzniku vndjSivrst\1,kromL!elektrostatickichsil takd sily
'[a
adsorpdni. i6st iontii. kternje k vnitini vrsni r iiziinatakd adsorpdnimisilami. l-ltvaii u
vndjii'rstr1'opaini nabitouplosnou'rsnu, kterf rrd alc ' absolutnihodnot6mensiplosnl
nfbogneZvrstvavnitini. Zbrrek nabo.jcvnitini vrstrl jc neulralizoviindruhouddstfopadnych
ionti. kterdjsou k vnitini YrstYi poLltiin!pouzee)ektrostatick,
mi silami a tvoii tzv. difuzni
vrstvLl.
Podstatnd
pn kr, Stemor,r'teorjelzc shrnoutdo nisledujicichbodit:
1. Prvni castdr ojvrstvv se skladrlz vnitini vrsn r disricca adsorpini dristivndjsivrstr;r
(Sternor.a
vrstva).'fetoihsti odporidiipotcnciilnirozdilr1i.
2. Druhouddstd'oj'rst'r' n oii diluzni tlst vndjii 'rsn,r. kterd.ie poutdnajen silami
elektrostatick.
mi. Odpovidd.ji
potcncialni
rozdill.
3 . Pr'ni d6stdvojvrstr'sc pohvbLrje
pouzcpii pohybudispcrsniidstice a neni rozptylov6na
tepelnim pohlbern.Druhriddstse nu2e pohvbovars okolni kapalinoua takdmfiZe
pronikatdo kapalinl,.
.Ierozpnloldna tcpcinjmpohlbem.
4 . Prui ddst d'oj'rstr'1 'ese stejni vc'lki nabo.iiako jeji ilruhf diist ar.sak s opainim
znanrenkcm.lv{ezi obEma i6stmi eristuje proto pohlbove rozhranf. kterd mi urditj
potenciil. Nazvva se elektrokinetickvpotenciil nebo potencial ( a charakterizuje
dvnan.riku
dvoivrstvr.
Celkorj potcncielnispddI'obou vrsn'6chsenazild NernstirvpotenciiilE.
E-tY+i
Potenci6ly kles6linefrnd.i klcsacxponencialni.
Potenciril( neni tedl' celkovf potencidlpovrchutuhd taze vLidithzi kapalnd.Je to potencidl
rozhrani mezi piil6hajici vrstvou ii ostatni kapalinou (poh_vbovdrozhrani) a je jim
charakterizov6na
elcktrickadvojvrstvamczi dvima t-izemi.
4l
Hodnota -1 potenci:ilusc r.'dtsinoupohl'buie v rozntez.i50 aZ 100 mV .TehosnfZenilze
dosdhnoutzrysenim replot),,pouzitim ultrazvukunebo piidavkem elektrollti. Pii poklesu
jcho hodnot"v
pod + 30 mV (kritick. potencial)nast6vdtzv. koagulace.Stavu.kd)'r:0 mV se
dosahnetehdl'. kd1) dif-uznivrstva zmizi a dvo.jvrsnase sklada pouze zc dvou ploSnlch
vrstevnesoucichstelni Velkj. ale opadnj naboj.
NeimenSikoncentraceelektrolltu. ktcrii r'l oldvii zjevnou koagulaci se nazl"r'6koaguladni
rrrrih.
elektrick!nlboj ddstic.u llofilnfch
Zarimco o srabilitalloibbnichsolirrozhodujcpiedeviin.r
pttsobi stabilizadni'kronri nibo.je zc'jmena\rstva orientovan!chmolekul rozpouStEdla
fsolvatoviobal).
Sohator_obal.kter_obklopr{ejcdnotli|eliasticesc skllidi ze drou rTstcr"pr|ni je tvol'L'na
poutan.mik porrchu iastic podobnE
rozpouslcdla.
oricntovanymi
dip6lovjmi Irtolckulanti
jako iontl,u llotbbnichkoloiclir.l)alii molekLrllrozpouitidlajsou pouthnlrolniji pii cenr
je mlena tcpcln!mpohlbcm.T1to "r'olni-jiirnolekull"t\{)ii drrihotl.
jejich polirni oricntace
tize k rozpouitEdlu.Solvatov! obal.1e
difuzni r,rstvu.kterripll nule piechizi oJ elispergovartd
d[N'odern.prod se jednotlive dasticencnohou spojoYatclo \Etiich celki, Na rozdf] od
disperhctcrogcnnichdisperzivznikaji llofilni kolc,idniroztokl' sat.novolnjnrrozpouStdnim
Rozdil
s"vstdmtrm.
znihopodfluv disperznimprosticdi(rozpouitidle).I{adi sc k honrogennit.r.t
ma-ii
kterd
dispcrznich
diistic.
r'lpljvi
z
rozmdrii
(prar.jch
roztoki)
od analllicklch dispersi
urdiri stupcridispersitl.Napi. cxistLrjimolekulv dispersnihopodilu v takovevclikosti.ktera
r'1'luduje vznik analy'tickd disperzc. Touto skupinou l.vofilnich disperzi jsou tzr'.
kolidni roztokl. r'e kter-ch dispcrznimi ddsticcnri .isou jednotlivi
r,-vsokomolekuliirni
makomolekuly'piirozen6honcbo umdlchopilvodu.
litck piirozenchopLrrotlu to .jsoupiedevSinrpoll sacharidl(celuloza.
Z r;vsokornolekularnich
Skrobatd.).bilkovinl' atd.
i
Bilkovinyjsou v podstatiamlbternikonrplerniaminoklsclinl'.Je'iichmolekull'obsahuj
skupinyk.vscldi bizicki. Podlecliarakteruprostiedimohoumit jejich nrolekulyn6bojkladn!
nebozfpornl. Jc-li prostiedialkalick6.ziskiimolekulabilkoviny odStipenfniprotonuzdpornli
prosticdiziskirzachlceninlprotollukladnl ndboinebot'scke k,vselind
ndboj.V k.vselenr
choviiiako zasada.
NII:- Ctl: COO'+ NII: CII: COO- ' HNIl:' CH:C(X)-+ NII:' Cll: COOH - OH
Pii urditdmpll. kd.v se klscli a bdzickelunkdni skupiny vnitind neutralizuji.nepi*liidd v
molekuleZ6dn!z n6bojiia bilkovinajc ve svdmizoelektrickdmbodd.
Piiddnim mcnSiho mnoZstvi inditlrcntniho elektroll.tu se na rozdil od ll ofobnich solti
nedosiihne76dn6 zmdn1. Teprve .jeho nadbl'tkenr lze iist molckul rozpouStddlaze
solvatovychobalirodstranita poruSitstabilituiristicc.
5.2 Hrub6 disperse
Soustava.ktclou tvoii kapalne dispergujiciprostiedi a tuh6 dispergovandfrize se nazyvti
Vitiiuou sc.jcdnio rozpt-lcni tiZko rozpustl)ich
sr.ispenzc.
trLhichlhtckr, kapalind.
Velikost
dispersnich
iastic sc pohlbujc r rozn:czi l0
l0 m. Pokud.jsouiastice ntenSi,bliZi se
suspenzcsvirni r'lastnostmikoloidninrroztokum.
vttsinou nriiaji polldisp,-'rsrri
Suspenze
charaktet.kter_sc dii stanr-.r'it
liakini s,ldimentaci.
Proni st-urdihnrolnost
odsedinrentovanj
ch podiluza dasa sestrojisc oiisluSne
sedimentaerli
jcdnotlirjch
kiivkl'.Z.ic'iichplhbihu a nchlosli sedimentace
lze stunoritrozloZeni
hnrotnosti
dispersnich
frakci.
5.3 Emulze
proslicdii dispersni
podil"sc nazivi crnulzc.
Soustava
noieni kapaln-nri fdzemi'dispersni
\Iznikd tcdv zc dvou kapalin.kteri st misi bud'on'rezrena
virbec.JednaI'dzese
ncbo sc n!-lr.)isi
ve dn:h6rozpt-li v poclobEnral_ch k.rpt'k.Podlcr clikostirozpt,lcnjch k:rpekseemulzed6lf
na:
ar koloidni
b/ l.rnrbodispersni
ci snriiene.
Enrulzcvznikaji picdcviim z tako\')chkapaLn.kterclse jen nrlllo fi!i hustotoua kter6.jevi
navzfjen.jenmali povrchovenapiti.
Stabiiitaenrulzije poilminina a piitomnosti latck zr anl ch cmulsiiton. f vto se hromadina
fiizor'6mrozlrrania zabrariujitim spojenijednotlirjch kapck.
Piidd-li se k helerogennidvoulizore soustavi voda - olrj nrali nrnoZstviemulgdloru.
intenzir,nimnrichdnim (tiepinim) se ziskii sicc opdt dvoufiizovd soustava.avSak misto
pfn,odnd dvou makroskopickl oddilen.ch kapalin budc nlni jedna kapalina le druh6
dispergovdnave lbrmi nralich kapek. \'znikla soustara nrh charakter emulze s
mnohonisobnEvEtSimdotrkovvm polrchem mezi lhzcmi. kteryie tim vitSi, dim jemndjSije
emulze.
(stabilizatorl).jsounejdastdjipovrchovi aktivni l6tk1. kterd.jsouadsorbovin"v
Iinrulgdtory'
na
fiizovd'mrozhrania zdc se polhrr.rE
Lrrientujitak. ab1 hvla polaritamezi fiizemi co nejmenSi.
Stuperi orientacezdvisi na t)pu cmuigitoru a na polaritE obou kapalnjch frizi. Jako
emulgatoryslou2i:
l . koloidni clcktrolltl, (alkalickrimj dla).
1-l
2. lyofilni s6ly (bilkoviny.poll,sacharidy),
3. jemnd rozptilendtLrhdl6tk1 (CaCOr),
Rozli5ujfse emulze olejri ve vodE nebo vod) v oleji. Pod pojmem "olej" se piitoni obecni
rozumikapalin.v,
kterdse s vodounemisi.
Vhodnou volbou cn.rulgdtoru
lzc nEkdi zmdnit en.rulziolej vc vodd na vodu v oleji nebo
naopak.Je'"'ieoznaiov6niako inlerze ernulze.
Piirodnii urndlevytr oieneernulzcn.rajiznadn-v
technickyryznam (potravindiski,papirensk),
pritm.vslatd.).
textilnf, farmaceutick-v
5.4 Aerodispersnisoustavy
Je-li dispergujicimprosticdirn(dispcrsnfprostiedi)pllnni fiize a dispergovanii
fiize (dispersni
podil) tuh6. .jedn6se o tzv. koui (cl!m) a prach..Te-lidispersnipodil kapalni.jednii sc o mlhu.
Poh.vbuic-lise velikost dispergovan.vch
idstic v oblasti koloidnich rozndru, mluvi se o
(koioidnikoui a mlha).
aerosolcch
Kapky mlhl, se poh)'bujiv rozmczi 0.02 - 5 p. tuhd aiisticekouie 0.05 - I p a tuhe diistice
prachu5-zl0pr.
Aerodispersnisoustaq,se v piirodd vr.skrlujfiasto. pii dem pfrvoddispcrgor,ane
ldze mriZe
bi.t piirodni nebo antropogenni,PrLimlslor,, koui a mlha jsou neZridouci.proto odddlov6nf
dispcrgovanlchd6sticod dispcrgujicihoprostiedfhraje drileZitouroli pii ochran6ovzduii.
5.5 P6ny
Pdnl' tvoii piechocl mezi emulsemi a aerosoh', Dispersnim prostiedfm je kapalina a
dispergovanou
fiizi pl,v-n.Stabilila pdnl zdvisi na kapalini. na zpirsobupiiprary pdny a na
vsech slozkdchpiitomnjch v kapalncf.4zi.Take u pdn maji rozhodujici vliv stabilizrltory.
Napi. pivni pdnu stabilizujibilkovinl. do hasicichpdnotvoniriclr
piistrojt se piidrivdsaponin.
v domiicnostise piipravuie pdna z vajednlichbilki atd. V prirmvslu sc rvorba pdny spolu
s emulgacituhjch ddsticr'1uzir'6pii flotaci. I'fmto zpirsobernlzc napi. odddlovatz rud nebo
z uhli ccnndsloZk1'odhlu3in1,.
odstrairovat
nerozpultdne
liitkl'z odpadnichIod atd.
44
6 Korozestavebnichmateriihi
Pojmem koroze se rozumi nez6mdmdporuSor,inilAtek (kovu, betonu,plastt atd.), ktereje
vyvol6nochemickounebo elektrochemickou
reakcil6tky s okolim a kterd nastiivdnejprvena
jejim povrchu.
6.1 Koroze kovri
U kovfrserozliSujidr,'aziikladnitlpl koroze- ploSnaa dtrlkova.
K ploind korozi dochizi v klselern prosticdi.r1r'ol6r,andmnejdasttjioxidem uhlidiqim,are
take r.olnin.ri miner6lnin.ri klsclinami jako napi. k1'selinou sirovou, dusidnou a
chlorovodikovou.
Drilkovi korozc jc ryoldr'and v neutralnfmprostiedi k1'slikema projevuje se tvorbou
hlubokjch dirlku najinak zdirrnlivd
povrchumateridlu.
neporuSenim
Korozi lze podlejejiho mechanismurozddlitna:
.
o
o
Korozi chemickou
Korozielektrochemickou
Korozi m ikrobiologickou
6.1.1 Korozechemickf
Chemickdkoroze kovtr spodivdvjejich oxidaci klslikcm. Kor'1'piiton piechdzejina sroji
iontovou formu. Afinita kovit kc klsliku jc znadn6.proto se na jejich povrchu ihned tvoii
vrstvaoridu (tab.I 1).
ab.
,\tlnite
h kor [r ke kr shku
Picmdna kor'/oxid
Afinita (k.I.mol-')
Al/Al:or
1620
318
244
Zn'ZnO
Fe/FeO
NiNiU
:t6
Cu/Cuo
Ag'Ag;o
127
11.3
-t66
Au,'AuzOr
Je-li oxid \')t\'oien. na povrchukoru rozpustni.oridaceresp.korozepokraduje.Je-li vznikly
oxid nerozpustn'i.
korozeustdr'6.
Vznik ochrannioxidickevrst\') hrajedrjleZitouro)i pii samovolndochrandkovfi (Al, Zn atd).
Piitom rozhodujicipro korozi.ie mezivrstvarnezioxiderna kovem.Tak6 miilo rozpustndsoli
mohour,ltviiiet ochranndvrsn1,.jak je tomu v piipadi olor.aproti prisobeniH2SOa.
li
zelezo se rozpoustiv kyselini chlorovodikovda sirovd.v prostiedikvselinydusidndr,Sakza
vlivem pasivacepor,rchu.Aniontl'cl' a So.r--(sddra,hoiednatf
studenake korozi r.redochiizi
maltovinaapod.)v1'r'oLivajikorozi 2eleza:
fe .2Cl-+FcCIr+2e
lc+lll +I{:
Proti pusobenfvdpcmehomldkajc Zclczoodolne.coz.j.- dtilcTitdpro jeho pou2iliiako
viztuzc do betonu.
N4td' rltvriii na svin por,rchu zrolna rrstYu sloZt'nouz icn'cndho CutO Pii \')iiich
replotachr,zniki dern! CluO,ktery se srtadnoodlupuje.Na Vzduchuse na tnddi noif patina
z Cu(OH):.CuCO:.
kde piichazido st)ku sc zcminou..
lze mid'polt2iti rtanlistech.
charakteru
Dikv u5iechtildrnu
jeiinr
poYrch
toxicki hl drorid tetramirl
na
fi
oii
se
prisobi
ar.noniak.
Pokud na mdd'
mddiratlf.
2 Cu * l'lNH, - I llro - Or --+I fCu(Nl{:)+l(OFI)I
uhliiitanu ZnO Zinek se na povrchu pokrjva ihned rrsnou oxidu a hldroxid
ktera.jcjchrdnipied dalii korozi.Zi[ck sc snadnorozpoustijak V kyselin6ch
Zn2CO](OH)].
H1
tak v hldroxidech(amfbtcrnicharaklerzinku) za vzniku soli zinku a pl1'nn6ho
Ve vzduchuobsahujicinrorid siiidit,vvznikl na povrchuzinku siranzineinat-:
2 Zn : 2SO:+ (l: - 2 IIrO J 2 ZnSOr+ 2 llr
. SOrl-.NOr' neboNHr-.
take r zemini obsahujiciiontl C.l1'
Ke koroziZn clochitzi
Zvliistnimpiipadenrkoroze zinku je napadanir,odour')sriZenouna.jehopovrchu(..poccni"
pii pickroieni rosn6hobodu). v nepiironrnosricol se na povrchu Zn objc\uje ..bild rez".
p6ror.'itd.
ipetnalpici na povrchuZn. proto
sklridajicise ,,.7.nOa Zn(OII)2..TejfVrsna.i.'r'eln.ri
jej pied korozi nechriini.Bilou rez 1zcz povrchu matefi6luodstranitmcchanickya zajistit
CO1.
k ndmudostatcan-piistr"rp
Zinek ve styku s r'6pemou nebo s6drotou rnaltouje mirnd a stcinontdrnenapadln.Foukane
Zivic kc
Zivice(asfalty)zinek napada!i.jelikoT ohsahuiiorida.r.riproduktl. l,r vakuovan,vch
koroz,i7,nnedochhzi.Ll ochrannichniitarilrinkri na bazi Zivic nelzepou2itt)'. ktcrd obsahuji
reakce).
l'enol(r'liv k1'se16
Olovo je proti oxidu.jicimk1'selinamstdlc. zejmenat\'oii-]i se na .icho povrchu ochrannzi
vrstla z malo rozpustndsoli (napi.PbSOr).V k1'sclinidusidn6serozpouSti:
Pb + 4 HNO-r+ PbO,IOr):+ 2 H:O + 2 NO:
yod obsahujicichrozpuitin! orid uhliiitj rznikit na povrchuPb miilo rozpr-lstni
Prisobenirn
genuhliditan olovnatl':
h-vdro
2 Pb+,1cor + 2 H2o r O1+ 2 Pb(HCO:):
46
V:ipennria cementovemalta napadajiolovo za vzniku miilo rozpustndhoPb(OH). Siidrova
maltanaprotitomu na okrvo ncptrsobi.
I Ilinik jc proti ptsobenioridujicich kl selinstal1.Kl selinachlorovodikovrihlinik poru5uje:
I A i ' 6 I J C I+ 2 A l c l r - 3 H l
Hlinikor'! ncb,: hlinikcnr pctazenr plech ncnri pii.jit ilr-r stl kLr s alkalickl reagujicimi
K chcmick.'kt-,rozikovli lnu2e Joch/rzeti pii absencrelcktrolltu v dusledkupiime reakci
i:
star,chninri
iritkanri.I ll.droricli .ie'j LozpouStij
2 A l , 6 N a O I l+ 6 H l O - + I \ a , L A l ( O H ) ,+. ]i H :
Hlinik neodolavriani k.vsclcncbo zasaditEreaguiicirl solim. Projcvu.jese tak jeho amfoiemi
charakter.l.ldinckseprojevujev poiadi:
Cl > .r-O:-> SOr:'
Na- > K- > NFIrt > Car- > \{grKt-korozihiinikudochiizii pii styku s hoicinatountaltovinou.
K chenrickdkorozi kovii nruZcdochlzeti pii ehsencielektrohlrLr dusledkupifrndreakcc
teplot6ch
m piikladcnrtohotoprocesu.jekorozekovir pii vvsok.vch
s pl1n1.Charakteristick.
jako
napi.klsliku nebolodni piry'.Na povrchuZelezase tvoii
v prostiedioxidujicichpllnir
piech6zejici
na Fe2O3
nad 575"C vrstval"eO.kteroupiekrjvd tc'nkivrsna I c.O1(ntagnetit).
(okuje)
n oienar - ludn6z Fc:Or s tenkou
(hematit).Pii teplotachpod 575 "C .jekoroznir rstva
vrstvouFelO; najej im porrchu.
6.1.2 Korozeelektrochemicki
icleh.r prnodrr.Jcjich
NcjJule;irijSinriprocesr korozc r l.r.rri j.oLr lroec!\ clcklrochem
ch il6nku. vznikaiicichmezi dvdma korl' s rozdilnlnr
podstatou.jetvorba elektrochernickj
potenc
idler.l.r.Kov s ni2iim potcnciLilcm.jc anodou a rozpouSti se
elcktrochcnicklm
(koroduje).kov s potcnciilen r'1,Siimje katodoua nerozpor.titise. Piiklad je zn6zom6nna
obr.3.
.lrktrohl
Obr. i
iliinku
Schernaelektrocl.remickdho
Anoda (zinek) se rozpouiti a ionty Zn-- se pohl'bLrjisurdremke katodd.Proudovyokruhje
uzavien stykem obou kovrl. Iontl Zn'- reaguji s iontl OH- uvoln€nlmi disociacivody a v
okoli anody vznika miilo rozpustn- Zn(OIJ):. PiebyrekH- ionti v okoli anody zpisobuje
pokleshodnotypH. Na katoddse r1'bijc'iiiontl H- . proto je v jejf blizkosti piebltek OH- a
nH elektroh'tuyzrirstii.
illl]m,,,,
kovri ponoienjch do jednomol6mich roztokri
Hodnot_vtzv. standardnichpotencidhir.'vbran.vch
jejich soli vidi potenci6lustandardnivodikovdelektrodypii 25oC jsou uvedenyv tab. 12.
Mistni elektrochemick6tlainky a mikrodl6nkl r'znikaji rriznymi zpfisoby.Tvoii se napi. na
povrchu nehomogennichkovt. kterd obsahuii v-vcezcninynedistot nebo oxidri. U litinl'
vznikaiimezi Zelezem(anoda)a uhiikem(katoda).
Tab. l2
O
lek
hemi ke potencr
iall, Kkovu
t (15'C)
Standardni
dardni clektrochemlcke
Kov
Elcktrodov:i reakce
\{s + !Isr* -f 2 c
E.,(V)
- -.J+
1.70
Rc
L l c+ B e - - * I e
AI
Al -+Alr'+3 e
- 1.6'7
Mn
\In -+ lvlnl*- I e
- 1.05
Zn
/n ) Ln- ) le
- 0.762
Cr
Cr -'> Cr''- f 3 e
- 0.71
I.c
Fe-+Fe:'+2e
- 0.441
Ni
Ni--rNi.le
Pb
Pb-+Pb+2e
0.r50
- 0.126
t{
F I "+ l H - - . 2 e
0.000
Cu
C u - > C u : -+ 2 c
+ 0.345
Cu
Cu -+ Cu.''1_ C
+ 0.522
Ag + Ag-+ g
+ 0.800
P t + P 1+ 2 e
+ 1.2piibl.
Pt
Au )Au'
AU
+e
AuJAu-+e
| 1.42
+ 1.68
VndjSidldnkyvznikaji napi. na povrchukovu s poruienouvrst\,ouoxidLijakonapi.u Zeleza.
Oxid.vjsou virii 2elczukatodou.
Koroze kovfr mriZe probihat v atnloslbie(na vzduchu).ve vod6. r'e vodn,vchroztocichi
v ptdd.
6.1.3 Koroze kovi v atmosf6ie
Vyznadujese piitomnostijcn omezendlromnoZstvfelektrolltu. ale neomezendho
mnoZstvi
kysliku.Nepravideln6vznikajfcl tenkdvrsn'a elektroll'tum6 ner:triilninebo kysely charakter
jehoZsloZenijc piimo ovlivn6noatmosftroua jejimi neiistotami.'l'ak napi. sr6Zkov6vodaje
elektrolltem, ktery zpravidla obsahuje kationty H;O-. Jc-jich piitomnost piimo souvisi
s asresivitoutdchtovod.
48
Koroze oceli v atmosf6ie zadinri tehd-v.kdyZ relativni vlhkost piekrodi 65%. Prvni produkty
korozeFe(OH)2,Fe(OH)3jsou zrnitc a tvoii na povrchupovlak. Dal3im piisobenimvody a
kysliku pokradujetvorba oxidovan.ch sloudenina soudasnd
se primdrniproduktypietvoienim
zhutni a v,"-tvoiis povrchem oceli per,ndlpici vrstvu. Ochrann! ridinek tdto vrstvy a jeji
sloZeni.stejn6jako intenzita rezivEni zdvisi na stiiii oceli, na piitomnosti H2O a 02. na
agresivitdatmosldrya na kvalitdoceli (piftomnostslitinor"jchprvkri).
6.1.1 Koroze kovri v prid6
je ovlivnina mineralogicklmr.chemicklmi a I\,zikalnd- chemicklmi vlirl'. Elektrochemick6
dldnky (koncenlradniil:inkl) se aasto noii n:r kovor.vch piedmdtechuloZenylchv zemi
(r,odovodl'.ply'novodl'atd.). Na rirzn_ch mistech v pirdi jc koncentracesoli ruznri coZ
1woliivri rozdil v hodnoti potencidlLrna odpovidajicich mistech kovovdho materi6lu.
Vznikaji tak mista anodicka(matcridlkoroduje)a katodickd.O pribdhu koroze rozhoduje
dmh pid-,,"..jcii
vodivost.chemick6reakcc.hodnotaoridai nd-redukdniho
potencidlu.
Pisditdpidv nepfrsobiagresivni.Jilovitdpiidl rliver.npiitomndvody a dalSichdinitelfi(obsah
siranira chloridfr)jsor: agresivni.Vdpenatdpfrdl brdni korozi a zprar.idlaumoZiuji dobry
odtok vod1. Humusovite,na r,6pnochuddp[rdy.jsouvelmi agresir,nf.MiZe u nich dochiizeti
k biologickdkorozi vlivcm iir.rnostidesullatadnich
baktcrif.
Na korozivni vlastnosti pird lzc usuzovari podlt- zjiitend hodnoqvspecifickdelektrickd
vodivosti(tab. 13).
Jh. Ll Hodnoceni
korozi\nich r lrstnostiou. podle hodnotsoccifickdelektrickdvodivosti
Snecifick:iclcktrickf vodivostpudr (S.m-'
Charakteristika
velmi
10-'
silni agrL-sivn
i
10-' t.3. 10'
silndagresivni
3 , 3. 1 0 - 2 . 0. 1 0 2.0.10--1.0.10*
1 . 0 .l 0 ' 5 . 0 .l 0 - '
5 . 0. t 0 - '
agrestvnl
lndloagresivni
slab€agresivni
prlktickl neagresivni
Nizkd hodnotl'pH.piitomnostCl-. SOr--a S'- podporujrkorozi.Piitomnduhliditanvnaproti
tomu nebezoedi
korozesniZuii
Hodnoty oxidaind-redukiniho potenciiilu posklluji obraz o tom. jak6 procesy v pfidd
probfhaji(Tab l1).
Tab t 4
ho,.ln oxldaene-redukaniho
R Dudni
idni asresrutvv zilvrslostr
zdvisl
na hodnole
idatnd-eduk
Dotenclilu
Oxidatni-rcdu kin i notenciril(m\')
Mira agresivitv
100
siln6agresivita
100 200
slabiiagresivita
200 '+00
mal6agresivita
'+00
Zidni agresilita
49
6.1.5
Koncentraini 6kinky s kyslikovou depolarizaci
Koncentraini dl;inky s kyslikovou depolarizacivznikaji v dusledku rozdilnd koncentrace
kysliku na smiiden6mpovrchu kovu. V kapce na povrchu Zeleza dochhzi ke korozt v
nrikodldncich l.elezo- oxidy Zclcza,K1'slik rozpuitdn,vve vodi se piitom spotiebovivak
depolarizacikatodyajeho ibltck sc ttahrazujez or zdr.riidifuzi. pomalcjSineZjejeho potieba
O ni2ii rreTna.icjir.nokraji. Stied kapkl se
k depolarizaci.
Protoje uvniti kapkl koncentrace
jeji
pohl'buji
smirem k okraji kapky. kde se r'
okraj katodou.lonn |e-- se
stdv6anodoua
alkalick6m prostiedi tvoii h)dratovan! oxid. Ten ditlek obklopi a uzavie. Koroze vS:rli
na obr. 4.
pokradujeaZdo rryschnutikapk-v.Schdma.ie
Izduch
t'*,,;u2.
Obr.4
.,'.,r"'2 tJ
t roao
Korozev kapcevodl
Reakceprobihajicina anodd:
probihaj
Reakce
fci nakatod€:
Fc -+ Fe2*+2 e'
Fe2*+2OH-+ Fe(OH)2
02+2H2O+4e-+4Oll2 1 1 ' + 0 . 5 O : + 2 e -H
+:O
Reakceprobihajici na povrchukapky':
2 Fe(OH):+ IJ2O+ O: -) 2 Iic(OH).;
rozpuStindhokysliku a oxidu
Korozi kovrhovliviiujc ccl6 iada thktori jako napi.koncentrace
siranir.chloridfi.organickvchl6tekatd.
uhlidit6ho.vipniku, hl drogenuhliditanir.
Flydrolyzouiontri kor't. ','lludoviininrCaCOr a dalSimircakccmi vznikri na povrchu kovri
potrubije talo vrstvatvoicnl
ochrannivrstva,kterii mri2ezabrdnitdalSikorozi. Il Telezndho
a CaCO3.
piedeviim smdsil.rydratovandho
oxidu 2eleznateho
6.1.6 Galvanicki koroze
Rfrznepiedmdtf instalovandv podzemi mohou podldhatkorozi vlivem bludnlch proudri,
kterdptrsobijako zdroj potiebndelektrickdencrgie.L)ochilzik elektrolyze.spojenes Libltkem
kovu. DfileZitouroli piitom hraje obsahclcktrolltii v pridd i hodnotaoxidaini-redukdniho
pouZivajfcistclnosmimyproud.
poterrciiilu.Jako zdrole proudu piichdzejiv uvahuz.aiiz.eni,
50
jako elektrick6 poulidni drdhy, lanovky, svaiovaci agreg6tyatd., pracujici se stejnosm6rnlm
proudem,kteriijsou jednim vodidemuzemnEna.
Zejmlna v mdstsklichaglomeracichmohou
na notrubia na instalacichvzniknoutznadndSkodv.
Obr-.""kle
b!r'6 kladnlim p6lem vedeni elektrickddrdhl a zdporntm vodidem koleje. Proud
probfh6zpdt k ziporncmu p6lu nejen kolejemi. ni'brZ i kaZd"m vodidem, s nim2 jsou ve
spojcni.Spojcnin.rczikolc-jcnria polrubinl trnroZiujer'lhkii. dobic vodivd pida. Na obr. jc
ji a l blizkosti instalaci.Usmc:riiovate,
zndzorninpostupproutlu v oblastikol,-'
vedeni,koleje
a motor vozr.lpicdstavu.jihlavni obrod. k nimuZ piildhl obvod ryoldvaiici korozi. Potrubi
uloZeni pod kolcjcnri ncbo r'.jcjich blizkosti je \'\'stavcnoprostiednictvimvlhkd vodivd
'1cn
zeminl ridink[m tohoto proudu.
v blizkosti usmdriiovacfhozaifzenf postupuje zptl a
1,1,voliivii
izolovdna.
anodickoukorozi v mistech,kterzibl la ncdostateinE
Obr. 5 Galvanickdkorozevl.volani bludnlnri proudl
K zesilenichemicklch a elektrochemicklclrvlivu na kovv mfiZe dochiizetv piipadech,2e
.jsou v-vstavenl'vnitinfmu nebo vndj5imu napEti.Dochdzi k tomu napi. na vndjSi stranE
ohnutvchpn'kri, u piedpjate v, ztuZe.r' mfstechsviirtratd.
ve statick)'chi
Agresivr.ripirsobenir,od1 r'idi niznjm kovirm se z.jiSt'ujeexperinrentdlnd
dynamickychpodminkdch.Skuteinrikoroznirychlostse stanovujeu g.m-t .d-l nebov mm.r-r.
Plfik-vze zvolendhomateri6luse odmasti.rlsuSi. zviiZfa ponoii do testovan6vody. Po urditd
dobd se vljmou, koroznf produktl' se z nich odstrani rozpuSt6nimve zied6n6 kyselind
chlorovodikovda po rlsuSeni se zj isti hrnotnostni[rbltek vlivem koroze.Korozni rychlostse
g.m--.d''.
obvyklepohybujev desetindch
6.1.7 Koroze mikrobiologickri
Mikobiologickou korozi je oznador'dnopiimd nebo nepiimd poSkozoviini materiiihi
bakteriemi,iasaminebo houbami.Jeji piidinouje vliv tdchtoorganismi na reakceprobihajici
na katodda anodEa tvorbaagresivnichpodminek.
dastorjsledkem tvorby korozivnich
Koroze ryl'olan6 dinnostiaerobnfchmikroorganismfi.je
je
ncbo organickdho.Z celeiady
metabolitfr.Obvykle to kyselinabud ptrvoduanorganickdho
mikroorganismrir1'volavajicichkorozi tohoto typu jsou nejbdZndj5imisim6 bakterie.Na
oxidaci siry, thiosiranri. siiiditanrl a polythionani s niislcdnou tvorbou silnd miner6lni
kyseliny se podileji bakterie rodu Thiobacillus O. thiooxidans, T. thioparus a T.
T)1o bakteriesebdZndvysk.rtujir,piirodd napi. v kalech,pridda vod6.
concretivorus).
oxidy nebooxidovat
Dal5i bakteriemohoupiimo oridovat Fe na jeho oxidl' piip. h1'dratovand
kationyFe'* na Fe'* a ovliviovat takjejich sriiTenive vodE.Patii k nim napi. Zelezitdbakterie
t i
l,r,,
rodv Leptothrix, Crenothrix, Gallionella a dal5i, kterd zisk6vaji energii oxidaci iontri Fe'* na
Fe'-. Jin6 bakterienapi. rodL:Hydrogenomonasziskdvajienergii oxidaci vodiku na katodd.
V anaerobnich podmink6ch mohou nEkterd bakterie transfbrmovat sirany na sulfidy a
zpisobovat tak depolarizacikatody. Patii k nim napi. desulfatadnibakterie rodu Desulfovibrio
(D. desulfuricans,D. vulguris):
Soq2-+M2*+ 8 H* -+
s: +M2*+4H:o
kdeM piedstavuje
bazickfkation.
jsouFeSa Fe(OH);.
Koroznimiprodukty
S+Fe-+ FeS
3 Fe + 6 OH- -+ 3 Fe(OH)z
Desulfatadnibakteriejsou striktndanaerobnitj. nemohouexistovatv prostiedi,ve kterdmje
piitomen kyslik, b1t' vc stopo\'lch koncentracich.Jejich existenci piiznivi ovliviuji
podminky:hodnotaredox potenciAlr-r
kolem 100mV. teplotamezi 25 aL 45 "C, pH 5.5 - 8.5,
piitomnostiontri POql-a Fez*.Koroze tohoto t1,puje na povrchu exponovandhomateri6lu
snadnopozorovateln6tvorbou dernjch koroznich produktri a pachem po zkaZenychvejcich
(HzS).
6.2 Ochrana proti korozi
Obecndlze zprisobyochranykovri proti korozi rozd6lit na ochranuaktivni a ochranupasivni:
Ochranaproti korozi
Aktivni bchrana
po,rlaky
ochranndl
Kovovd
Katodickii ochrana
Anodickiiochrana
6.2.1 Zprisobyaktivni ochrany
PodpojmemaktivniochranaserozumivSechny
zpirsoby,zamdiendna:
o ovlivndninepiiznivdho
prisobenikorozivnihoprostiedi
5l
Nekovovd
.
zry3eni odolnostikovu proti korozi (katodick6neboanodick6ochrana).
V prvnim piipad6lze prisobenikorozeeliminovatvhodnlimi piisadami,kter6 zabraiuji nebo
omezuji korozi (napi. inhibitory) piip. jinjmi zdsahy (napi. odstrandni 02 z vody nebo
odkyseleni vody). Ve druhdm piipadd se jedn6 o ovlivndni vlastnosti kovor"-ich materi6hi
napi. katodickou ochranou.
6.2.1.1 Katodick{ ochrana
U tdto dfrlcZitdvarianty protikorozni och-ranyje snahadosAhnoutkompenzacekorozniho
proudu mezi oblastmi katody a anody na povrchu kovovdho materi6lu.MoZnou variantou
proudu.
katodickdochranlje pouTitiaktir.nichanodnebopouZitiochranndho
Aktivni anody(Zn + N4gnebo slitiny Al. ktere se usazujido zeminy a obklopuji se aktirnim
ziisypem.PouZivajise v dobie vodirj'ch pridiicba \'6t!inou u malychobjekti (napi.u nridrZi).
Dimenzuifse alesooi na 20 let.
U druhdhozprisobuse jako anoda napijcna stejnosmdrnymproudem pouiivii grafit nebo
fenosiliciun.r(vvsoky obsahSi). Anoda se v zcmi zaslp6vdkoksovoudrti. Tyto anodymaji
mal,virbytekhmot1,.coZje ekonomickl r'vhodnd.PouZfvajise u potrubnichvedenia mohou
chrrinitaZ 30 -,10 km potrubi.Zpfrsoblisou znizorndnvna obr. 6,
c)
miieni
a)
|lsmEniorul
b)
Obr.6 Piikladykatodickdocluanl potrubivzcmi (a-s aktivni anodou,b-s grafitovou
anodou)a v ohifvadivod-v(c)
53
6.2.1.2 Anodick{ochrana
Zr",i5eni hodnoty elektrodovdho potenci6lu pievddi urdit6 kovy z aktivniho do pasivniho
stadia.Anodickd ochranaje zaloZenana pasivaci povrchu kovovdho materiiilu pouZitim
anodickdhoproudu,ktery zpirsobujepositivnipolarizacitj. zr'liSenfhodnot.vpotencidlukovu.
Anodickyproud se rlrdbi pon.rociexternihozdroieproudupodobndjako u katodickdochrany
sm6r prouduje viak opadny.Tento t1p protikororni ocluanv se nejdastdjipouZir.d,
u ncrcz
oceli.kde je Zelezor,e formd slitin,vs chrornem.Castiji se r'Sakdosahujepasivacckovoviho
piidavkemoxidacrrich
materidlu
iinidel do elektrulltu rrepi.I N03 neboK:Cr:O,. t' einnj .ic i
()2v elektroly'tu.
6.2.1.3 Inhibitory koroze
Inliibitorykorozejsou l6tky,kterdv prostiedisniZujirychlostkoroze.
Funkcefl'zikilnfch inhibitoru spodfvi vc \')l\'oieni ochrannihofllmu na povrchukovovdho
materi6lunapi. formou velmi tenki (monomolekul:irni)vrsnl adsorbovandhoinhibitoru.
Patii k nim napi. nasycendaminy s C1 C 1sneboderivdtl'thiomodoviny.
Chemick6 inhibitory qtv6iej i tenliou ochrannou vrstvu v disledku chemick6 reakce
s chranenimkovem.Na t6to reakcisemohoupodilettakdkoroznfprodukty.
K anodicky'minhibitoriim (ovlivndni reakci na anodt) patii ctrronranvCrO1r-a dusienanya
v piitomnosti vzduchu taki fosforeinan)' a mol)'bdenan1..r'ytvriicjici na povrchu kovu
ochrannouoxidickou vrstvu.
Katodickd inhibitory (or4ivndni reakci na katodd) piedstavuji soli zinku napi. ZnSOa.
polyfosf6tynapi. trimetafosl6t (llaPO3)1nebo hexametafosfiit(NaPO3)6.
6,2.2 Zprisobypasivni ochrany
Zhkladni mySlenkoupasivni ochranyje oddElenikovovy'chmateri6lfr od korozivniho media
ochrannouvrstvou. Tato vrstva nesmi byt pordzni a musf vykazovat\ysokou odolnosta
strilost.Ochrann6vrstva mriZe byt vltvoiena z kovu (Zn, Cr), organickych kitek (polymery)
latek(srrlal0.
neboz nekovovjchanorganickych
jak od prachu,
Pied kaZdlimnanesenimochrannd'"'rstrl musi blt povrchkovu pedlivi oaiStan
pochdzcjicich
zb1tkfisoli. nedistottak od zb-vtk[rorganicklchlatek
z uriitlch 16z.[zpracovinl
nebo od konzervadnichl6tck napi. oleji. voskir. silikontr atd.. klere se pouZivaji ke
kriitkodob6ochrandkovovychmatcriilfrpiedjciich daliim zpracovanim.
Jinyi zprisob kritkodobd ochranl' materialr-ije zaloZen na r1'tvoieni tenkdho povlaku
komplexnichsolf, kterd se picd dal5im naneseninrochranndvrstvy neodstraiiuji.T1.tosoli
vznikaji zpravidla chemickou reakci klsele sloZk1 skovem. K tdmto zprisobim patii
picdeviirn loslbtovrinia chromdtor'6nf.
JinakpusobiniitEry'(tzv.primdry)a penetrace.
Piehled
je uvcdcnv tab. 15.
zprisobidodasniochranykovovjch materiril[r
Tab
Z n u : o b r d o i a s n e u n r a rt k o r o r t c l t m l t t tt i . l u
Druh ripravrIosfitovdni
Druh riiinn6 l:itkv
Rozpustndfbstbrcinar.r1
tiZklch kovira volnaH:PO+
Chromiitovini Mdicni v roztocichsoli Cr a
l(\ selin
anorsanickYch
Princip riiinku
Rcakccmezi lbslbrednan1.
k1'selinou
fbsfbrcdnoua kovem.rr'znikai
dobie
soudrZnii
vrstviika1- 1Opm
\/znika dobie soudrlniivrstvidka
hizickdhochromdhr
Prirne
n
R o z t o l ' T T . P O 1..Z r t - e h r o r : t i t;ur \Iznika dobie rozpustndkomplexnisirl
p r \ s k \ i i ! c s l ' \ : e l r t t t t , , r J i d l c r : t s pirn r vplninymi prvskyiici
Penetrace
Vysjchavci ole je. roztoky
p11'skfiice. chromanv
Vnjka do p6rr-ivznikllichkoroznich
produktu.utesiiujeje a oxidacinebo
odpaior'6nimrozpouSt6dla
vznikdtenkii
kn ci vrstvidka
Pied fosfitovrinim. chrondtovdnim a j in, nri irprarami materialu.ie nutno vdtSinoupouZit
odrezor,dni.
odniait'or,6ni.brouSenia tmclcni.
K odrezoviinislouZi liiznd.kteri obsahLrjiHCl. H:SOr a H:PO1 a maly pifdavek inhibitoru.
ktery\'hodndrychlostreakcizpomaluje.Do tichto lizr.rise kovovdpiedm6tl'ponoiuji. Udinek
l6znt z|leLi vc r,zniku rozpustnehofosldtua v tvorbd pll nndhoH2. ktery korozivni produkt-y
z povrchuuloliiuje.
PoruScnistari ndtir.-\'sc odstranujimechanick)nebo vhodnyrnirozpouitddly.K odma5tdni
slou2f alkalick6 nebo emulgujici roztokl a rozpor-ritidla.K alkalickvm patii hydroxydy a
fosforeinanl'(zmjdeliiovaci Liiinek).k emulgadninrmjdla na bizi sulfonovan"vch
mastnych
kyselin.k rozpouStEdl[rm
benzin.xvlen a trichlorethllen.
K dosaZenirovn6hopovrchulzc po obrouieniprovest.jcStizatmeleniprohlubnia nerovnosti.
Jakotmely se pouZfi.ajiolejov, (lninj olej a kiida). olovnato- olcjoq (s piidavkemminia).
kauiukovy (latex, kiida a Pb slouieninl), Tividnj (s kiidou a cementem),olejovy stdrkovy
(lnEny ole.j s pigment)'. plastifikdtorv.plnir'1').PVAc stdrkor'. (PVAc latex, pigmenty a
plnir.'a).Tmclcni sc proviidi v ndkolikavrstvach,
6.2,2.1 Kovov6 ochrann6vrstw'
kovri
Tento zpfisobochranykovovich materi6luspoiir'6 r'nandSenipovlaki uSlechtilejSich
rriznjmi zpisob)' galvanizaci.por.roiovdnim.stiikaninr nebo difitznim pochodema ve
vvtvoieniDrotikoroznich
vrstevna hutnichvr rohcich.
6,2.2.2 Galvanuace
Ochranniivrstvaz u5lechtileiSiho
kovu se na kovovj materiil nana5fclcktrolvtickl,.Pii jejim
nanf5enitvoii kolovy material katodu. kov urdeni k nan6Senianodu. Jako elektrolytyse
pouZivajiroztoky soli kovu. na ktery se ochramzivrstva nanaSi.Pii galvanizacise lyludujf
kationyelektrolltu na katodda rl,naieji ochrannouvrstvu.Anoda se rozpouStia udrZujetak
koncentracikationi v elektrolytupiibliZndkonstantni.Vytvoicnaochranndvrstva(0,012mm)
lpi na kovovdn.rmateri6luvelmi pevnE.Pii praktick6mprovadinfje nutno dodrZovaturditd
podminkl (koncentrace.slo2eni a teplota elektrol)tu. napati. intenzita proudu apoo.1.
NejdastdjipouZivanlmzpirsobempokovovdni.jeponikloviini.
Anodicki oxidacesepouZir,;ik zesileniochranndoxidickevrst\'\'nahliniku. Vlvoienri
vrstvase stivd odolndjSi,ldpelpi na chrdndndm
materidluaie hutn6jSi
6.2.2.3 Dlouhodob6povrchor:iochrana
galvanizace (nanh5eni uSlechtilejiich kovi
chrAndnjkov tvoii katodu
na chrrindn! povrch elektrolyzou).
difr-iznizpisob (chrinEn. kor se zahie;ena cca 1100oa r-vstavipfrsobenitEkar,rm
halogenidrimCr Crl:. CrCl: )
r
smalty(silikdtor'6vrst\') \')'ta\'ovane
za teplanebonandiendv Ziiru)
.
organickdpoYlakl'(laky. plastl. ZiYice.ochrannef6lie)
povlakuje vhodndpovrchkovu zr-rilechtit
Pied nanaSenim
napi. pozinkovdnim.fosf6toviinim,
chromor'dnima pod.
Ocel se napi. pasivuje vltvoienim Fc:Or ponoienim do FINO3,miniov,-imnritdrem (Pb3Oa),
pigmenty s olovdni'm prachem,k1'anamidemolovnat,nl PbCNz, oloviditanemviipenatym
Ca2PbOr,
zinkovymprachema chrontanemdraselno-zinednatl.'m
KzCrOa. 3 ZnCrOa.
6.3 Koroze nekovov{chstavebnichmateri6lt
Ke korozi dochiizi nejen u kovorlch materialil,alc i u materidlLinekovovych.ktcre se
pouZivajive stavebnictvi.PoSkozovrini
nckovorjch materidli ovliviiuje iada faktori ktcrdlze
rozddlit na faktory:
o
$zikrilni: teplota.zmdn)'teplot).zaienir,detndziiieni UV, mr6z piip. stiidiinimr6zt6ni,tekoucivoda,r,itr.zatEZovdni
prachem
o
chemickd:anorganickd
piip. organickdkyselinl'a zasady.soli, koui a exhalace.rukr',
oleje
o
biologickd:bakterie,iasy.plisnd.niZSirostlin,v,mech-v.
56
Rozhodujici vliv maji faktory chemickd. Piedpokladempro korozi je piitomnost vody
vjakdkoliv jeji formE (ddSt',roztdly snfh. mlha. r'zduSniivlhkost. podzemnivoda, vzlinaJici
voda atd.).V drisledkukorozemohou na povrchustavebnichmateriiil&r'znikatnovd,ve vod6
rozpustni slouieniny piip. mohou yznikat objemn6 sloudenin,vuvniti poSkozovandho
materielu.Drisledekkorozeje rrizny. Tak napi. slab6 kyseliny prisobi na beton a v6penec,
agresivnd, naproti tomu u plastit je jejich vliv tdm6i nepostiehnutelny.Organick6
rozpouitddlajako napi. chlorovanduhlovodikysicc rozpouit€ji materi.il.vna b6zi asfaltu,u
materi6li anorganickdho
pirvodur'5akk Zidnc zr.lrdnd
nedochiizi.
6.3.1 Koroze betonu
Beton sc iako nejdirleZitdjSi
stavebnimaterihlvvznaiuje za normiilnichpodmfnekv_vsokou
stabilitouvridi okoli. Za urditjch podmfnekvSak muZe dochdzetkjeho poSkozeni.Kromd
mechanickdho
poSkozenise mtZe jednal o korozi (chemickdzmdny)nebo erozi (mechanickd
opotiebeni).Korozf betonu se rozurri jeho chemickcnapadenirLiznjmi l6tkami piedevSim
zvendi.K neZ6doucimreakcim v5ak mirZe dochazcti v vem zrikladnfchldtek oro lvrobu
betonu(vodou.cenlcntcm.
kamcnircm.piisadarni.
Nejsnadnd.li
napadnutelnou
slo2koubetonuje cenrentovitmel, K irpln6hydratacicementuje
zapoticbfasi 30 % r'ody a dalSichl0 9/oje viiziinoIj'zikdln6.Ir1'zikrilnE
vdzaniivoda v-v-roldvri
po zatvrdnutivznik p6rri.Cim je ji vice. tirn je cen.lentovikdmenp6rovitEjii,tim vdt5ije jeho
vnitini povrcha tim snadndjibctonempronikajiagresivniroztokya plyny.
Podledruhulze Lidink.v
na betonrozddlitdo dvou hlar,nichskupin:
a) Rozpou5tEni.rlluhovini betonu. Vznik rozpustnlch sloudeninna povrchu (napi.
pfisobenikyselin)
b) Rozpin6ni betonu. Vznik mdlo rozpustr.richobjemov.ch reakdnichproduktriuvniti
betonu(napi. reakci sc siran-v).
K uvedenymdruhirn Ize piidist tvorbu rlkv€tt. kterii se mfrZeobjevit i na jinych stavebnich
materiilech.
Rychlostkoroze betonuovliviuje celii iada dinitelfi. kterd lze rozddlit do dvou skupin.Do
prvni skupinyse iadi dinitele.ktere ovliviiuji agresivituprostiedi.do druhd skupinydinitele
ovlivrlujici odolnostbetonu.
K prvni skupin€iiniteli patii druh vodl'a koncentrace
agresivnisloZky.
K dinitehim odolnosti betonu patii pieder'Simdruh a vlastnostihydratadnichproduktri a
fiizovd sloZeni. .iakoZ i charakter zatvrdnute ccncntovd kaie v betonu, tenL zivisi
51
v rozhodujicf miie na druhu a sloZeni por-rTitehoccmcntu a na druhu pouZitich pfisad,
z6sahri.Na celkor,6p6rovitostia charakteru
piipadn6na proviiddnidalSichtcchnologick.vch
moinost pohybu
betonu,resp.r'5eobecn6
strukturybetonuje ziir.'isl6propustnosta nas6kavost
vody v betonu.
Privod vod pfrsobicich agresivndna beton mtZe byt piirodni (podzemni, povrchovd.
minerdlni a dalSi) a antropogenni(odpadni vodl'. priiml'slovc odpad-vatd). Z hlediska
chemick6hopfrsobenilze vodl'rozddlit do nisledujicichskuprn:
.
Vod-vs nizkym obsahemrozpuitEnich soli (tzr'. hladovd vodl). Tlto vodl' snadno
vyluhuji rozpustndsloTkl betonu (picder'SimCa(t)II)2. dim2 se objem p6ru betonu
zvdtsuje.Ca(OIl): uvohiujici se pii tuhndi betonovesnrEsise vylouZi a.je nahrazovin
produkty, dal5fho lildroltrick6ho rozklaclu kierriditanu a hlinitan[r viipenatych.
Picder,Simu velmi poroviljch betonit mu2e do.iit k rjznantndho rozruSenipoltva.
je podlc-kl selinoveneutralizadnikapacit"v
KNKr,. .
Agrcsivitavody se obrlklc posr.rzu
Piedpoklddri
se,Zevod.vs KNKr.. < 1.0 mol.l-' mohouprisobitslab€agresivn6
.
Vody s nizk;im pH (tzr'. r'od.vkl seli). Volnd minerdlni k1'selinyvc vodd jako napi,
HCl. HNOr a H:SO+ reaguji s hl dratovanlmi slinkovfmi minerdlv a s hydroxident
cementu.
v6penatymuvolndnympii h"vdrataci
3 C a O .S
2 i O z .3 H : O : 6 H N O ; - +3 C a r -+ 6 N O 3+- 2 S i O 2+ 6 H 2 O
+ 2 FIirlO:-+ Car' + 2 NOr' + 2 H2O
Ca(OH(1
Obecn€platf,2ev piipaddmdlo odolnehobetonubl hodnotapH vody nemdla
poklesnout
pod 6.5.
Z organickychkyselin jsou v piirodnich vodich zastoupenypiedev5im huminovd
kyseliny a fulvokyselinl. Tlto pirsobi ne-jcnsvoji k1'selosti,ale i schopnostivdzat
kationy Ca'* do komplexri.Vliv t€chto k1'sclinse proicvuje picdcvSimpii tuhnuti
betonu,jejich prisobenina jiZ zatvrdlj beton je prakticky zanedbateln!.Z dal5ich
obsaZeny
organickjch kyselin to je k1'selinaml6dnd a octovd, kterd bpaji
prtrnyslu.
v ndkterychodpadnichvodiichpolravin6iskdho
Vody obsahujiciagresivnfoxid uhlitit!.Jednd se pieder'3imo podzcmnivodr'. klerd
piich6zejido styku se zdkladl staveb.CO: reagujes Ca(OH):. ktery se uvoliuje pii
tuhnuti betonovd smisi. Do roztoku piechazcji ionty Ca'- a HCO:-. Zreagovan.i
hydroxid vapenatyje nahrazor'AndalSim hl.'drolltick.vmrozkladem kiemiditar.riia
hl initanfrvdpenatii'ch.
Ca(OH)2+ CO:- H:O + Car*+ 2 HCOr-
58
Vysledkempisobenfje rozruSovinibetonu.\'e vehni propustndpidd by voda
proudicikolcm bctonovdhozdivanemElaobsahovatZddni agresivniCOz,je-li
'
hodnotaKNK+ : mcnii neZ2.0 mmol.l''. { n.rdloodolndhobetonuseobvykletoleruji
k o n q s n , r " .a. g r c s i v n i h( oU : o s io t . i : r r ' : . 1 J , , l { r m g . l ' 1 .
Vodl'se zr,-tiSenj
rn obsahemsiranu(tz\'. siranoverod1-),Z hlcdiskakorozebetonu
.jsoupoklddanl za nejagresivni'jii. Za hlarni piiiinu korozebetonusev tomto piipadd
poklidii reakcesiranoviclriontu s hydroridemvapcnatimpii nfZ vznik6 s6drovec.
Ca(OH):r. SO.rr-'I H:O + CaSOr. 2 H2O* I OH-
C..\ (trikalciurnalunrindtu
V piitornnosti
hlinilanutrir'6penatdho
) vznikii ze sAdrovce
(C'andlotor
a sul).
silndh1'dratovanh
slouieninaettringit
l l rr O
r .2 H 2 O
3 CaO.AlzOl-3(C'aSO
. l ) - 1 6 I l : O + , 1 C a O .A l r O ; .3 C a S O . 3
r jenrnjch lchlicich uspoiidanjchobrlkle do hvdzdicoq'ch
Ettringit krystalizLrje
r.r.ru
a r diisledkurelk6ho krystalizadniho
ftvaril. Pii krystalizacinaLrjri znaini na oh.1e
(ldolnost
zir
isi
:ra obsahu trikalciumaluminiilu.
belonu
tlaku bcton naruSr.r.je.
Or.l.rczcnfrn
.jchoobsahuv cenelltLllzc ziskatbetonl odolhvajiciagresivitdrt.on61'1icir
rtrd (tzr,.siranovzdoruecement\').Odolnelsou bctonl obsahujicimdnEneZ 4% CrA.
siranu150 mg.l-lse siranovdkorozer. razndji
lldAr'6se,2epiibli2nt do koncentrace
pod 100 mg.l-r.
se poklddajivodv sobsahemsiranr.i
neprojevi.7,a rcelaneagrcsivni
cttrin\ritr.l
r tinr sniZu.jinepiizniryvliv sirant.
Chloridl'r'evodi zr'1iuji rozpLrstnrrst
cementulze
lnhibuji takd nukleaci a rust jeho krystalLl.\'piipadd siranovzdorndho
tolero\,atve vodd koncentraceSOrr- i pics 1000 mg.l-r. Schematicki zndzomEni
tvorb) cttringitu\ betonuie ur edenona ohr'.7.
tvorb:r €ttringitu
So.t'
zn:izorndnipusobenisiranoricl.t aniont ve \odd na CIA hydret
Obr, 7 Schematickd
Vodl'se zvySenymobsahemhoiednatjchiontri.Kation-vMgl- mohoureagovat
hldroridu hoiednatdho
s hydroxiden \'6penatimza vzniku milo rozpustndho
Mg(OI{)r.
M g t * * 2 C l - - C a ( O l l ) : + \ 1 g 1 O H )+1C a r ' + 2 C l -
5g
Ulavni piidinoukorozebetonu[iinkem kationriMg'- je tlak. zprisobenlf
tvorbou
sddrovcev p6recha kapil6r6ch.Hydroxid hoieinali, kte{i je druhim produktem
koroze, se vyluduje hlavnd v povrchovich vrstvdch.Za.neagresivnise pokl6daji vody,
Mg'- nei 100mg.l-'.
kter6neobsahuji\ySSikoncentrace
Vody se zvy3enlmobsahemamonmchionti (tzr'.amonndvody).Agresivitubetonu
mohoury'ol6vat takd s vodl s 11Slimobsahemamonni'chiontri.Tlto iont.vreaguji
s hvdroxidem vdoenatfm:
2 NHq* + Ca(oH). -->Car- - 2 NHr + 2 H2O
RozkladhydroxiduvdpcnatchopodporLrje
dalSfhldroll.ticklirozkladsloZekbetonu.
Mezni obsahNHa- pro vodu piichazcjicido stykus mriloodolnyimbetonem seuv6di
v rozmezi20 aZ 100mg.l-r.
Vodl' obsahujicf sullan. hl drogensulfidl HS- piipadnd sulfidy 52-. Jejich biochemickouoxidaci vznikd klselina sirovd.zpisobujici napi. korozi betonov6hozdiva
stok (obr. 8).
n qn
,
/
Hzs
kal
o.r 2-
\
Hzg
D.desu(tricans
Obr.8 Koroze v betonov6m potrubi
a
Alkalickdvody. Kicmiditanl'r'5penat6
mohoupiechfzetna kiemiiitany sodnd,
snadndi
i wluhovateln6vodou
CaSiO;+ 2 NaOH +
Ca(OH) I Naz SiO:
Pii hydralaci hlinitanovdho cementu vznikd h,vdroxidhlinitl-. ktery r'alkalickdrr^
prostiedipiechdzina rozpustndIiJ'droxokomplexl
.
.
Vody s obsahemtukri a ropn;'lchl6tek. Zivodi5nda rostlinn6oleje a tukr .isouestery
ry35ichmastnlichkyselin a gllcerolu (triglyceridy).Reakcis hrdroridem vapenatlim
dochdzikjejich Stdpeni,spojenyms tvorbouvripenatyich
soli mastnjchkyselin:
60
1 j,ll, l
tukr'. olgjg- Ca(OH):-+ mjdlo + glycerin
Ropa a produkty jejiho zpracoviini ncjsou jako sm6si uhlovodiki hydroxidy
zmldelnitelnd.Pokud dojdek upln6munasycenibetonupohonnymihmotami,mrizeto
nepiiznivd ovlivnit jeho pevnost (sniZenio cca 25%). SniZenije zp&sobenotzr'.
mazacimefektemptrsobicinrmezi d:isticemibetonu.Drivodemie nepoliimicharakter
uhlovodfktra ieiich hvdrofobicita.
6,3.2 Ochrana betonu proti korozi
Agresivni pirsobeni'odv na bcton lze omezovat iadou aktivnich a pasivnich oDatienl.
K aktivnim opatienimpatii napi. zvvSeniodolnostibetonfrlouzitinr vhodnehodruhucementu
piip. piidavkemhldrofobnich l:itekpr'iIe.jichpiipravE.
Pasivniochranaspoiiva v omezenir.reborlloudeni ptisobeniagresivnihoprostiedina beton
'l'ato
po jeho zhotoveni.
opatienflze rozddlitdo ndkolikaskuprn:
Impregnace.Upra'a betono'dho porrchu nlateri6lem.kterv postupndpronik:i do
struktury porfr. Pou2ivaji se napi. silikonl. lsilanl a siloxanl), kter6 pronikaji do
strukturyp6rri adhezivnimi.r'an der \\'aalsorlrni silarni.vvtvriieji irdinnouochranu
proti 'odd a pritniku agresi'nich iinidcl. Pii jine metodd impregnacebetonor-rch
povrchri se pouZivaji slouieniny'.kteri tdsteandzapliuji mezerv tim. Ze reaguji se
sloZkamicementovdhotmele (napi. kiemidrtansodni. r'odni sklo atd.) nebo reagujia
vltvrzuj i se santvo sobi (napi. nizkorisk6znieporidl. metakn'ldta pol-vester).
N6tdn a obklad.v.Nandsenifilmon'orniho materi.{I, na betonor"l povrch, odolnd
omitky, keramickd obkladl'. r'dpencovvSrirk. jil ard.. zabraiujfci piistupu vody
k betonu.Torketovdni tlakove nandSenismdsi cementu.pisku a vody na povrch
betonu.Vltvoii se kornpaktnituhdvrsn,a.
Povrchor'6irprava. Pou2fvaji se napi. clastornero'"d
mcmbriiny',zahrnujici izoladni
f6lie a materi6ly nandseni v rckurd tirrme. Z f6lii jsou to asfaltovd lepenky
s polyet"vlinovouvrstvou, PVC liilie. neopren.polrvinl lidenchlorid a dalSi. pii
fludtovrinise na povrch bctonu pirsobi Iiexailuorkiemiiitany(MgSiF6,ZnSiF6nebo
PbSiF6).Piitom vznikaji mdlo rozpustnesloudeninl Ca|2 piip. CaSiF6.Tyto spolu
s hydratovan.m SiO2zapliuji p6n'betonu:
N I g [ S i F 6I l ] C a ( O H ) :+ 3 ( i a F z +M g ( O H ) 2 + S i O : + 2H : O
6l
6.3.3 Koroze plastfr
K po5kozovdniplastridochiizir'6tSinouvlivcn'rnTikrobihlnidinnostina jejich povrchu.Proces
usnadiuje difuze ndkterych slozek plastir na jejich povrch (napi. zmdkiovadla).zrySeni
obsahuvody, vl,loudeni kyselin atd. Tak napi. piedmitl' z poll,inylacet6tu, kterd jsou
mikrobi6lnd intaktni, podldhaji dlouhodobe h1-drollze pii niz se z nich uvoliujc
polyvin-vlalkohola acetat. Ten mohou VvuZivat k rfistu nEktcri houby jako napi.
Stemphl.llitma dalii pii demtr,oii derndkoloniena povrchumaterialu.
Clar)o.sporiunt,
7 CHEMIE VODY
l6tek \' piirodi. Pro ilovika je vedlc slunednienergre.
Voda .ie jednou z nejrozSiieneljSich
pirdy a yzducfiu zhkladni Zivotni poticbou. r'iznatnnitrt diniteler.nhygienick.vm.dile2it.ru
suroui,1ouI' priml,slu. zdroicrl energie.r'hodnjm rekrcaittim a dopravnim plostiedim.
prostiedkcmpii haieni poZin-iatd
nejdastdjipouZivan-vm
podle druhu rozlisujcme Voci"vsr62kove.podzcntni.povrchovi. moiskd a odpadni.Podlc
pouziri sc vody rozddluji na pitne. u2rtkor'6(provozni).chladici.kotelni, l6divd.bazdnorea
dal5i.
7.1 Kolobdhvody v piirodE
v zemskdkriie pod povrchemzeme.
T6mEi80 % r'ody na zemi.jeobsaienoY oceinech.19 9,',0
jezerech
a Vodnichniidriich a.ien kolem
1 % tvoif ledovce.0,002 %.je obsa2enoV tocich.
0,0008% v atmosfdie.Rekl a jczcra sicc tr.Oiimalou iist hvdrosfiry. ale cirkulaccv nich
probihdvelmi rychle.
Kolob6hje podmin-liouvyrovnandhostaYuvodl r'piirodi. Jedndsc o nepietlzit) uzarien!
hrracisilou.iesluneinizdienia zcnlskisra\ttacc
proccsvodni cirkulacena zemdkouli..ichoZ
9
na
obr'
znaizorndni
Jehoschematick6
.jeuvcdenil
Obr. 9. Kolobdhvody v Piirodt
A - tvorbaoblaku,B- sr6ZkovYoblak
- odparz pildr'.4 -odparztoktl.5 - r.l:-'-r- i.-::.e' 6 2 - transpirace.3
I - odparz ocednu,
10 odparz de5t'oqichkapek, 7 - infiltrace.ll - povrchovi odpar,9 - \'sakLr":: - :-:
hloubkov6vsakoviini,I I - podzemnivodl'. l2 - ocedrt
o,l
ih'
Ze .zdkladnichfidajLio rodi na zeni vlplirri. 2e celkovi mnozstvi v atmosfeiedini 12300
km' (piibli2nEto odporidd I5 ntnt vrsni po celdmpovrchuzcm6koule).
7.2 Vlastnostivody
Vodaje slouicninadrou prrkir - r'odikua kr'sliku.(lba rrro pnkl,majf nikolik isotopirU
tll
'odiku je to lchkl v.ciik il,l,.tizk! r'otiik cicrircriunr
. iritiun, ri-t. Ll kysliku jsou rnu-y
'oO.
'-t),,,'tO.
tilkljtl'i is,\top\
J'ttn is.rtopr.js.rirc vode!zastc,upcnv
pr,itlizndi,pomirech
'IT:-ll=
'
O
:
'"O:
5 0 r r 0 : Il " ' ( ) :
l l : 0 : : : i . \ ' p i i r o d n' io d € u c e l p
a i e v l d dmr io l e k u l a
'H,'t{).
n" tiTkouvoduD,rf'r)piipadijcn asi0.()150.,,.
Pii odpaiovaniIodl r'zrtrsrd
ve zbriku ohsahrll , 'tO. , rodr vzniklc kondenzaci
parJeto
naopak.Atmosl6rickdvodv a vodr. z rozrilclto snrrlrua ledu obsahqjinrdn6D2O ne2 r.ody
,,od r zrustriolrsalr
podzcntni.
lJ podzenrnich
ileul!'riuntcrrtclu
s hloubkoujejich vzniku.
\,'rhranc}rodnotlllzikiilnich koitslrnrpiirotlniiistc vodr a ti2k6 r'odvjsou uvcdenr.r, tab.
16.
.l
ab t6
ikilni ku i t \ t u I l
Ukazatel
husrora(l-5"(-)
max.hustota
bod varu
viskozita(25"C)
dl nar.r.ricki
bod tuhnuti
tlak naslccn,ch par(25'C)
t i L l c u t e f l u t l t o \ I rdtr
cl
.Icdnotka
kg.nr
kg,rn'
H,O
997.0-+5
1000.00t)
"c
"c
l0(r.00t)
0.890
0.000
Pa
3r 6 9 . 0
nrPa.s
D2o
I 104.460
I 105.970
l0t.ll0
1.101
1.813
2750.0
je z tab. zicjmc. iiif se teTke\ oda od piirodni iiste vodr v ccld iadd ukazatelLi.
.Tak
Negativnt!
pfisobina proces).probihajicir'2ir,jchorganismcch
ir rosrlinich.
Chemickl iistd voda se od.jinjch piirodnichlitek odliiujc r iadd vlastnosti,
kteri bt\aji
oznaioviinv .jirko anontilie vodl . Tak napi. pii ohiirlini od 0 do 4"C se objem vody
nezvdtiuje,
ale zmenSule.
ntarirnhlnihustorunedosalruje
pr'i0"C.alc pii 4oC(piesne3.98"C).
Pii mrznuti zvEtSujesruj ob.jcmna ro.'dil orl jinich litek. ktcrd se pi-itom smrSfuji a jeji
'l'cplota
l.rustota
kles6.
jak b1'sedalo dekat.V
tuhnuti se vzrirstajicinrtlakemklesiia ncvzrListii.
drisledku r1'sokd dielektricki konstantl r'r'kazuje roda vviii rozpustnosta disociacni
schopnost
ne7.jin6kapalinl. S vijinrkou rruri lr']iizc viech kapalinnejr.i-SSi
povrchovdnapdti.
VScchny'anoni/rlni.jerl niaji pin.oclvc struktuic nrolckuh vodv a vc schopnostiwt\'6iet
molekulhrniagregiit-v
neboasocior,and
ntolekulr (H1O),,.
N{olekulavody md troj[rlielnikovi uspoiadalli.hodnotairhlu nrezijednoduchymi,pol6mimi.
kovalentnimi
vazbami.ic101.52".Vzdilenostmezijddn atonttlaini 0,9572.10-10
m. T6ZiSt6
kladnlichnribojrlise liSi od taZiStdn6bojirzapornlchl dusledkudehovznikii elcktrickydipcilo
hodnotd6.13.10'"'C.m. Voda je tlpickou kapalinoupoldrnihotypu. .lednotlivddip6ly se
mohouve svim blizkem okoli piitaholat svvurionatni nabitlnri konci a vzdjemndasociovat
vodikovimimirstkr(obr. 101.
6l
H..f-'^Ar
,)o'---H-o..lt
Obr. 10 Molekulavod-va zniizorninivodfkovchomistku
Vodikovymi mtstkl je mozno \J's\'atlit i .jednu z anomdlii vody - zvdtseni objemu pii
piechodudo tuhdhoskupenstvi(led). \'tomto skupenslr'ije ka2d! atom k1'slikutetraedricky
obklopenityimi atomy vodiku. z nichi dva jsou vdzdnvatomovda dva vodikovymi mristky.
Pii t6ni se tato struktura rozpadii.piesto ztrstdr'l i v kapaln6m stavu urdit6 promdnlivd
uspoiiidrinimolekul, Pii ochlazovanivodni p[r1 pod 100''C (kondenzace)se v11r'diejf
jednoduchi a viceniisobndasoci6t.vmolekul aZ (H:O)c. Tato asociaces poklesemteploty
rychle roste.takZepii 70"C se rltr,aieji sitd (fluktuujici cluster)z asi 25 molekul, pii 25"C
je na
z 90 molekula pii OnCze 100 molekul.Strukturnimodeltito vodl' (Ndmethya Sheraga)
o b r .1 1 .
/,4^r'('
*i
L*i*
\ J-,4'i
Obr. 1I
j'ch molekulvodl
Modeljednotlivycha asocior''an
Znadniiasociacemolekul r,ody zpfisobujelcji r'1sok! bod varu. ktery by bez asociacebyl
'"'odanemdlapolirni charakter,b.vlby jcjf bod
mnohemniZii (napi. u H2S je -61"C). Kd1*b1'
-80oC.
varu asi oii
7.2.1 Hustota vody
Jc definovdnajako hmotnostobjemovdjcdnotkl' r'od1 za dand teploty a tlaku. Udiirii se v
kg.m-'.Na rozdil od jin;'1chkapalinhustotase."zrtrstajfcf
od OoCvzrristria2 do teplot_v
_teplotou
3.98"C,kdy dosahujemaximdlni hodnotu 1000.0kg.m''. Zr.ySovdnimteplotl nad ur edenou
hodnotu hustotavody klesd a pii 100"C dini 958.4 kg.m-'. l'ato anondlic 1u.lr rlraznd
ovliviuje jeji chovani v piirodd. Tak je napi. piidinou teplotni stratillkacer hlubokich
nridrZicha iezerech(obr. l2).
64
= {
10
12
.14
16
20
2a
2!P oc
Obr. l2 T.vpick6vertikrilnirozdeleniteplot) \'odt r nddrTiv obdobfletni stagnace.
I - e p i l i m n i o nI . - t c r m o k l r n .3r -. h r p o l i n r n i , ' n
7.2.2 Povrchor'6napiti
Souvisi se soudrZnostin.rolekulkapaliny,a vznikd na rozhrani kapaln6 a plynnd frLe.
Jednotkoupovrchovdhonapdtije Ne$1onna metr Q'i.m'". Povrchor,dnapdtivody pii 18"Cje
72.6)0i N,m-r a pii 100"C52.5.10-iN.n.r-r.
Piidavekrozpusrenich
soli obr,yklepovrchovd
napiti vody zvvSuje,kjeho sniZenisepouZivajitzr'.povrchovi aktivni liitky napi.tenzidy.
7.2.3 Konduktivita
Vodivostroztokt elektrol)tt z6\'isi na koncentraciiontti. na.jeiichpohl'blivostia na teplot6.
jeji jednotkouje Sicmcnsna mctr (S.rn'l). u vod sc obr kle uvidi r. mS.m-1.
lJ povrchovych
a
l
podzemnich
vod sehodnotakonduktiritlpohlbLrie
od 5 do 50 mS.m-'.
7.2.4 pH
Chemickrireakce vodl se r,'tjadiuje hodnotou pH, definovanoujako zripomj dekadickf
logaritmuskoncentracevodikorjch iontit ll . V distlch piirodnich voddch se pH vdt5inou
pohybuje v rozmezi 4.5 aZ 8.3. Pokles pH pod .1.5 bi.r'ii zprisobennapi. piitomnosti
anorganickichnebo organick,,'1ch
klselin. \r1SSipFI neZ 8.3 zprhsobujfaniony uhliditanove
nebo hydroxl'lovd.Atmosfdrickdvodv v oblastechnezncdiit'ovanichkyselymide5timaji pH
mezi 5 a 6, za bouiek a v dfrslcdkudalkovehotransportuemisi S. N byly v ojedin6llrtch
piipadechnamdienl,hodnotykolem 3. pH piirodnichr,odmohouovlivnit in6kterd biologickd
procesy(tab. 17). U pitnlch vod je nr-rtnoudrZovatpFI mezi 6.5 ai 9.5 (Vyhl. d. 25212004
sb.).
Vhi brolor:rcki
ch DrocesU
na
rodnichr od
Proces
Reakce
Vliv na pH
fotosvntdza
+ 6 O:
6 CO: -'-6 ll:O + CI,FIr:On
zviSeni
+
(
O
:
resplrace
sntzenl
C6l112O56
- O1
6
6 H:O
mcthanizace
CoHr:Or,-I (lO: + i (ll{.'- 6 CO,
snlzenl
nitrifikace
NI I.1-+ 2 O: -+ NO: + II:O+ 2 Hsnlzenl
denitrihkace 5 C 6 H I 2 O 62+4 N O 3 ' +2 . 1H - + j 0 C O r + l 2N : + 4 2 H z O
zvySeni
oxidaceS
H S - + 2 O : + S L ) , r+' H *
snlzenl
desulfatace
zrrySeni
C 6 H 1 2 O 63+S O a r - +3 H * + 6 C O : r 3 I I S - +6 H 2 O
65
7.3 Chemick6sloZenivody
vodu. Chemickdslo2enipiirodnichvod
distoulze povaZovatpouzcdestiiovanou
Za chemick.v
pl;'ntt.
r-rmdna
iontt nezi tuhou a kapalnou fazi,
l6tek
i
ovliviiuje rozpustnost tuh-vch
a biochemickdproccsl atd, Ldtk) nachiizeiicise ve vodfch lze rozddlit
oxidadnd-redukdni
podle pfrvodu na anorganickda organick6. Piitom se mohou r-rskltovat jako iontovd
rozpustinc tzv. elektroll'11.neionlovi rozpuStdndtzr'. neelektrolltl nebo nerozpuStdnd
(neusaditelnc.
usaditelnda vzpl-r'avd).
K neiontor'ErozpuitEnlnrlatkiim patil z kationti zejmina vApnika hoidik. sodik a draslik.Z
siranl.chloridla dusitnant.
anionttto jsou hl drogenuhliditanl.
plyny jako
sloudeninlkiemiku a rozpuStdnd
N{ezineiontovi rozpuStini )dtk; pntii ze'imelna
jejichZ
patr'i
r'liskyt r'
taki
sloudenir.t,v
boru,
Do
teto
skupinl
napi. kyslik a oxid uhliditj.
povrchorjch r.oddcbvzrfistI irmIrnd se spoticbotrpracfchprostiedki.
a l6tk1
vc vodd lze z f zikelnihohicdiskarozdilit na ldtkl rozpuStdnd
Veskerdl6tky obsaZend
obrryklcv mg.l-'.
c .jakohmotnostnikoncentrace.
Obsahtechtol6tck se r'lj adiLrj
nerozpu5t6nd.
lt r(hradni gravimetrick6uzandniskupinovd
ndkdy tdZ v g.l"r. K jejich stanovcnisc por,rZir
metoda.KoncentracerozpuStdnjchi ncrozpustdnlchlitek ve vodEje dileZitim chemick.im
jakosti vod.
ukazatelem
Usaditelnda vzplj'r'avdlltky se obrl'kle stanovuiijcn objcmold. zm6ienimjejich objemupo
Pro niktcrd irdell'sejejich obsahzjiituje i hmotnostnb.
urditddob6sedimentace.
ChemickdsloZenir,od miZe b1r rljadior'ino slornd napi. sodik. draslik. r'ip^nikatd. nebo
zkicend Na, K. Ca atd. Nikdl'se ur'/rditak6 iotttoli fbruranapi. Na-. K-. Ca'- atd..Obsah
ostatnichkovir se vdtSinouur'6di r elerlent:irnifirrntEnapi, Fe. Mn, Al atd. K rozli5eni
oxidadnihostupn6ndkterychkovit se pou2ivf oznaieniifmskou iislici u slmbolu prvku napi.
r.'oddse pouZivrlIyjadiovant
tdhoZpn ku
Fe(lI), Fe(III) atd. Pii hodnoceninikolika ftrren.r
"'e
dusik).Nsymbolyprvku doplndny'misl rnboll piisluSndt'orml napi. N-NHr- (amoniakor'-v
NO2-(dusitanor,dusik)atd.
Obsahjednotlivlch sloZck r,od1 se rljadiLrie -jejich hnrotnostnikonccntraci(rng.l'r. g.l-')
(mol.1-'ncbontnrol.l'i.
neboldtkovoukoncentraci
7.3.1 Anorganick6l6tkl
ldtkv anorganickd.
r-rstupujicipieviZn€
Picvl6da.jfci
skupinouldtekv piirodnichvodach.isou
v iontovdformeti. .iakokrlion\ r rnir'n\.
Kory
Piirodni vody obsahujfprakticky viechny kor'1. nikterd alespoiive stopovjch ntnoTstvich.
zdrojttm patii ndktererodr z dfilni
Jejich privod jc vitSinou piirozeny. K anlropttge-nnim
dinnosti a odpadni vodl napi. z povrchovd irprar'l kovft. zpracovdnirud. tcrti]niho a
prirmysluatd. Kor'1'sentohouvc vodi r'1skl1otatv rozpusteneftrnr: huJ jako
koZed6lndho
jednoduch6kation,v,anionl' nebo neutrdlni molckull. Do komplexu s krr\1 .'stupuji
piedev3imhydrogenuhliditan.v.
uhliditanl. siranl. itrslbrednanya ndktereorgar;;ie ldtk;
napi. huminovdliitkl a aminoklselinl'.
oo
Kory mohou b. t ziivaZnlm zneiiStdnimpr'irodnichvod. Plati to piedev5imo tdZkyich
kovech
(kory s mdrnouhmotnostivvS5ine7.1500kg.m"').Patii scm Ag. As. Au. Bi, Cd, Cu, Ga, Ge,
Hg, In. Ir, Mo. Os,Pb. Pd.Pt. Ru. Re. Sb.Sn.Tc. \\'a Zn.
Ftziologickd. ekologicke a to\ikologicke vlastnostikor.u jsou zpravidla zrivisldna formd
jejich rlskytLr vc vodd.ch.1-aknapi. pirsobcnirnddi na iasv se liSi podlc krho. zda sejednd o
ionr,"*
Cu--. Cu2(OH):-.rnflo rozpustnjCuC-'O;
nchoo kompler mddi s organickfmildtkami.
Na obr. l3 .jc znizornin flziologickj el'ekt{napi.rust nebo produkcebiomaslJbdZnych
kovir (napi. Cu. Zn atd.) i nreni' hiTnich koru (napi. Cd. Pb. ard) jako funkcejejich
koncentrace.Pii nizkjch koncentracich bd2ne kovr fiziologickj cfekt srimuluji. pii
vysoki'chkoncentracfch
oirsobitoxickr'.
lo-14 to-10
ro-5/not. r-r7
Obr. 13 Vztah mezi koncentracint:kterychkor'[r ve vodEa jejich I)'ziologickjm vlivem na
iasy. I - limitujici.2 - optirndlni.S - tolerovatclni.-1- toxicki'
Transportkor,i ve vodnich nidrZich je spojen sc sedinrentacidiistic ncrozpuStenichldtek,
piivedenychdo nddrZcs vodou nebo vzniklich pii lbtosvntezca zivisi na dobd zdrZenfvody
v nddrZi.Usazcndiasl' podl6haii v scdimcntcchnikrobiilnimu rozkladu (mineralizaci)pii
demsc z nich i6st koli ulolni do vodr'.\'e r otli sedimentutak postupnenarristdkoncentrace
kovt i korlplexon oln. ch ligandfr.Pii zpdtncditirsi kovii se zejmcnaiontl Fe(II) a Mn(ll)
dostiivajido volni vod) aiako hldratoranc oridy podlcrhajiopdt srdZenia sedimentaci.
Na
obr. l4 ie uvedenoziednoduiendschdmatransfbrmacikor'frr.evodnicli niidr2fch.
|
ruh{
I.rtt
.rttrr
E
['..-.J
I
!!'ba Ltlr
\/fotorFtar./
r'ld\'
T
Obr. 14 Schdmatransfonnacekoyfrvc vodni nddrTi
67
lft
| |
,,
-tu'ri".
./.
rt!t
Koly mohou u Zivodichi r',vvol6vatbud' akutni ncbo chronick6 onemocndni(piedevSim
olovo, arzen,rtut'. kadmium a dal!i). Karcinogeunimia leratogennimi{idinky se rryznaduji
arzen.kadmium.Cr(VI), Ni a dalSi.ToxicitakovLrvzrust/rv iadd:
Hg>Cu>Pb>Cd>Co>Zn>Mn
V piipadd.Zevoda obsahujevice toxickjch kor'fl.mirZese.jelichudinekzvj5it (synergismus.l.
Sodika draslik
V'iskyt obou prvkri r, piirodnich roddchje bEZn..\rlluhuji se z riizn;ichhlinitokiemiiitanu
nebo se uvoliiuji pii jejich chcmickem zvEtrfr'hni. Antropogennimi zdroji mohou byt
prfrmyslovcodpadnivodl', splachl ze zemEdi]skepirdr'.splaSkovdvodl' atd. PomdrNa:K sc
v piirodnichroddchobvlklc pohl'bujev rozmezil0:l aZ l5:l. l'io kidajicizastoupenisodiku
ve vodich se r'y'sr'6tluje
irdinndjSisorpcidraslikupirdouz niZje trvaleodderpdv:in
rostlinamr.
Oba prvky nejsou h-vgienickyr'lznamne. Zvjienl obsah sodiku ve vodd mriZe nepiiznivd
ovlivnit zdravotnistav osob lrpicich srdeinimi chorobami,hvpertenzia cirh6zou.jater.MH
(mezndhodnota)pro obsahNa v pitnelodd je 200 mg.l''
Vipnik a hoiiik
Do piirodnich vod se dostivaji r'l luiror'1inirnr irpence.dolornitu. magnezitu.siidrovcea
zdrojtm patii nektercprimyslove odpadnivod,v
dalSichminenihl. K jejich antropogennirn
napi. z dirlni tinnosti. z neutralizaceklscljch rocl r' chcrnickdnr.f-armaceutickdnr.
dtlnim
prim,vslua daliich. Kvantitativnizastoupellihoiiiku v piirodnichvodich bliva obvl,klemenSi
vodfch s koncentracirozpuStdnych
neZvdpniku.V hydrogenuhliditanor'!ch
lAtekdo piibliZnd
500mg.l-rsepomdrCa:Mgpohybujeod .1:l do l:l .
V pitnlch voddchse pro spolein- obsah(la a \4g doporudujer,,zmczi 0.9 aZ 5 mmol.l-r. pro
obsahCa plati v iR mezndhodnotamin. 30 mg.l-r a pro Mg l0 mg.l-r. U kardiakrimrl2e
nedostatek
hoidiku ve vod6 v6stk poruchdmsrdednfho
ntm-.
Illinik
Do piirodnich vod se dostdva zcimina r,1'luhovinimhlinitokiemiditanfi(iivcir. slid) v
prubdhujejich zvdtriir,6ni.K jeho antropogcnninrzdrojim patii odpadni vod1. napi. z
povrchovdfprav_r-hliniku a jeho siitin. r'jroby papiru. kiZe. barviv atd. Obsah hliniku v
piirodnich vodiich kolisd zhrLrbaod 0.001 do 10 rrs.l-r. V pitn6 vodd je jeho koncentrace
limitov6nahodnotou0.2 mg.l-r .
/,ete7.o
Pifrodnim zdrojem jsou rudy (p1rit. magnetor,ec,hnddel. siderit a dalsi) a takd
hlinitokiemiditanl'.Oxidacf rud vzdu3nlm k1'slfkemvznikii k-vselinasirori a do vody se
dostdviitakdZelezo:
4 FeS2+ 15 Or + 2 F{]O-+.1 Fcj* + 8 SO+2-+4 H'
68
Reakci iniciuji chemolitotrofnibaktcrie rodi Thiohuc.illusa
Ferrobacilhrs.Ve vodnich
nddrZfcha jezerechbvva Zelezostratilikovdno.lldhem letni a zimni stagnacese ve spodnich
vrstvdchvody (hlpolimnion) hromadi zelezo ' rozpustdn6i nerozpustdndform6. vlivem
anoxickychpodmfnekprobihiiredukceFe(lll) na Fe(II).v prirbdhujami a podzimnicirkulace
se Fe(lI) rozptyluje po celem objemu 'od1' a na jejim povrchu .sestykem s rozpustenym
k-vslikemoxiduje a pot6 hydroryzuje.Zriien! obsahZelezave vod6 negativnEovtivlu.iejeji
barvu.chut'a zpfrsobujezdkal. chut'o'i se projerujc az pii koncentraii nad 0.5 .r.i-'." v
pitndvoddsepiipouSti.jcho
obsairdo 0.2 mg.l'r.
Mangan
Zdrojem n'ranganLl' piirodnich 'odiich nrohou b!t manganovdrudy. (burel, braunit,
hausmannita dalii). pid1. sr.-tlinrcnt)
r o.jumislc iristi ndkterych rostlin. K leho
antropogennim
zdrojim patii ndkrercodpaclnirod'napi. ze zpracor,anf
rud. z chemickjch
zavodLiatd. v pifrodnich rodich bvrli zastoupcnr oxidadnimstupnj II. III. IV a VII. Na
rozdil od ielcza.le Mn(ll) srabilni'jii pii oxidaci.snadnr:jise vsak redukuje.Krom6 chemickd
oxidacemrhzeprobfhatve rodhch takc biochenickaoriclacemangano mi bakterieminapr.
_
rodu Leprolhrix a ('renothrix. Procesprobihd rychle v ncutriilnim prostiedi a mize byt
piidinou zarirstdni'odo'"odniho potrubi. \' podzemnichvod6ch se obsah Mn obr,ykle
pohybujepod I mg.l''. N{cznouhodnorou
v pitni r odd.je0.05mg.l-r.
N,ldd'
Do 'od1' sc rruze dostat pr'i oxidainim rozkladu sulfidick_ch rud napi. chalkopyritu,
chalkosinu.malachilua dalsich.K antropouennim
zdroj m patii zejmdnan6i<terd
prumyslovd
o d p a d n iv o d r . V e d ' j e J u l e z i r r r t ir. i . r k r l . r h t . i r , , r . cl irJr sr .k r m o r g a n i s m e m
ie pfiiimana
potravouv mnozstvi2 a7 5 mg.d 1.\I koncentracj
I 12,; mg.I ''prnpui'ir1.roae sviravouctrut
protojeji obsahv pitndrodd ncm.{piekroiit0.1 nrq.lr .
Zinek
K ncjrozSiiendjSim
rudiim v piirodEparii sf'rlerira smirhsonit.JejichrozpouStdnim
se zinek
dostrivii
do podzemnich
vod. Zinek obsahLrli
inikrererdLrlnivodr'.r'odr i povrchovefpravy
kovfr.vyroby visk6zor'-ch r,like' atd. Zdrtlern zinku mohou bi.r takd pozinkovandniiiob1,,
potrubi atd. v prost-vchpodzemnichvodiich a povr.chor'_
ch voddch se koncentracezinku
pohl'bujiod 0.01do 0.05mg.l-'.mezndhodnorapro pitnouvoduje 3.0 mg.l-].
Kadmium
Byvii soutisti zinkor'1'chrud. picviadajicimzdrojcnr.isouvsak odpadnivody z povrchovd
tpravy kovr.i.z l'1'robyautobirterii.plastuatd. Kachniunpatii mezi tzr,.kumulativnikovv. pii
inhalaci pirsobi karcinogenni. pii olilniru piiimu viak karcinogenitanebyla prok6zdna.
Hron.radi
sev ledvinich.r,'r'r'olirh anenrii.pirnrcntacizubira odvdpiov:inikosii. V oitndvode
je obsahkadmialimitor,dnkoncentraci
0.0{)5nrs.l'l
Rtui
obvykle byv6 piitomna ve formi slouicnin. .\nrropouennirnzdrojem
.jsoundkterdodpadni
vodv napi. z ryrobl' baktericidnicha lirngicidnichpiipravkfr. organicklichsyntdz aid. K
transformacisloudenin rtuti ve 'odich dochizr chcmickou a biochemickou cestou. K
biochemicklimprocesrlmpatii zejmenamethrlace a din.rethl,lace.
Methylrtut'se akumululev
,,,,n.riJf,flililitrllrl
Dinrethl'lrtut'.lc tdkar'6a jejf p6ry mohoupiestupovat
sedimentech
i ve vodnich organismech.
ze sedimentripies vodu do ovzduSi.Rtut' patii mezi ttlxickd kor1. r lidskdm organismuse
hromadipiedeviim v ledvin6ch.NejrlSii meznouhodnotourtuti v pitne vod6je 0,001mg.l-'.
Olovo
Piirodnimi zdroji olova ve vodiich.isounikterd rudl jako napi. galenit,anglesit,ccrussita
dal5i.K jeho antropogennimzdrojtm patii odpadnivodr,z rirobr akumuldtorria taki cmise
motoro\ich vozidel spalujicichbenzin s piidavkl tetraeth)lolovaV prost{ch podzemnich
vodiich se obsaholor.a pohl'bujel nrikrogramechaZ dcsitkachmikrogramftv litru. Patii k
torickym kovitn s kumulatir"nim cltarakterem.Dlouhodobi poZir.dni vod se zvySenjm
obsahemolova mtrZev1'r'oldvatchrottickcotrarl. Nejrliii mezn6hodnotav pitnd vodije
0 , 0 1m g . l - r .
Chrom
\' oridainim stupniVI a III. Piirodnimzdrojemjsou
V piirodnichvodiichse nriZe r]'sk11oYat
jako
zdrojtrmpalif odpadni
napi. chromit. k|okoit a dalii. k antropogenninr
rizn6 mineriily
kovrl atd. Toricita
vody z koZcddlndhoprrimyslu.textilniho prrimlslu- z povrchovi r.iprav-v
piedevSitn
jeho
pirsobi
na
vodni
organisrnl'
Toxicky
oxidaanfm stupni.
chron,u z6r'isi na
jcjich
karcinogenita.Nejrl iif meznzihodnota obou
sloudeninl,Cr(VI). Byla prokiiziinai
jc
nig.l-'.
foremCr v pitndvodE 0,05
Beryllium
V piirodd se vyskytujepieder'5imre lbrmi silikdtn (bcryll. f'enakita dalii) Pravidelneje
prim-vslua dalSich.
v odpadnichr,oddchmetalulgickihoprumyslLr.strojirenskel.ro
zastoupeno
0.002;Lg.l-.
V pitn6r,od6sepiipou5tintax.koncentracc
Halogcny
Fluor
Zdrojem fluoru mohou byt v piirodnich rodich nikterd minerill'iako napi kryolit, fluorit
nebo apatit a tak6 ndkterdZulv a slidr. '\trtropor:cnnimizdroii jsou ndktcri odpadnivody
(skkiisky'a chemickyprtrmysl).NejbiZnEjiiJbrmoulluoru ve vodich je lluoridorl aniontF'
piip. hexafluorkiemiditanovl anion SiFo'-. Piitotnnost fluoru ve vodd mii znadnli
stomatologicky{'znam. .Ieho zr'!Senj' obsah t l'r ol6r'i chronickd onemocnEnifluorozu
projevujicisc na zubni sklovindtmavini skvrnami.Nizki obsahpodporuiczejmdnau ddti
kuriuort zubit. 7,a optimdlni koncentraciv pitni r.'oddse pokliitld 0,8 aZ 1,5 mg.l-'.
nejvy5simeznouhodnotuje 1.5 mg.l''. Ncclostatekfluoru I'c vodrich urdenychk pitnim
tdehim seic5i tzv. fluoridaci.LI ndsb)ltcnto zprlsobzavedenpoprvdv T6boic (r.1958).
Chlor
je pomdrn6rornomirni rozSiienI pidd i v horniniich. V dfrsledku
Ve svifchsloudenin6ch
jejich zvdtr6vdni a vvluhovini se dostiir'h clo piirodnich vod v pomdme, nizkych
. d2nou
k o n c c n t r a c i cMhc. z n o uI r o d n o t ofur ( ' , ' h \ J l rr , ' l r r c l tc, rl t l o r trt n i t n er , r d cj e 0 . 3 m g . l - 'B
jsou
pohybuje
v
rozsahu
Cl-.
Jc-jich
obsah
se
obr-vkte
chloridl'
formou chloru ve voddch
ndkolikadesitekmg.l-r.Meinou hodnotoupro pitnouvodujc 100mg.l-r'
70
:r,sffiiiL
Brom a jod
Oba prvky b;ivaji ve voddch zastoripenlzejr.nenavc formE anionri bromidovych Br- a
jodidovychI-. Obsahbromidu se r porrchor(ch lodach pohvbuje'urozsahupirblilnE 1 aL 20
pg.l-r, r' mincrilnich vod6ch dosahuje iddorE desitkl mg.l-r. Obsah jodidi neblivii v
povrchovlchvodich rrSSi neZ5 irg.l 1.r'minerilnfch voddchse poh)'bujei6dovdv desitkrich
jodu r pitnevodi bjra piiainouhypcrtrolieStitne2l6z.v.
mg.l '. Nedostatek
Dusik a jeho sloudeninl,
Dusik patii k veirrii drhleZit_
m makrobiogennimprvkim. Podflf se prakticky na vsech
biologickychprocesechprobihajicichvc voclach.K jcho hlavnim fomrim ve r.,odrich
patii
element6rnidusik, alrorganickl' r'izan, dusik (anroniak. dusitanl. dusidnany,kyanidl.
k1'anatanl',
thioklanatanl. hldroxr lanrin.orid dusn!) a organickvvdzanj dusik (
napr.
v bilkor,indch).T1,1olirrnrl pod)dhaji re rodich niznirn transformacim.Z-jednoduSeni
schimakolobdhudusikuve voddchic uvcdcn,r
na obr.I5.
o,oax\,
'co
V
Bio,
.-b)
'ol
ati
t
a l
- l
t!
g.
6l.
blx
.P :*
6l
*M
Obr. 15 Kolobdhdusikuv piirodnichlodich
l-nitrifikace.2-oxidace.i-denitfilikace.-i-asinrillce.5-amonifikace.6-disimilace.
7 - redukce,8- biologickafixace.9- pmrnvsiolilixace
K vyznamnl'm zdrojrim dusiku ve vodach patii splaSkur,da pri,iml,slovdodpadni vody.
ClovdkvyludujedenndpiibliZnd 12 g dusiku.
Na transformacichforem dusiku v piirodnich r odrich se r-vznamnd podileji ruznd
mikroorganismv.Pii tzr'. nitrifikaci oriduii chemolitotrofni(autotroflni)bakterie zelmena
rodr.i-N'r/rosozones
a Nitrosococcusv prvnim stadiu amoniakilni dusik na dusitany.Ve
druhdm stadiu jsou dusitanl' oxido\'hn)' na dusiinanl, zejm6na mikoorganismy rodu
Nitrobacter. Zdrojemuhliku a energiepro norbu biomaslje oxid uhliditi'.
Prubehnitrifikacelze vljadiit ror nicemi:
2 N I { r + 3 0 2- + I NOr ' 2 H ' + 2 H 2 O
2 N O r ' - O . - r ) NOr-
-1
nor.vchbun6k.Pii nitrifikaci setvoii ionq
Energieuvolndn6pii nitrifikaci slouZik s1'nt6ze
II-, kterdreagujis piitomnimi hydrogenuhliditanl'.
H- + IICO:-+ CiOl- tl2O
V dtsledkuuvedenychreakcidochizi k poklesuKNK1. i pH vod-v.
Prubdhnitrifikaceovlir,iiujekoncentrace
rozpuitindhokvsliku.oxidu uhliiitdho. plJ. teplotaa
obsahorganicklichldtek. Inhibiind na ni pirsobindktereorganickelatkv jako napi. fenoly,
heterocvklickd
anroniak.td2kekovv atd.
sloudeninv.nedisociovany
Produkty nitrifikace - dusitanl' a dusidnanr'.mohou br1 v anoxick;ich podmink6ch
redukoviinyna elcmcntdrnidusik. oxid clusnjN1() ncbo oxid dusnatj NO. Processe nazSd
denitrifikace a podili se na nim ccli iada striktni i fakultativn6anaerobnichbakteriinapr.
rctduPserulomt;ruts.
Detilro bctcil/a.la dalSich.
Microcot'tus,( Jtrontohuttcrittnt.
Amoniaka amonndiont)
V piirodnich. neznediStEn,
ch vodich sc iinroniak rl skltr"rjeobvykle ve velmi nizkjch
koncentracich.piibli2nd do 0.2 mg.l '. Jeho zdrojem je r'dtSinourozklad ZivodiSnycha
rostlinnich organick.vchdusikatlch lltek. splaikore rod1. splachy ze zemdddlskichptrd.
rop) atd.
odpadnivody z plyndren,koks6ren.zpracor'dni
Amoniak se ve vodd rozpou5tiza vzniku hrdratu \fl;.lJ.O. kten disociujena iont-vNllr- a
OH-.Distribuce
foremNFI3a NHr ie zarjslhna pH rodv ajeji teplot6(obr. l6).
Obr.16.
Distribuccforem amoniakuv zhvisiostina pll.
i - 3 0 "c . 2 - 2 0 "c . I - t 0 ' c . - 1 0 ' ( '
Amoniak je v piirodnich vodAch za orick!ch podnrinekznadndnestdl_.Jeho chemickri
oxidacerozpu5tdnymkyslikem je sice pomal6. oriclLrjese vSak biochemickl piitomnymi
nitrifikadnimibakteriemina dusitanVa7.clusidnanr'.
Pii posuzoviinicharakteruznediStdnipiirodni rody hraje amoniak riznamnou roli jako
chemick;i indikritor, protoZc jc jcdnim z primirnich produkttr rozklad.r organickych
'l'ento
j .r znediltdni
dusikatychlatek.
wznam zlrici r piipadech. kdl se u vod .i.-dn
amoniakemanorganickdho
ptrvodu.
Amoniak pfisobitoxicky na rl,bl''piede\'simpii r'y,SiimpH vod1. kdv jeh.'
-,
tvoii nedisociovan6
molekullNIIa TorickoujejiTkoncentrace
0.3 mg.i
'11
---
Pro pitnouvodu plati mezniihodnotaamonnlchiontu 0.50 rng.l-l
Dusitanv
Do vod se dost6vajijako produktl biochemickeoxidaceamoniakua ojedindlejako produkty
biochemickdredukcedusidnanri.K jejich zdro.junrpatii odpadnf vody napi. z vyroby barviv,
strojfrensk-vchziivodi atd.
Ve vodiichse dusitan)-r,-lskltujfpieva2nEre lirrnri jcdnoduchdhoanionuNo2- a to spolu s
iontv amonni'mia dusidnanorinri.\' ncznc-aiiri-lrrh
podzemnicha povrchorjch uodach
nebfvajipiitomnl-vrjbeca to z duvoduncsrilosti.
Dlouhodobd poii'ani voclr s obsahenr cLLrsitanurnuTe vest k onemocndni rzv.
methemoglobinemii.
kterc postihujezejnrcnakojurce..lehopiidinouje reakcedusitan0s
hemoglobinem.Vznikajici methemoglobinrrenri schopnostpicndset k.vslik. pii zqiieni
obsahumethemoglobinuna l0 az l0 9'irse urcdcncione'ocndni projevujecvan6zous sed1,m
niidechern
(kirZekolcm irst a nehlu sc barri icdonrodic).\,1irZesc piidruiit i Lrvziceni.koma a
pclSkozeni
ml okardu.
Dusitanl' mohou v zaLir,acinttraktu pusobit.jako prekurzon, N-nitrosaminfi.kterd tsou
n o t e nicd l ni l ni k a r c i n o q c n r .
Pii hodnoccnikvalin rodv maji dusitanlrrznrm.jakodulc2iti indikiitorjej ich znediSt6ni.
V
pitndvod€mohoub_t v koncentraci
do 0.5 rrs.l r .
Dusidnanl
v ninerrilech byvaji obsazenvrelmi ziiclka napi. r'e fbrmd dusidnanusodndho.Jejich
pieviiZndduist\, piirodnich vodach.jc anrropogenniho
privodu.Vznikajf napi. pii nitrifikaci
amoniakunebo se do vod dostiYaji splachl zc zcnrddilskepidl- a s ruznymi odpadnimi
vodami.
jsou obsazenlpraktickl r e viech vodrich.Zr.',vsen1v nizklichkoncentracich
obsahdusiinanri
bjvri typicklm pro podzemni 'od' r' regio'ech s pisditou a dobie prostupnoupridou s
borov{mi lesl'. Pridazde obsahujere s'rchni rrsnE bakteric.schopnefixo\,at elementemi
dusfk a takd nitrifikadni bakterie.opakenr.jsouohlasti sc smrkov.vminebo dubowmi lesy.
Takd v okoli akiitoyvch porosrfr asinrluji bakrcrie rodu Rhi:obium. tvoiici kolonie na
koicnovdmsyst6mu.elen.rentdrni
dusik. ktcn je ukladanr e formd rriznychsloudeninve v3ech
orgfnechakdtu \'aetnelisti. Pod porosn akatu rak rznika zvlastni druh humusu,bohatvna
dusikatdl6tk1'.Z nej jsou dusiinanvvr mir 6nr rlo podzentnichvod.
Hlavnim dtn'odem zr'-lsovdr.riobsahudusitrran[rv povrcho'ich i podzemnichi,odrlchje
neodpovidajicihnojeni zemiddlskvchpiid. Dusiinanr se tak r_r,znamnou
mdrou podileji na
eutrofizacipovrchorl-cl.t
vod. ktcni vcclcke-zr iicncnru rozloji ias. sinic a wsSich rostlin ve
vod6.
Skodlivost r'1'siich konccntraciclusiinanurc rodich na lidski organismusse projevule
nepiimo. V gastrointestiniilnim
traktu sc z nich troii dusitany.kterd ntohou vdst ke vzniku
karcinogennichnitrosaminrl.Dusiinanr .,r r oLiraji taket alimentiirni methemoglobinemii,
popsanouu dusitant.Mezni hodncirrrLr
pr.L\
,rbi.rlt.iLr<itnanir
v pitnd voddje 50 mg.l-I.
Kyanidy
ilio charakteru.K jejich hlavnim zdrojfim
Pivod kyanidi v piirodnich vodrich.jcarrtropogenn
patii piedevSimprrimyslovdodpadnivoclyz galrauizoven.tepeln6hozpracovdniuhli atd.
Ve vod6chsc r1sk1'tuji bud'jako jednoduchciontr C\' nebo.iakokomplexniionty obr'-vkles
kory napi. se zinkem.kadrniem.mEcli.Teiezcnt.Itiklenra dalSimi.Z tCchtokomplexi patii k
nejstabilndjiimkomplexyse Zelezema kob:rltcm.
Nejvy5Si
meznouhodnotoupro klanidl r pitni'r'odi'.ic0.05rng.l-r.
Fosfora jeho slouieninl
Foslbr se do piirodnich vod clostirir z piiroiinich zdrojfr nejiast6ji rozpouSt6nima
zvdtriivdnimminerdlti.jakonapi. apatrtu.hl dlorl lapatitu.r'ariscitua dal5ich.Jinim zdrqenl
jsou fosforedniihnojiVa por:Zivani r zcniit['1st\i a ncdostatednd\'-vdiStCnd
splaikore a
pruml'sloveodpadnivod1. Clovik r'l lLririicdcnni rsi 1.5 g P. ktcry sc dostavddo odpadnich
vod. Fosfor se do vod dost6r'dtakc z rozklidajici orlunrieletodni fl6ry' a fauny usazujicise
jako scdimentna dnd tokfr a VodnichnidrTi.
Ob6 formy mohou
VeSkeryfbsfor se vc voddchnalizd re lbrnti rozpuitEnda nerozpr-litdnd.
a organickeho.
blit privoduanorganickdho
RozpuStdnifosfor organickdhopinodu tvoii sloTkunapi. fbsf-6tthexos.fosfolipidri(cholin.
lecithin), fosfoprotcinir.koenzlmlr ADP a ,\TP. tltkleov- ch k.vselin,organofosforovych
pesticidriatd.
napi.
v riiznych fosforednanech
anorganickyvdzan! foslbr bjri zastt.rupcn
NerozpuitEny',
ve
vodd
volnt
a
dalSich.
T1"to
blvaj
i
hlinitdm
Zeleznatint.
vripenatdm,hoiednatdm,
dispergovdnypiip. chemickl nebo sorpini vazitttr na llerozpuit€ndliitkl r'e vodd nebo v
a podldhat
at na rirznlch hlinitokierniditanech
Fosfbrednanl,
se nrohouarlsorbor
sedimentechv_vmEmlfmreakcim.
VySSiobsah
V podzemnichvodhchse lbsfirrcirranlrlsklrLrji l-.ouzer nizkich koncentracich.
fosforednantv povrchovvclrroddch ncZ \ podzcntltichje pieder'5fmdrisledkemjejich
znediSt'ovdnfsplaikovlmi a prunrlslor'-nti odpadttirttivodami. splachy ze zemdddlsky
I
ploch atd. KoncentraceP-l'Orr sc r itiittott pohl'bujiv dcsetiniichmg.l ,
vyuZivanlich
Siraa jejf sloudenin.v
Sira mriZe b1,tpiitomna v piirodnfcl.rvodich I rirzr.r.ch formzich.Ve formd elementiimi (S),
jako sulfan (HzS) a jeho iontovd 1orur1sulfidr a hl clrogensulhdy(F'- a HS' ), thiosirany
iSrO,t') , thiokyanatan.v(SCN-). siiiiitanr (So;rr a sfranl (SOr2'). Kromd uvedenych
re vodiichtake v organickich sloudeninichjako
forem nriTe bit zastoupena
anorganickych
napi.bflkoviniich,aminokyselinrich.thiolcchatd.
1,1
so"8.
'T
"oo'-
Hzs,ES-,s2-
"t/
sof'./t
t-/
s/Yr/
Obr. 17 Kolobdhsiry I' pif rodE
I - Zivotniprocesyv rostlinicha 2ir',chorsanisncch.
I - oxidace.3- redukce.4- anaerobni
rozklad
Na kolobdhusiry v piirodi (obr. )se p.clil.'ji 'uzne nrikroorganisml'oxidujici sulfanajeho
iontovd forml' na thiosfran]'a7 siranr'.Trttr nrohou bit jinirni baktcriemi redukoviinyna
sul[idy. Ze sloudeninsirl patif k nejrcziiic ni'jsirr siranr'.noiici soudiistprakticky kaZdi
vody.
Sirany
Do piirodnich vod se dostavaiipicvd2ni z\atrii\iininr nrinerilr.lnapi. szidrovcea anhydritu.
Vjznamnlm zdrojemsiranujsoutakesulfldich.r
lLuir.kterdsevzduSni'm
klslikemoxiduji.
2 FeSz- 2 H] 6 , 7 O:--+ I l-er----+SO.1r-r-.1
tJV nemaldmiic se na tomto procesupodiLejitakc lrtotrolhi (chemoautotrofni)
bakterierodu
Thirtboci I lus a Ferrobaci I / u.s
Dal5imzdrojemsiranrijsou kvseli depozicca nlzl)liprllut\slc)r'iodpadnfvodr'.Na siranylsou
bohati zejn.rdnavodl dulniho. chemickchc'.stlotirenskcho.textilniho, potraviniiiskdho.
larmaceutick6ho
pnimvslua dalsi.
Siranvn.rohoub{1 r' anaerobnichpodnrinkiiehlctlLrkoranrdcsulfurikatnimibakterieminapi.
roduDesttlfot'ibr
io. Desulfbtonucirlilira tlal!irri na sullhna.jel.ro
iontor.elbrm1,.
Propitnouvoduplatfu ndsmeznihodnotatrbslrhu
sir.anu
150 mg.l-1.
Sulfana sulfid1'
Ptvod sulf'anua jeho iontovich fbrem hr tlroqensuilldLr
IIS' a sulfidLiS2-r'e vodiichmtze btt
anorganick!i organickj'. Sulfan anorganickehopurodu se do vodl dostiiviinapi. z emisi
piirodnfho i antropogennihopnvodu ncbo v duslcdku rozpuStdnisulfidicklch rud. H2S
organickdhopfrvoduse uvoliluje 1' prirbdhubiologrckdhorozkladuorganickychl6tek nebo v
dfisledkudinnostidesulfurikadnich
bakteriizc siranLr.
Zdrojemsulfanuajeho iontovich forem
mohou bllt takd ndkterd primlslovi odpadni rodl jako napi. vodl' zc zpracov6niropy,
vyrobycelultizy',zpracor,6ni
kit2i. r'jrobv s] ntcticli\chr l/rkcn.fotomateri6lfiatd.
t5
Biochemickouoxidaci sulfidi mohou pror'6ddtbezbarvc.purpurovdnebo zelendthionove
bakterienapi. rodu Beggiutoa a Ohromatium.Dale to mohou bjt bakterie rodu Thiohacillusa
Thiobaclerium.
Sulfan mriZe vznikat tak6 ve splaSkor'ch rodach v anaerobnichpodmink6ch a mfiie
rlvoliivat korozi betonovdhozdiva stok.\' plu.rneIhzi k tomu stadijiZ koncentrace
HzS0,001
- 0,0005 obj. % a ve vodd 1 mg.l-'. Sultan r'. raznd ovliviu.le senzorickdvlastnostivody.
pach propfijdujevode.iiz v koncentraci0.001I mg.l'r.Prahoviikoncentrace
Charakteristicky
pachupro sulfidsodnj'a draselnjseuclari 0.05mg.i I a chuti0.01mg.l'r .
V pitnd vod6 se piipouSti H2 S v koncentracirnar. 0.()I mg.l. r'j,jimkouje jeho q,ski.t v
podzemnichvodrich pokud nemdni organolcpticktirlastnosti vodl nebo neni ukazatelem
jejiho znediStdni.
Minerdlni vodv s ohsahemsuliidu vvSiim neTI mg.l'r se oznaduliiako vody
(sulfi
sulfanov6
dick6).
Sulfanprisobiloxick-vna vodnf organismr.prot()se.ichopiitomnostr.c r.od6rensklich
tocich
v koncenlracimax. 0.002mg.l .
nepiipouiti,v ostatnichtocich mt2e b- t zastor-lpen
Formyoxidu uhliditdho
or'livriuji slo2enia vlastnostipiirodnichvod (pH,
Oxid uhliditli a jeho sloudenin\,rrznanrr.iE
neutralizadni
kapacitu.agresir,itu.inkrustuir]iui'inkv. obsahrozpuitdnich ldtek atd.). Pirvod
iriogenni
nebohlubimy.
oxiduuhliiit6hove voddmir2eblt atmoslcr-icki.
Oxid uhtiiitj biogennihoprir,oduje produklcnrbiologickdhorozkladu organickich letek,
probihajfcihojak vc vodd tak v pirdt\.\'zhleclenrk r'l SSimuparci6lnimutlaku CO2 v pidd
(piibliZnd 0,5 - 10 kPa) mLiZebjr .jcho obsahr pudni vodE o ndkolik i6dfr v1'55ineZ v
povrchov6vod6.
Oxid uhlidit! hlubinndho p[ivodu rznikd napi. tcrmick_nl rozkladem uhliditanfr pii
vulkanickddinnosti,jejich reakcis k) seljmi r odaminapi. z dulni dinnostiatd.
PievriZnrid6st oxidu uhliditdho rozpuStenihove vodi jc tvoiena volnE hydratovanymi
molekulamiCO2(aq).Ncpatrnd iist lmcni ncZ I ".6) piipadd na nedisociovandmolekuly
kyselinyuhliditdH: COr .
RozddleniforemCO2\,e vodd:
l S r c \l \ I l i
,/
lo lni
\ ror noriZn!
veSkenC()
\ \'izan.
(rICOr'. COr2-)
Prubdh rozpou5t6nioxidu uhliiitcho vc vodi a disociaci k"vselinyuhliditd lze ryjAdiit
reakcemi:
CO: /c''- H:O + H: COr
H : C O : + H ' + HCOsIICOI' + H- + CO,r-
,'o
it"llt l'
Disociovanlmiformamro\ldu uhliiireh,rr e r oddjsou h1'drogenuhliiitany
a uhliditany,kter6
tvoii tzv. oxid uhliditj r6zani. \'eikenn rrridcrnuhliditvmse rozumi vsechnyjehofo.my u"
vodd.
Rozpustdnico2 lze stanorir prakrick1 r c ,,iech piirodnichr,odilchs pH g,3. U tekoucichvod
b1i'vri
ieho obsahnizk!. zpra'idla.jen nr:kolikrn-u.l'r.V nddrzicha jeierech je rJistribuce
co2
vlivem fotosyntetickd
asimilacea disirnilaceplanktonunelrznamn6.
Prostdpodzcmnivody obsahtijij ednotkva2 tlcsitkvnrq.l-roxidu uhliditdho,uhliditdmineriilni
vod.v(kvsclkv)obsahujiCOl r' koncentracr
nacl1.0s.l I .
IJ1'drogenuhliditanl
jsou soudiistipraktickr vicch piiroclniclivod. Kromd nich b',tvajiv silnd
Hl drogenuhliditany
mineralizovanych
voddchzastolrpenv
take ionrrrrc asociin napi. (CallCOr )- . (MgFiCO3)- a
dal5i.
V atmosfericklichvodiich b!r'aji hr dnr-uur
Lrhliiitanr obsaZenl,r' nizkl,ch koncentracich,
vdtiinou y jednotk6ch az dcsitkach rrs r lirnr. r' prirmlslov.vchoblastcch s kyselymi
depoziceminemusiblt obsaZenvr ubcc.
V prostfch podzemnicha,porTchor'(chrircLichse lc.jich koncentracepohybuje i6clov6v
desitkiich
az stovkdchmg.l-r.\' nrincrhfich r.cldch s koncentracivoln6ho cb2
nad
I.0 g.l-1.sc oznaiujijakovoclluhliiite nebokrsclkr.
Uhliiitanl,
V prostychpodzcmnichr''odilcha porrchorrch rodhch sc vvskl.tujijen ziidka. piikladem
mfrZebyftvodav niZprobihdintcnzivnilirlosvnreticki
esintilace.
c02 rozpu5tEn.v
ve vodd piiznivi ovlivriLrje.je'ji
cbur'orcr'lastnosti.Jcho obsahv pitnd vod6
neni limitov6n.Takd hydrogenuh
liiitanr pirsobina chut'r'odv piiznivd. Jejich konientracev
pitndvoddb,vmdla bjt wiii ne20.8 mnrol.'l
Vdpenato-uhliditanor'd
rovnovdhaa agrc-sir
ni ( ()1
Z chemicklichrovnovdh\'\rviien- ch r piilorlnich voddchpatii k nejdLileZitfj
sim rovnov6ha
v6penato-uhliditanovii.
S nerovnovi2n(nri stlrl r'odr' \' tomto smdru souviseji dv6 jeji
vyznamndvlastnosti- agresivitaa tvorbainkrustr.'r.
Rovnovdhulze r1,j6diitror,nici:
C a C O (r s )- H . O r ( O . - C a r t + l l l C O ] Z rovnice je zicjmd. Ze pii r-rrditikoncc'n1r'lci
rolniho oridu uhliditdho nedochriziani k
rozpoustEnf
ani k rl luiovani caCos z \'od\. lcnto orid uhlidit!'je v rovnovdzes ionty ca2*a
HCO3-,proto senazlivdrovnovfZny C(): (c,).
Pii niZSikoncentraciCO2 neZ odpovidi c,(CO:) se z vodl wluduje pevnii forma CaCO:(s),
vodaje inkrustujici. Pii vySSikoncentracivolnehoCOl neZodpovfddc,(CO2)odpovidrijeho
piebltek tzv. nadbltcdndmu CO:. kterr nru2e rozpouStEtuhliditan v6penat;i.Voda je
aeresivni.
Z rovnicepro rovnovdhuCO: r'e vodi lzc odr odit ror nici rovnor'62nd
kiivky:
I.
c ( C O : ) - ( K ) c i C a r - ). c r 1 l l c o , - )
kde (K ) je koncentradni
hodnotarovnorriZui lionstanl\'.
Na obr. 18 je zndzom6narovtl0\' azna kiir ka plo vodus obsahem
Car*3 mmol.l-r pii 20" C.
l
; n )of
3
tI
I
I
e0F
t--
1-:_
Obr. I 8
r.co; rnq.L-rr
RovnovdZnrikiivka vipenato-uhhiilunovJ ror nor'hhvpodleror,nice/3/
Kiivka na obr.
Heubleina.
slouZilak ie5cni aslc-sirin r odv oridcm uhliditrtmoodle Tillmansea
bod .\. \1noZsni volndhoC()2 , odpovfdajicfrisedceAB
Ptvodni sloZenivody charakterizuje
lze povaZovatza agresivnividi 2elezu(mno)st\i rovnoviZnihoCO2piedstavujerisedkaBC).
Pokud voda neobsahujerozpuitbn( krslik. .je mnoTsn'i rozpuStdndhoZeleza r-imerne
pokrrcuic l7 clo jcho rvicrpinf. V piitomnostikysliku se
nadbytedn6mu
CO2 a rozpouStEni
Fe(ll) oxiduje na Fe(lll). Soudasndse ur olriu.jeckr ir alcntnimnoTstvioxidu uhlidit6ho,kter6
rozpouStfdalSiZelezo.Ilodnota asrcsirnjho ( ()1 na Telezozjiitdnri podle Tillmanso\,fteorie
je pouzedestednimqjadicnim ncgati\niho pr.rsol.reni
vrrdl na kor1. .TakZelczotak dalii koly
procesu.
podl6haji
ve voddkoroziv disledkuclclitlochr-nrickich
m rcagujcr piitournostivolndho oxidu uhliditdhoza
Voda ve styku s uhliditanem\,dpenatvzniku dvou mohi HCOr- z I utolu volnr'ho( Ol .Dojde-lipii rozpou5tdniCaCO3ke sniZeni
volndhoCOz o urditd mnoTsni. zvj'ii sc obsrir ll drogenuhliditanti
o dvojndsobek.Ve vodd
postupndvzrristiiobsahhydrogenuhliiit:in
Lre tint se z iisti agresivnihooxidu uhliditdhostdvd
CO2 piislu5ny.V1'jadiujeto irsedkaAD o snrirnjci - 0.5. Na r.dpenectedy prisobiagresivne
pouzeCO2odpovidajicir.iscdce
.,\8.
Z roynoyiLnekiivky na obr.10takd vvplvvd.prodse dva rfiznddruhy neagresivnich
vod (bod
(bod
pomdru
po
v
I
:
I
agr.-sivnimi
L).
B a K) strivaji smich6nf
Tillmansovametodaje pouZitelndjen pr.opiihliTnv odhadaqresivit)vod s nizkym obsahem
rozpuit6nfchlAtek.u ktcrych.jc zhrr:basplnin pieclpoklad.
2c 2 clCa'-I = c/HCO:-/.PrtrbEh
je, Ze se
rovnov6Znd
kiivky se mdni s iontorou sik)u \ od) a icji tcplotou.DalSimnedostatkem
-s
jii',mryrulirq:r.
neberouv irvahu moZne vedlejsi reakce.kteri mohou rovnovdhu ovlivnit, ani pom6m6
nepiesndstanovenivolndhooxidu uhlititehoodntirnoumetodou.
Tlumivri kapacita
Tlumivou kapacitouvody (TK) se rozunrijeji schopnosttlunrit zm6nypH po piidavku kyselin
(c v mmol l'' ) a zasad(c v mmol l-' 1.
IN
rlc _
OC.
dpl I
,ilrl I
jr itii I vznam sl stim COI -llcOl- Z rLiznlichtlumir'- ch sl stemirnl'r v piilo.lnich r od:ichnejsori
CO:'-. N,ldndr', znamni
s) stcn.i)r nichl ,c' LrplatriLrji
kieniiitanl ncbo boritanv.Celkovii
T K i c d d n as o u i t e ndl r l r . r ckhe p r e i t .
Ner.rtralizaini
kapacita
Neutralizadni
kapacitouvodr' (NK) se rozunriIritkorcjnrnoTsnisilndjednosylndkyseliny
nebosilnd.jednosl'tni
zdsadlr nrnrol.po1i.111'r!
kc zneutlulizovdni
I litru r,odl na urdit6pH.
j1" (K\K) e zdsadoviiner.rtralizadnf
RozliSujese klselinor':i neutralizlcnika1.r1s
kapacita
(ZNK). obd do pll .1.5a 8.-i.flotlnotapll. JLrktelc s!' ncutralizacc
provadi.se ud:iviijako
indexu pifsluSnezk-ratk).napi. KNK 1. .
Pii pH r-vSiim ne2 8.3 obsahujc vodr CO.r piip. takd.OII-. T11o-se mohou ve vodE
jch llC'O:-a ( O.'' pifp. C'Or'-a OH-. Kombinace
wsk\1ovatsanostahdnebo r konrbinac
HCO3-a OII- neni uto2niivzhledcrnk i.'iielr r zijr'nrncireakcipii niZ r'znikajiuhliditanya
voda.
Ziisadovou
ncutralizadni
kapacitouZ\Ks: se stanorujcobsah|olndho oxidu uhliditdhove
vodd.
7.3.2 Neelektrol.vtv
K liitkdrn r,vstupujicim ve rodi pioi2ni
kiemiku, boru.titanua rozpuitdni pl1nl .
jako neclcktrol)'tvpatii zcjmdna slouieninl
Kiemik je obsaZenpraktickvv kaTdepr'iro.lnivodt. \'e ryisich koncentracichse ryskytujev
mineralnichvodiich(iiidovi' desitkvmg.l-r).r por rchovich ir prostjch podzemnichvoddchse
vdtiinoujedn6o miligraml r litru.
ObsahSiO: v pitni'chvoddchneni limitovin. surirnice\\'HO r SaknedoporudujipoZivatvodu
-.t'
s i l i S i m o b s r h e mn e Zl 5 n r 3 . lI 1 \ 1
1 1 l ls' ' .
Obsah boru r' povrchor',ch vodich sc pohlbujt- iidorE r setinilchmg.l-r. Antropogerurim
zdrojemboru v povrchor_ch r.odachbiraji splalkoveodpadnivodl do nichZ se dost6r'az
pracfchprostiedkfr.l.idskj organismuspii.jintribor r denni divce l. aZ 5 mg. Jehozdrojem;e
pieviiZndovocea zelenina.Mezni hodnotar pitn6r odE.je 1.0 mg.l-'.
-r)
9b:1h. 1i,*u,-1.
oesrtKacn
us.t
u vdtSinr prostjch pnJzemnichrod pohrbuje iidovd v jednotkricha2
7.3.3 Radioaktivnil:itky
Piirozen6radioaktivitaje zptrsobena
zejnrenapiitomnostiradionuklidfrRa. Rn, U, Th, Po, Pb
a dalSimi.S qij imkou ndkteryichminerahrichvod se na aktivitd prost;i'chpodzemnichvod
nejvicepodili o0K.Piirodni draslikobsahujepiibliZnd0.011% radioaktivnihoizotopuaoK.V
atmosfdrickychvodrich bjlaj i zas_toupcn)
i piirozcn6 nuklid1,.kterd vznikaji v atmosfdie
' 'C.
'LI.
tiinkem kosmickdhoz6ieni.napi.
Um6louradioaktivitur,od zpfisobLrji
hlarni radionukiidl r znikajici pii.jadcrn,vch
explozicha
jako-^odpad ^pii provozu ja_dernjch reaktoru. K umdlvm radionuklidrim patii napi.
l)P.joF..60co.oosr.
e0y. ltll. il-L s r d.rlrr
ZnadnaitLstpiirozenfch radinuklidirprtii mezi zhiide alta a gama.umdle radionuklidypatii
mezi ziiii,e beta a gama.
RadioaktivniznediStdni
vod se liodnotiz r'lsledkirstanovenicclkor,dobjenrovdaktivity alfa a
celkovdobjemovdaktivitl beta.Vlsledkr serl jadhrjiv Bq.lV podzemnichvod6chjsou vEtiinou obsa2enlpiirozeneradionuklidr'.Patii k nim i plynn;i
radon. vznikajici rozpademradia a thor-iar horninich. Patif spolu sc slymi rozpadnimi
produkty k zriiidrim alfa s prokizanou karcinogenni.mutagcnni i teralogenniaktir,itou.
Radioaktivitazpfrsobovanii
radonenr.icdotasndvzh]edcnrk jcho krltkdmu polodasua rychle
probihajicidesorpciz vodl' do or,zduSipo.jc'iimviviru. K daliim piirozen.m radionuklidtm
ve vod6chpatii urana radium.
U p i t n j c hv o ds ep i i p o L r Sctci l k o r : r , ' l . i e r r r , ' r i . r k t i r i r en. r lrl'.,r.0 . 1 B g . l - a
1 c e t k o r ao b j e m o v d
aktivita beta max. I ,0 Bq.l''. Ll r otl s r 1lSimi hodnotamiaktivitl .je nutno identifikovat
radionuklidy.kter6se na zjiStdndradioaktivitdpodileji.
7.3.4 Organick6 ldtky
Organick6ldtky vyiznamndovlir.iiuji vlastnostivod. Jejichpirvodpiitom mriZebyt piirozen;i
(rjluhy z pfidy, z tleni rostlinni'chzb1'tkL'r.
z rozkladuodumielychorginismi atd.) i umdlf
(odpadnivody, prrisakyze sklddekatd.).
Podle druhu a koncentracemohou organickd l6tkl silnd ovliviovat banu vody (napi.
huminov6 liitky), jeji pach i chut'. mohou pfrsobil karcinogennE.mutagennC,alergennd
i
teratosenn6.
DftleZiqim je hodnoceni organick,ch ldtek re vodd z hlediska jejich biologick6
rozloZitelnosti.
RozliSujise latkl' rozloZitclne(snadnoa obti2n6)a nerozloZitelnd
(neikodnea
toxickd).
Obsahorganickich ldtek ve voddch sc vdtSinour.r,jadiLrje
vzhlederl k jejich ruznorod€mu
charakterunepiimo. PouZivajise k tomu hodnoty'CIISK, BSK a Co," (DOC - Dissolved
OrganicCarbon).
80
. r;i|4*Esli€i4$rydqw8sbiiiu,l;jr,; .
CHSK (chemickiispotiebakl,sliku)
chemickii spotiebakysliku .je defino'i.na.jako mnoisn i kl sliku. kterd se za dohodnut,ri.ch
podminekspotiebujena oxidaci ve vodEpiitomnich organickichliitek. Oxidainim
dinidlem
drasclnj nebo dichroman draselnli (CHSKN.rn, CHSK6.).
lnZe byt bud' manganistar.r
Vysledky'stanovenfse udrivajiv mg.l-r .
DOC (organick!uhlfk)
Ngliimo lze obsahorganicklchlitek zjistit takerstanoYc.ninr
organickdhouhliku. Na rozdil od
cl{SK se nemiii spotiebovanv
kr':;lik.ale orid uhliiit( rrtroien. mokrymnebotermickym
spalovinimorganickl'ch!6tck ,,e rzorku vodr. \'rsledkr stanovcnfse ur.ad6jfv mg uhliku na
I litr vodl'.
V anglosaskd
literatuiese obsahorganickehouhliku oznaiuje zkrarkouToc (Total organrc
Carbon)neboDOC (Dissolred OrganicCarbon).
Pomdr mezi 1'SK a Doc 'r.jadiLrje stupcr\ o\idacc organicki liitkv r. definovanich
podmintrich.
Cfm je jeho hoclnota
niiii. tint.jestupcrioridacer r SSi.
BSK (biochemickisporieba
kvsIiku)
Obsahorganick,ch ldtek muTc bvt r povrchorrch a odpndnichvodiichcharakterizoviin
takd
hodnotoubiochemickdspoticb) krslikLr(LISK)..Tedni
sc o mnoZstvirozpuStindho
kysliku
spotiebovanihoaerobninti mikroorganisnrrza dellnirranich podn.rinekpii biochemick6
oxidaci organicklch ldtek r' .jednomlirru 'od1 , Srano'cn6hodnotaje mirou znedistdnivody
organicklimikitkami biochemickvrozloZitclnvmi.na roziiil od CHSK. kterripostihujel6tky
biologickyrozloZitelndi nerozlozitelnd.
BSK se sranoruje u vod povrchov-vch
i odpadnfch.
Uplnd oxidace organick-ch larek 'c spla!kor'(ch rodich probfh' piibli2nE 20 dni. Z
praktick.vch
dfn'odtiblla zayedcnainkubaini doba paridenni.Z.jiitdnahodnotase uv6di pod
oznadenimBSK. .
Biochemicka
oxidaceorganickichliirckprobihir e dvoustadiich(obr. l9 ):
'o0
Bs5,
/ry.r"/
200
2ooc
r00
?0
t/d/
Obr.l9
Kiivka BSK. 1 - karbonizacc.
2 - nirrifikace
8l
h*,igdaa;
druh6na sloudeninydusiku.Prvni
Prvni stadiumsevztahujezejmdnana uhlikatdsloutenir.rr'.
zadindokamZitda je ukondcnopo piibli2nE20 dncch.Dluhe zaeirtiipii 20" C piibli2nddesrity
dena trvdndkolikdesitekdnu.
Ze vziijemndhoporovndnihodnotTSK. CHSK a BSK. vl plllt i:
TSK> CIJSK> BSK.
podle pomtru
BiochemickourozloZitelnostorganicklch litek r odpadnivodi lze posr-lzovat
pom6r
poh-vbuje
od
litkami
sc
tento
rozloTitelnjmr
BSK5/CHSK.U odpadnichvod sc snadno
0.5 do 0.75.U spla5korl'chr,od sc hoclnotapomerupohrhujc od 0.50 do 0.55.
Huminovdliitky
ni organicke clklicke sloudeniny aromatickdho
Huminovi Litky jsou r1'sokornoickuldt
I'ieclstavujikomplex latek patiicich do
hnid(m
zt.rarveuim.
charakteru.Vyznaduji se tmave!
skupin.vpoll.fenolira poll karboxlkrr i ch kr selin.Rclativnimolekulordhnlotnostsc pohybuje
tokri,
od ndkolikastovekpo desitkt tisic. Jsouobsa2envI pridJ.r' raSelinda r'' sedimentech
jednotkdch
procent.
jezer a vodnich nridrZi.Jejich obsah r pirdi se obr'1kle pohlbuje v
r raielinach(kolent'10aZ55 %)
Nejvfcehuminovychl6tekjc obsa2eno
Huminov6 Litky odolalaji biochcnrickemu rozkl:rtirt. kvslikoq' reZim tokri proto
2iutea7 hnc\dezbarveni.
propfriiuii charaktctistickc
neovliviruji.Vod6m
Pesticidy
Pesticidyse pouZivajiv Sirokdmmiiitkrr v zemedilsni i lesnim hospodiiistvipii regulaci
u Zivodichtrpii ohrandproti
rusturostlin a icjich ochranEproti ruizn]m Skirdciur.nen'rocem.
infekinich chorobu lidi i zliiat a takev potravinaisk6mpr0myslu
ektoparazitim.pienasedfim
pmbih technologick.ch procesri.Jejich lybdr je
pii potladoviiniorganisrnit.nan-rSujicich
velmi pestry',jednii se o chlorovani a organolbslorovesloudenin.v,deriviity kyseliny
deriviltynrodovinl'.hctcrocyklick6sloudeninyatd.
karbamidovd,thio- a dithiokarbamidove.
Simi skupinami pesticidir jsou herbicidl'. pouZivan6 pii ochrand rostlin,
NejrozSiienEj
insekticidy,slouZicik nideni Skodlivchohnlzu. tirrtgicidl. pouZivandpii potladoviinihub,
Systematick!piisun pesticidildo iidskehoorganisntua jciich kumulacemfrZev6st k jeho
chronicki intoxikaci.
l6tk1NEt. (ropnelatkl )
Nepol6rniextrahovatelnd
Skupinutdchtol6tek tvoii Lrhlovodikla jejich smcsi1ropa.bcnzinv.pctroleje,plynovdoleje,
mazacioleje atd).Kromd uhlovodikir(ncpolamilark1) obsahujiropndldtk,vtakd kitkl'pol6mi
jako napi. kystikati sloudeninl(fenoll. naftcnoreklselinr'). sirnd sloudeniny(sulfan,thioly,
chinolinuatd.).
thiofen)a dusikatdsloudcninl(derivitl pl'ridinr-r.
Ropnd l6tkl' se mohou ve vodi \) sk)lovat I podobi nerozpuitend(voln6 a emulgovan6),
na ddsticichncrozpuittn-ch latek(jil. planktona pod.),
rozpuitdnda adsorbovand
jako napi. skladbduhlovodikrive smdsi,
ropnlch letek z6\'isina celdiadEfaktor-o
Rozpustnost
teplot6.obsahurozpuit6n,ch soli^pll atcl.
E2
je zajimavdnejen celkor'6rozpusrnostropnlich kitek ve vodd, ale tak6
Z hlediskaznediStCni
rozpustnostjednotlivyich uhlovodiki. krer6 klesii s ddlkou uhlikat6ho ietEzce. Piehled
rozpustnosti
rybranychuhlovodiki a ropnfch liitek.jcI' tab. I 8.
Tab. l8 Piehledrozpustnostiuhlovodfkiiajejich sm6si
L{tka
pentan
hexan
heptan
oktan
c(mg.l-')
Ldtka
')
40
crklopcnt:rn
c (mg.l
i,i6
1 4
cvklohexan
bcnzen
r 780
lcteck_petrolej
:notorord nafta
-i-+0
t o p n eo l ej e
)
l.+
tolucn
60
Lritka
c(mg.l-r)
i r L r t o r n , rl b
o iv r b e n z i n
2 0- 1 5 0
40
6
t-12
K tvorbdfilmu na hladini vodv dochizi pii konccntlaciropnich ldtck nad 0.1 aZ 0,2 mg.l-l
,Ropn! film zhorSujcpiestLrpkrsliku z atlt)()stlir\ck, rod) dim jsou negativndovlivndny
proccsl'samodiStdr.rf.
Piftomnostropn-cli litek r c r oili' sc projevujctake ovlivndnimjcji chuti
jiZ
pachu
a
a to
v koncentracich
od 0.05nrg.1''.
Chlorovaniuhlovodiky
Chlorovanduhlovodfkl sc vc zvricnc nriic.rrskrtuji r odpadnichIodiich tdch odvdtvi,v
nichi se uplatiuji bud'.jakosurorinnpii r-uznichrrrganick!ch
svnt6zich.r1'robdniitdrorych
hmot. s1'ntetick,"-ch
vliken ard.. ncbo .jrko rozpoultddla a distici prostiedk)'. Z
vodohospodiiiskdhohlediska se rlznadujf vvraznrnti organolepticklmi vlastnostmi, u
ndkterjchbvla prokdzdnai karcinogenita.
V rozpustnostichloro"'an,ch uhlovodikur e r odEjsou pontdrndznadndrozdily. Ndkterdjsou
ve vode dobie rozpustne(napi. clichlormcrhan
jen nepatm6
14.0g.l-r)..iin..j:ou rozpustne
').
(napi.hcxachlorethan
0.05 g.1 Pro obsahl.l
dichlorethar.ru
vpitnd r.oddplati nejvySsi
mezniihodnota0,003mg.l-r.
Polychlorovanibif-en1
l1'
V soudasnd
dobdpatii k v_znamnlnr cizorodinrlitkdrn r'Tivotnim prostiedf.S jejich qirobou
se zadalov rocc 1926 pod nhzvemAroclor'(thta\lonsanto)..lsouto sm6sichlorovanych
deriv6tftbifenvlus rtznl'm podtenta uspoi6d6nimatontiLchloruna bifen,vlov6m
skeletu.
Do vod se tlto t6tkli dostar,allpir ne.r'hocln(ch
aplikacichnatdrovjcha izoladnichhmot, pii
haviiriich (napi. transofbrmftor[ra pod.). skladovdniard. Akutnf toxicita PCB je nizkri,
doch6zfv3akk ieiichakumulacir'Tivodiinichtkdnich.
itl'tt"l '
Tenzidy
Tenzidyjsou povrchovdaktivni lzitkl. pouZivandve r'{'rob6pracicha disticichpiipravkri,r'
potravin:iiskimprimy'slua dalSich.
chemickdm.textilni.koZeddlndm.
Podle chovdni ve vodd se tenzidv dEli na aniontovd.kationtor'6.neiontovda amfolltickd.
PievriZnadristrlrobenych tenzidu.je t\ oiena tcnzidv anionlor'.mi (cca 80 %). Nejmdndse
rryr6bdiikationtov6a arnfohticketenzidr.
pdndni, zhor5eni
Tenzidy jsou v povrchorl'ch i odpadnich roddch piidinou zr"J'Sendho
piestupukysliku, dispergacenerozpuitenjchlatek a cmulgacepoldrnicha ncpoldmichLitck.
Zmdnl- povrchovdhonapiti mohou ovlivriovat ve vodnich organismechprocesy liitkovd
v,-imdn.v.
spodivajiciiasto na difuznich a osnrotick(chproccscch.Negativn6je ovliviovdn
zeim6nanrocessamodiitdnivotlv r tocich.
Tenzidy jsou souidsti detcrgcnttr.pracich a iistich pru)sticilkur nichT se jejich obsah
pohybujezhrubaod 15 do 20 9/o.Kronrt:tcnziel[robsahuiidctcrgentl'takd aktivadnipiisady
(polylbsforeinany,peroxoboritan).kr'emititan\,atd.). plnidla (napi. siran sodn!) a dalSi
piisady(barviva.parfeml atd.).
I
V pitndvoddmriZebyt maximilnE 0.1 nrg.l anionaktivnichtenzidi a ve vodiirenskych
tocich
r.
jejichkoncentrace
b)'nenidlapiekroiir0.05mg.l
Fenol"v
nebovfce hvdroxllor'.mi skupinami.r'6zanyimi
fenoly.jsouaromatickcslouacnin]s.jeclnou
pLn
r
piimo na aromatick6
r
od c otliichl l r r l / (l ' \ t o r i r o z e nnr c h oa n l r o p , r g e n n i .
iddro. Jcjich
Piirozendfenoly se do vod1,dostirrqi zpravicllar dusledkubiologickdhorozkladurirznlch
polyfenolirnapi. pii tleni rostlir.r(hunrinorc i:itkl). Vlrolivaji ve vod6 Zlutd aZ hnddd
puvodu vitiirrou pochazejiz rirznich odpadnichvod jako
zban'eni.Fenoly antropogenniho
kehoprunrlslu atd.
napi.z tepelndhozpracor,dni
ul.rli.pctrochcnric
Fenolyjsou chemickystiild siouteninr.biologickl jsou rozlo7iteln6.
Fenol a krezoly se
biochemicky rozklddaji snadno. xrlcnolr. Prrostlol. naftol. aminofenol, methylovand
polyfenol.v
a oxychinolinse rozklddajiotrti2nd.
FcnolnegativnEovliviuje h1'gienickjre7inrtokir od 0.3 mg.l-r. prahoviikoncentrace
pachua
je
r'odd0.01 a2 0.02nrg.1'r. r chlorovandvodd 0.0005aZ 0.0001mg.l-l
chuti v nechlorovan6
.V koncentracich
do 0.5 mg.l-rje sicepro rybl neikodnj'.pachovcznchodnoceni
rybihomasa
viak zptsobujijiZkonccntracc
0.01a20.1 nrg.l''.
Polycyklickdaromatickduhlor.odikl
Polycyklick6 aromatickd uhlovodikr (P.\Li) jsou onokondenzovaniaromatickdkruhov6
systdmy se dvdma a vice benzc'norjnri kruhr'. Vznikaii pii neirplnE probihajicich
pyrolytickich procesech v prtrmlslu. doplali a v domzlcnostech.Tyto ldtky miZe
syntetizovat
takd mikro- a nrakrolloraua uriiticlr podminektak2ejejich v-vsk1tv norm6lnich
vodiichnelzev_vloudit.
Je.jichzdrojem.jetaki vzduchzneiiStinj emiscmirrizndhodruhu.
8l
lia:a*ruu,
Piiklad:
antraccl)
lcnantrcn
PAU jsou sice ve vodd velmi rniilo rozpr-rstni'.
m.hou r Sak b{t solubilizovanypiidavkem
tenzidi, olejfi a dalSichorganickjch lhrck.Nejrliii nezna koncentracepAU v pitn6 vodd se
uvddf0.0,1mg.l-r.
Dioxiny
Dioxinl' je zjednodu5eny'
nazcvdrou -srlLrklLrrni
podohnlchskr:pinliitck tj. poll,chlorovanlich
dibenzo-p-dioxintr
(PCDD) a polrchlortrran(ch
clibcrzo
lirranir(PCDF).Llvedendslouieniny
mohou obsahovatnrinimdlnd1 l nrarimilni 8 at(.rr.nLr
chlonr r molekule.Skupina,.dioxinir"
zahniuje75 a skupina..tirranfr"ll5 nroznrchiz.mcrLr.Toxikologicklmi studiemibylo
zjiStdno.Ze poiet atomu chLrru a .icjicir |r'lohr rozhocluico mfie toxicit)' uvedenjch
sloudenin.
.Tako
nejtoxidti'iiiz tichto cclkenrI l0 lltck sc ur idi 1.3.7.8-tetrachlor
dibenzo-pdiorin (2,3.7,8fCDD)
Torickc .lsou rukcir iechrtr izomen se zachovanousubstituci
v polohich2.3,7.8:
..t71--0\r6-l.'
-\l\.',^W\.,
2 , 3 , 7 , 8 . t a f t s c h l o r d l b e n zpod i o r r n
(2,3,7,a-TCDD)
2 . 3 , 7 8 . t e t r a c h t o dr i b o n z o f u r s n
(2,3,7,8-ICDF)
Dioxinl se cilen6nikd-vnevrrdbill. alc .'znikal' a stile rznikaji jako ncZadoucivedlejsi
produktl' r'ndkterych prirmlslovvch rjLol.ach {napi. chenricke a hutni) a zejmdna pii
spalovacichprocesech.Obecnento latkr poikozuji rnitini org6n1 (:itra). sniZuji imunitu
organismu.maji teratogenni.cr.nbnotorickca ntutagclrniLriinkva jsou karcinogeny.
8 Chemieorganicklch l:itck
Organickdl6tky obsahuji jcdnu nebo rice sklri'enin. r nich7 jednim z hlavnich a vZdy
piitomnich pri,kri je uhlik. Daliimi .jsourodik. krslik a nikdl takd dusik, sira. halogenya
dalSiprvky.
Pro lep5i pochopeni chemickd struktur\'.chovdni a vlasrnosrije v ndsledujicimpiehledu
uvedenastrudniicharakteri
stikane.jdulcZitdjiich orrani cki ch lalek.
8.1 Zfkladni klasifikaceorganickich slouienin
Organickdsloudeninlsc obr'1k)cdeli do choLrskr.rpin.
Prr,ni skupinoujsou uhlovodiky.
V molekule obsahujijen uhlik a vodik. Dnrirou skupinu tvoii deriviitl' uhlovodikri.kter6
jeiti j in! resp..jin6prvk1.
kromEuhlikua vodikuobsahuji
8,f.1 Uhlovodiky
RozdEleni
uhlovodfkri:
Acyklick6(alifatickd)uhlovodikl:
nerozvEtvend(piimd)
nasyceni(s jednoduchlmivazbanri)
nenasl,cend alkenl (l a r,ice dr.'ojnllchvazeb) a alkyny (1 a vice
trojnich vazeb)
rozv6tven6
nasvcen6
nenasvcenc
rt.
Cyklick6uhlovodik)
alicyklicke
nasycen6(s kloalkanl)
nenaslcend(cykloalkcnl. clkloalkl nl )
aromatickd(areny)
monocl'klicke(proslea s boinim ietdzcm)
attea izolor':rnd)
polycl'klicke(kondenzttr
Zdrojeuhlovodikri:
ropl: uhlorodikovi pl1ny, benzin,petrolej,
ropa - produktl frakcni clestilacc
motoroviinafla.mazut.aslilt.
pll nnjch alkarti (zc'jnina nrethan),oxidu uhliditdho,dusiku.
zemni plyn - sn-rds
v mal6mmnoZsni hilia
uhli - karbonizaccuhli (ohiev bez piistupu vzduchu). Vznikii koks, dehet,
Ir arhnni
za^n i nlvn
Alkany a cykloalkany
Alkany a cykloalkanyjsou nasl'ceneuhlovodikl. obsahujicipouzejednoduch6vazby C-H a
C-C v molekule. Tvoif homologickou iadu v niZ se kaZdl n6sledujici ilen liSi od
piedch6zejiciho
o skupinuCH:. Je'tichhonrologick,r'zorecje
Zitklad n|zvrt tvoii nejdelSipiinrj ietizec. zaddtekiiselndho oznadeniv iet6zci se voli tak,
aby piipojen6alkyly (substituent)
) zi-\kal]co nejniZSihodnotf iisel (lokanttr).Substituentise
pied
iadi
z6kladni ndzev v abececlnin poiadi. Analogickl se diselnE oznaduji ietdzce
zaiind picdponouclklo-.
v cykloalkanech.
Ndzevc.vkloalkanu
CH2CH3
4-ethyl-2-methy'lheptan
l tab. 19.
Piehledz6kladnichalkanfrje r-r\,ed('n
Il6
I -eth1l-2-methylcyklohexan
Tab. l9 Piehledziikladnichalkanira odvozeni'chalkvlt
ndzev alkanu
methan
ethan
propan
butan
pentan
nexan
heptan
oktan
nonan
dekan
undekan
dodekan
vzoaec
alkanu
CHr
CrHa
C,H^
C,rHro
CsHr:
C o Hr r
CrHu
C s H sr
cell:c
C,oHt,
vzorecalkylu
n6zev
alkylu
methyl
erhyl
propyl
butvl
CHr(CH')'CH, -
pentyl
CHi(CH,)'CH' -
n e x yl
hcptyl
cHl(cH?)!cH:' CHr(CHr)5CH)CHr(CHr'CH? -
o l(tyI
n o n vI
decyi
cH1C H T C H T-
cHlcH?cH ' -
cHr(cHr)rcH,-
C',Hrt
unoecyl
CHt(CH,)RCH, _
CH1(CH')OCH' *
C,:H:o
dodecyl
C H r ( C H ) ) r o C H-)
S k u p c n sina l k a n u :C r - C . + . i s o u l - . 1 \ nC\ .. - C . l i a p a l i n r :. . 'C 1 ,p, e rn e l i t k l ' .
Reakcealkanri:
l. Radikrilovd
substitucc
SR
Halogenace.Napi. clrlorlci lretllanLLlzc ziskat chlorovand methan), od
chlorn'lethanu po tclr,lchlon))ctlill
n. Plincil-.,cnrtito haloqcnace je vznik
halogenuhlovodik
u z.rLkann ncli(i crl,loalkanu a halogenu homolltickou
(radikrilovou)
substitr.lci
r ni7 radikalhalogenu
{sl nrholS11).
nahradfatom(radikdl)
vodfku. Reakceprobihr ictiz()\'\tn r'ncclttuist'n!'tn.
radikdl) se \-\1\'oii tepelnym
rozklademnebopusobr-nirrI'\' zriic'ni.
'r +CH.CI
Clir-(llr
.
Cllr-C1 Clr ---'_'+CH'Cl'
C I l r c l r -C l r + C H ( l l i
.'c(1.
tllr'l (l:
e
Sullbchloracc.Ilcakcc-.lc svou por;rhou a lnechanismem podobndreadikiilove
halogenaci.Probihi ict.'zor'(nt nrc.ehrnisnrem.
iniciacese provadi UV zdienim a
vznik alkl'lovdhoradikrilLr
shtrdni
s
r.adikikrrou
haloscnaci.Produktemreakce
.ic
je methansullbnr
lchlon.1.
C H r - ( ' 1 .- S O . + C ' H r- S O r , C l
2. Krakovrini
.Tdeo teplotnd chenrick( I)rocL-s.lir.r\u) sc honrolrtick) Stepi uhlikovi ietdzec
v alifatickj'chuhlovodicich.Plorirdi sc zr rrsokvch teplot (:150 8000C).ob$,kle
v pfitomnosti katahzitoru. Pro 111ci1g
irielv se krakovanipror'6di v piitomnosti vodiku
(hydrokrakovdnf).
Nekalallzoluncrklalioriui nupi. propanurede k tvorbd smdsipropenu,
ethenu.methanua vodikr.l.
S-
CH:-CFI2-CHr
1 1 . 1- - + C I I .
C H : C H : + C H : = C H r + C H 4+ H 2
3. Oxidadnireakce
Oxidaceuhlovodikfrk1'slikem.jer podstatdradikdlov- proces.Spaloviiniuhlovodiki
vdetnEmethanuslouZi piedcviim k ziskini encrgie.nEkterdiizend oxidace se v5ak
ryuZivaji i chemickynapi. r'lroba tzr'. sl nteznihoplvnu z methanu:
(HI
,(O
Hj()----
.lHl
Alkenl a cl,kloalkeny
Alken.va cykloalkenyjsou nenasvccncuhlorodiky obsahr:jfcijednu nebo vice dvojnlch
vazeb.Tvoii homologickouiadu. Jejrclrhomologick!\'zorec.te
cl,,Hr,,
Zitklad nf.zvutvoii nejdclSipiimj ietEzec.kterv obsahr:jedvojnou vazbu.Zad6tekdiselndho
oznadenfse voli tak. ab1" dvojni vazba ziskala co ne-jniZii hodnotu disla (lokantu).
poiadi.
Substituenti
se r'7dyiadf pied zikladni nizo r abece'tlnim
CH?CHl
t
2
,
l,- ;
,t
7
cH3-cH-c-CH-iHr-trL-bH,
I
CH:CHzCHr
.1 cthll 3 prop)1 l-hcptcn
Alkeny rynikaji r,lsokou reaktivitou. K realici dochdzf na dvojni vazbE napi. adici H2,
halogenovodikri,
halogenLi.klsclrnl siro\!i. O\idaci dlojni vazbv iznika iada kvslikatych
derivritri.Vjznamndje polymeraccmonoulcrurcdouci k pohalkenim, surovindmpro liirobu
plastri(PE,PP,PVC atd.).
Reakce alkenri
Elektrofilniadice
Na dvojnou vazbu se aduji halogenl'(svjjinrkou fluoru), halogenovodikya kyselina
sirov6.Adice probihd podle Markor,nikovapravidla podle n€hoZse nukleofilni d6st
adovan6molekul.vpiipojuje k uhlikovimu atomu z ndsobndvazb.v,ktery mii m6nd
vodikr.i.
o
Adice halogenu (halogcnace).Nepoldrni halogenl sc polarizuji napi.
chloridemhliniti'm.
CH2= g11, + CI2 19
CHz- CHz
cl
cti.n
cl
I 2i ichbr.tlsn
88
,,trt.
,, ,
rl
Radik6lovdadicc.napi. karalrticki hvclrogenace
(katalyz6torypt, pd, Ni) za
vzniku alkanir:
H:C-c=
-I4
f-cHr
H3c-cH-cH-CH3
CHr
CH3 CH3
2,3-dimethyl-2-buten
CH:
2,3-dimethylbutan
Oxidace.Vznrkaji kvslikarcdclivdh r zdvislosrina oxidaanimdinidlea na
reakdnich podmink.lch. I nircrzdlninr oriclainim dinidlem pro piipravu
epoxidii (oxiranu) jsou pcrorokvselinr'. Pii reakci s alkenl' piech6zeji na
karbox-vlove
k1selinl.
CH3- CH- CH 2
l
l
OH OH
propybntlykol
aH. - atl = all .
propybn
HCOOH * CH3COOH
kysalina
octoYA
kj_seLna
rravanai
cHr- cH* cH2
tatabrirur
propyhnoxi,
nElhybxirsn
Poll merace.Postupncsfojoranrlurrr
lckul rrL)ltouleru
\'\a,olandionto\"imi nebo
radikdlovvmiiniciitor] (r'izkap.,\lakrorrolckuldrnil6tk],).
Piiprava alkenir: dehldrocenaci alk'.r. Jehrdrataci alkoholi. dehydrohalogenaci
halogenderiv6tir.
Ethl len 'znika pii p'rrljze zcnlriho plr,nua pii krako'iini frakci ropy.
Alk-vny
Nenasycenduhlovodikv alkrnr (diirc alkinr') obsahujf alespori.jednu trojnou vazbu
'fvoii
v molekule,
hontologickou
iadu.llonrologickvr zorec:
C,,l:r.. :
Niizvoslovialklnfr je zcela analogickenizvoslori alkentr.Tradidni (trii.irilni) nazevpro
alkyny,odvozenyi
od nejjednoduliihoz nrch.acenlcnu..jectcetllent,.
Piiklady:
cI!-{=cH
propin
CH3-C=C-{H3
HC=Cethinyl
2-butin
3 2 t
HC=C-CI{2-
2-propinyl
1-propinyl
Trojnzivazbaalkynirje analogickimnristcnlreaktiritr'.iakodvojndvazbav alkenech.
lrl
" [.
ir],:
Reakce alkvnt
l. Elektrofilniadice
. hydrogenace- vznik alkeni nebo alkan0
HC=CH +H2+
H2C=CH2
. hydrataceacetylenu- vznik acetaldehydu
Hc =cH r- 1119Hsso'+|:soo
I rrc=cn IJ
tr
I
- u,"-..uo
-..H
"'-
OH
o adicehalogenvodiku
CH2=QS-6=qg
+ Hl
-"' -"
aH.= aH-
a = aH ^
""'
i
cl
viny la.rty bn
chlorDprcn
2. Oxidace
Oxidadnimdinidlenrnapi. K\lnO1 dochrizik rozStdpcnitrojnd vazby. Reakci
s ozonemvznikaji dikarbonllor d slouieninl.
Hlavnim z6slupcemalk.vnt.jeacetllcn (ctrn).\I) rlibi sc pr r-oli zor-rmethanunebo hydrolfzou
karbidu viipenatdho.
Areny (aromatickduhlovodikl)
Arenyjsou uhlor.odiklobsahuiicinejntcnijctlcn afonlrtick\ kruh. Rozddleniarenri:
. monocyklickd
o o o o
cll:c]lr
[H:
_ tolu_cr
r-rn:th)
tbcndn
rrh\tbcntn
F=C*tt
srynn
vinlbcnan
e polycyklick6- kondenzovand
jddra
benzenovd
rfuAlrffi
\ltrv \r'
vv
fenanthrcn
o nekondenzovand (izolovand) benrcnovdjddra
reffi
r(rf.nt I
bifcnyl
90
-
Reakceareni
1. Elektrofilni aromatickdsubstituce.Jedn6se o heterolltickoureakci,ve kter6je vodik
na aromatick6mcyklu nahrazenkationem.
Piiklady:
.
Nitrace
foro,/HrsJ
ffr1
v/
*
H2O
nitrobenzen
.
H a l o g e n a c teb r , r n t r e ch e r z e n i'r
Br
&:rrerr
aA
l( )l + lrBr
v
bmnbenrn
o
Sulfonace
So:H
HlSor aA
_.________-_>
l( )l
v
+ Hro
kyscLnaben2.nsulfonovd
.
Alk) [a,--e
cHlcl/Atcll
+
HCI
mcih) Ibenzcn
2. Radikiiloviireakce
Kataly'tickd
hydrogenacc.
Providi sepodobni.jrlirrlndrogenacealkent. Proti alkenrim
ryZadujeU,Sii teplot). protozeh) drogcnacisr'zruii statrilizovanli
aromatickisystdm.
3Hr
t
l
cyklohexan
2H,
->
l
ll
- --.
>
\.,,\-.2
teaahydronaftalc4
tetslin
9I
dekahydrooaftalcq
dckslin
ietdzcu
3. Oxidacearomatickihojidra a postrannich
fooH
KMnor lAl
t\
----.--
v
tl
kysclhabcnoovi
tolucn
*6"
d
cooH
all^
kysclina rercftabvd
P.Xyhn
Benzen Col'leje kapalina s t.r'. 80"C. hoilar'h. zdrari ikodliva, Ziskrivd se z ropy nebo
kalalytickou dehydrogenaciclklohcranu. \lcnii tast icho spoticbl sc kryje z produkti
organickych
uhli. SlouZijako rozpoLritidloa.jako suroritrapro s)'ntdz)'rttznyi'ch
karbonizace
sloudenin.
benzen.
ToluenCeHsCH3 kapalinas t.r'.11 l''(1.PouZivisepodobndjako
8.2 DerivSty uhlovodikfi
8.2.1 Halogenov6derivritr
halogenem.
V molekuleuhlovodikuje j edennebovice alomrivodiku nahrazeno
al
I
.4,'
tr II
v
chbrbcn2rn
CH'rCl
,.4.l
v
bcnrylchbnd
hc)€chbrcykbh.)gn
Nejznrimdj5i halogenovcdcrivatl :
Chloroform (rozpouStddlo).meth)lchlorid (nrlpLi chladicich zaiizeni), tetrachlormethan
(rozpouStddlo),chlorbcnzcn (surovina pro s)'ntdzy).1ieon1 CC12F2(chladici kapaliny),
vinylchlorid CH2:CHCI (vfrob PVC). chloroprcn CH2CH-C(Cl):CH2 (ryroba
chloroprenovehokauduku). Brom- a jodclerir'[t1'uh]ovodik[r naji antiseptick6ridinky.
Chlorofbrmse pisobenim LV zaicnj rozklddana toxicli_ fosgena chlorovodik.Alifatickd
halogenderivdty
maji narkotick! irdincka afinitu k tukorc tkani.
92
-
' l
8.2.2 Hydroxyslouieniny
Alkoholy
Deriviity uhlovodikri v nichZ jc
aromatickdhokl-uhu.
o
o
o
primiirni
sekundiimi
tercidmi
OH skupina piipojcna k atomu C. ktery neni soudiisti
RCIIzOH
RrCH(OH)R:
RrR:R;COII
Podlepodtu OH skupin:
. iednosltn€
o dvojs).tnd
. trojs]tn6
(methanol)
(cth1'lengh
kol)
(glvcerol)
Piipravaalkohohi:h_"-drataci
alkenu.hr drolizou halosenrlcrir'htir.
redukcialdehydria ketonri.
Fenoll
DerivrityuhlovodikLi.kdejedna nebo rice skupin - ol I se r,62ena atomy c benzenovdho
j 6dra.
o d"'d""
d
fenol
o -krtsol
OH
r,- brsol
p-kcsol
Zdrojemfenohije demouhelnidehet.Pou2ivajisc pro r irobu plastt,fotograficklch
qfo'ojek
atd.
lvlethanolcHroH - poskozujezrak.r i nen a .ic torieki. Ethanolv nadmdmdmmnozstvi
vpoldvii poSkozenijater, ledvin. nervovdhos)'stcmu.srhZibilkor.iny. Alkoholy Cj-C5 Jsou
toxickd.w35i alkoholl'.jsoutuh6.
8.2.3 Ethery
Etheryobsahujicharakteristickor.r
skupinuc-o c a tirnnilnE.je lze odvoditnahrazenim
vodikuv molekulevodyuhlovodikovi
mi zb11k1..
Piiklady:
c$-frH3
dimetlylether
ft-"
fenylmethyletller
cH,-{}1
\./
o
0x[an,
etbylenoxid
oxolan,
tetrahydrofrrran
gj
ill
Ptisobi narkoticky.
Sm6sitEkaqfch etheruse vzduchempo zap:ilcnir'1'buchLrii.
8.2.1 Aldehydy a ketony (karbonllor'6 slouicniny, oroslouleniny)
Aldehydymaji obecnyndzevalkanah. dialdehl-dialkanLliall.K ndzvualdehyduse piipojuje
koncovka al. Ketonl' maii obecn! nazev alkanonytj. knizvu z6kladnihouhlovodiku se
piid6vdpiipona -on. u diketoni dion. Piikladl':
t
CH3-CH-CHr-CH:O
:
3
1
CH3-C-CH-CH3
1
CHr
l
o o H
3-hydro:'y-2-butanon
3-methylbuta.nal
,4,
..tt-f1(r/
A\
(( )FcH-o
V/
fe..y Lnethanal
butylfenylketon
-fenylI
I -pentanoo
NejzndmdjSi aldehydl :
o
.
FormaldehydCH:O ostic pricltnoucipl1n.r'e r.,ili' rozpustn,(40% roztok fonnalin)
Sr6Zibilkoviny.pouZir'hsek dezinlckciA konzer\rer.
AcetaldehydCHTCHOostie pichnoucikapeli,t".neziproduktalkoholov€hokvaSeni.
Nejzndmdj5i ketony:
Aceton CH:-CO-CH: (dimethylketon. propan,n). Kapalina neomezen6misitelnii
s vodou.RozpouitEdlo.
Cyklohexanon CoHroO. PoLr2ivi se pii rjrobE Jitek qiznamn;ich pro rryrobu
syntetickich vlaken.
8.2.5 Karboxylov6kl'selinl
sl<upinrr COOH. Nejkyselejii organickd
Deriviity uhlovodikri obsahujici kar'1.rtrxl'lovou
sloudeninv.
Jeiichaciditaklcsas dclkounhlikovclo ietEzce.DEli se:
urono-,di- a trikarboxylovi.
a) podlepodtu COOH skupin:k1'selin.v
it nenasycene).
aromaii.k.j.
b) podletypu ietEzce:k1.'selinlalifatickd(nas,vcenc
9l
-
Tab. 20 Pielilednasvcenrch alitatickvchmo
h
lin.
acyl
kyselina
vzorec
raciondlni
HCOOH
cHlcooH
cHlcHrcooH
systematickt
n{zev
trividlni nfzev
ndzev es(eru
CHr(CHr)ICOOH
trivi6lnt
n{zev
methanovd
HCO-
formyl
ethanovd
cH3co-
acetyl
prapanov6
cH3cH2co-
propionyl
butanovd
cHr(cH2)2co-
butyryl
valerov6
vale.6t
kapronov6
kaDron{t
penranova
cHr(cHr)rco-
valeryl
hexarov6
CHr (CH2){CO-
kapronyl
laurov6
dodekanov6
cH3(cH2)roco-
lauroyl
tetradekanovd
cH3(cHr)!zco-
mynstoyl
hexadekanoY6
cHl (cH2)r4co-
palmitoyl
oktadekanovd
CHr(CHr r6CG-
stearoyl
eikosanovd
cHr (cH2)r6co-
arachoyl
mraYenti
formi6t
octove
acet6t
propionov6
DroDiqnAt
mdselnf
cHr(cHr)rcooH burwat
cH1(cHr)1cooH
Raciondlnf vzorec
cH.,(cH,,),,,cooHlaurAt
myristovA
cHr(cH.,),,'cooHmynstAt
palmitovd
cH.,(cH,),"cooH palmit6t
stearovS
cHdcH,),"cooH stearrt
cH.(cH,),^cooH
arachoYd
arach6t
T a b . 2 PichlcJnr'r cenichalifttickichdikarborrlor ch kr seLin
acyl
kyselina
raciondlnfvzorec
lriviAlnl ndzev
n6zev esteru
systematicki
n{zev
raciondlnfvzorec
HOOC-CO-
(cooH),
St'avelov6
oxal6t
ethandiov6
HOOCCHTCOOH
malonovd
malon6t
propandiovd
HOOCCH2CHTCOOH
lantalova
sukcin6t
butandiov6
-occHzcHlco-
HOOC(CH:)]COOH
glutarova
glutar6t
pentandiov6
-oc(cH?)3co-
HOOC(CHr)4COOH
adipovd
adipet
hexandiovd
-oc(cHrlco-
-oc{o*
-occH2co-
trivi6lnl
ndzev
oxalo
oxalyl
malonyl
sukcinyl
glutaryl
95
adipoyl
mono- a dikarboxylovychk1'selin
Tab. 22 Piehledaromatickyich
kyselina
trivi{lnt
n{zev
nrzevestcru
mcion6lnl vzorec
cooH
acyl
nAzev
systcmatickY
raciondlnl
vzolcc
benzoovd
benzodt
benzenkarboxylov,
rAYcooH
flalovS
ftal{t
1,.2-benzendikarboxylovd
/AYco-
16rcooH
isoftalovd
isof(alrt
\4coon
YcooH
9ooH
r^l
c6Hrco-
triviSlni
nSze\
benzoyl
ftaloyl
Vr.o-
1,3-benzendikarboxylovd
tereftalov{ 1,4-benzendikarboxylovd
tereftalft
isoftaloyl
tereftaloyl
YCOOH
HC= CHCOOH
skolicovA 3-fenylpropenov6
crnnamat
cooH
naftoovd
naftoAt
naftalenkarboxylovd
HC= CHCO- 3-fenylpropenoyl
naftoyl
Nejzn6mdj
5i kyseliny:
Kyselinamravendi HCOOH - kapalinas leptavl'mirliink-v.ve vodd ncomc'zcnd
rozpustnti.
jako
Kysclinaoctov6
CH.TCOOH podobndvlastnosti
mravendi k.vselina.Acetyladni
dinidlo.
Kyselina5t'avelovii (COOH), - dobierozpustnive vod6,toxickii.
Kyselinamravendije zastoupena
v ostr6St'iivdmravenct.m6 redukdnivlastnosti.pouZivase
pii biochemickychsyntdzdchnukleotidLi.
K1'selinaoctovdje piitomna v nekterychrostlin6ch.
vznikii octovym kvaSenimalkoholicklch roztokri.V.vSSikarboxl'lor'6klsclinl isou soudiisti
lipidfi (kyselina palmitova. stcarov6. olejovd atd). Kyselina bcnzoora br6ni rristu
pouZiviisejako konzenadniprostiedekv potraviniiistvi.Poll mcr1 klseliny
mikroorganismri,
metakrylovdsepouZivajive stomatologii(zubniprotetika).
96
Funkdniderivzitykarboxl'loWchkyselin
Funkdnideriv6tl'karboxvloviichkyselinjsou ty. v nichZje modifikov6nakarbox_vlov6
skupina.
Mezi hlavnf funkdni deriv:ity karboxyloqich kyselin patii halogenidy, anhydridy, esterv.
amidy a nitrily'.Niizev funkdnihoderiviitusetvoii jednoduieopisem,napi. chlorid-.anhydrid-.
butylcster-,amid-.nitril- kyselinl,.
Funkfn! derivdt
kfseliny
Halogcnidy:
Anhydridy:
Trivi6bt
Systematickfn6zev
somitrividlnindzrv
.",1o
CrHJ-{i;l
ac€tylbromid
etbanoylbrom.id
propionanhydrid
propananhydrid
mcthylpropiona
mdhylpropaaoat
fonrrcnid
mctbanamid
butlroniril
butamitril
c2H5_{a
Estsry:
crHr-f{
o-{H3
tunidy:
r-fo
NHr
Nrtil,4
C3H7-C=N
Funkdnlderiv6t
klrcliny
Halogcnidy:
Trividbl,
SysteElatickynlzev
semitrivi6lnirdzev
acctylbromid
ethsnoylbromid
propionarhydrid
propananhy&id
mcthylpropiond
metlylpropanoat
"-f*
NHr
fumamid
msthaamid
C3H7-{=N
butlronitril
btttannitil
cHr-f:o
Br
Anby&idy:
crHr-{q)
c2H5-c4
Estery:
Amidy:
NrEih
crHj-f::{
o-cHr
9',7
' i l , t
Substitudniderivdty karboxylovlich kyselin
Krom6 karboxylovdskupin-vobsahujitlto kyselinl'takddalii funkini skupiny.
Halogenkyseliny
o
.
k.vseliny.
JsoukyselejSine2 odpovidajicinesubstituovand
atomfrv molekule.
vzrfisti sevzrirstajicimpodtemhalogcno."l'ch
Jejichk-vselost
Hydroxyk,vscliny
.
.
Castose lyskytuj i v ovocl
- antiplretikum
Kysclinaacet-vlsalic-vlovri
Aminokysclin-v
o
SlarebnisloZklhilkovin
Aldo- a ketokyselinl'
.
.
Obsahujikornd karboxl'lor'6takdoxo skupinu.
(napi.kyselinap1'rohroznovi).
Hraji vyznamnouroli v biochemicklchprocesech
Amidy karboxylovychkyselir,
Vznikaji pisobenimamoniakuna karboxl'lovdk1sclin1.
HCONH2
CII:CONII:
Jbrn.ramid
acetamid
organick.ch syntcz.
Jsousoudastipolymert. Tvoi'i n.reziproduktl'
8.2.6 Estery karboxylovjch kyselin
Vznikali reakcemikarboxllor'1chklselin s alkoholl. NiZSiesterl'jsouve rocldnerozpr.rstnd.
rozpouStdji
sev alkoholech,Aromatickdlitkl'. Esterl'kyselinl'fialovd sepou2ivaji.jako
plastt, k r'-r'robiplastfrsepou2fvajiesterykyselinya]oylovi CH::CHCOOR
zmdkdovadla
8.2.7 Dcrivdg kyseliny uhliiit6
Kyselinauhliditi patii mezi anorganickcsloudeninl'.avSak.ielifunkini deririn . analogrckd
(s vjjimkou anorganickjchsolil .c irdr mezi
funkdnimderivdtrimkarboxllor'lch k1-selin
sloudeninyorganickd.Odvozujfse niihradouOH skupinv kyselinduhlieit.l .irnrnr skupinami,
98
ii.
H-O 'c' R
Y,Z=CI
H--O\,./O-H
"rn "
d
)i
o
karborylov6
kyselina
kysclina
uhlilita
ji
o
o-R, o-Ar
rrrr2,NR2
fillkdnt
dcriv6t
NI{R, NHAr
Fosgen dichloridkyselinl 'hliditi CoClz. Velmi reakti'nf,jedo'at1 plvn. kten rychlc
hl droll'zujc na orid r-rhliiiri'a chlororodik. v p^ni svdto'd r:ilce b1i pou2iriinjako bojorl
pl_vn.
N4odovina diamid klseliny' uhliditd co(Nll2)1. Pouzivdse k rtrobi plastu.jako piisadado
krmiva skotui jako hnojir.'o.
8.2.8 Dusikat6 derivritl' uhlovodikri
Amin)'
Derir,htyamoniaku.r' nichTje k dusikor'6rnu
atomumisto atomuII piipojcn alkyl neboaryl.
H
_
R-NH2
primdrnl
_,/
R-N.
\
R
sekunddmf
R
_,/
R-N.
\
R
Ercidmr
- surovinapii r.jrobi svntetickichvl6ken.
IJexamethr.'lendiamin
H2N(CII1).,NTlr
Anilin 1N-fenvlanrin)
CoHTNH:- r'ichozisurorina pro r'1robuaromatickvch
slouicnin.
Nitroslouieninl
Sloudeninyse skupinou NOz
6",j"jr-6*, *-a)*o,
\_J
cH. No,
2-methyl-3-nitroburan
l -methyl-4-tri$oryklohcxan
",-fi!ro,
\r'
l+lrlor-4-nitobcnzcn
Z nitrosloudeninjsott r'lznamnd zejrndnaaromatick6nitrosloudcninrz nichZ lze redukci
piipravitaromatick6anrin).
NitrobenzenCoIlsNOz kapalinas virni po hoikychmandlich.PouZivase k vyrobdanilinu.
iluiit
,,
8.2.9 Heterocyklick6slouienin-r'Cyklicke sloudeninyobsahujicive svjch clklech krom€ atomu Cl tak6 atom jin6ho prvku
napi. N, O, S. K nim piistupuji takd lbsfor. arsen.selen,kicmik a dalSi.Tlto jind atomy
v zakladnim ietdzci sloudcniny sc obccnd nazjvaji hctcroatomy.Podle nasycenostilze
jednodusSi hyerocl'klickd sloudenin-vrozdilit na nasvcen6. d.isteand nas.vcenda
kondenzovan6.
,ot
, / \
Gth/lcnoxid
H
pyrrol
(\
\_(
r.)
lmidozol
pyridin
H
a*\
t
l
4 H- p y r o n
pip.ridin
Reaktivita heterocyklicklichsloudenin.je podobn6 arenum. Dusikatd heterocyklv maji
zAsaditl'charaktera s klselinami n'oii soli.
Pyridin CsFI5N- nejstabilndjSiz heterocyklickjch sloutenin. rozpouStddlo.ziskdvii se
z demouheln6ho
dehtu.M6 bazicki charakter.
9 MakromolekuLirniLitkv
Makomolckulirni l6tk.vjsou sloudeninl piirodniho nebo s,vntctickdhopLivodu vjejichZ
jednotek monomerir.
molekuleseopakujejedna nebondkolikzfkladnichstavebnich
C H u = C H : t C I l u = C H 2+ . . . . . . + - [ C H 2- C H r - C H : - C H : - ] "
pol)'mer
(polveth""-len)
monomer
(n molckul cthl'lcnu)
Podminkouvzniku makromolekuldrnichliitek jsou monomery(strukturni.jednotky).kterd
majf bud'niisobndvazbyneboalespoi dvi funkdniskupiny.
Pokud je makromolekulatvoiena stejnimi monomery,mluvi sc o homopoll'merech.Je-li
tvoienadvdmanebovice nestejnl'mimonomeryjedndse o kopol.vmery.
Syntetickdmakromolekuliirnildtky r,znikajfsyntdzouz vlichozihornonomerunebo nikolika
polymeracinebopolyadici.
monomertpol,vkondenzaci.
Polvkondenzaceje mnohondsobndse opakujici reakce spojen6 s kondenzacifunkdnich
skupinmonomert (-OH. -COOH. -NH2. atd.)pii iem vznikaji makromolckul.v
mimoiddnych
vlastnosti.Soudasndse odStdpujinizkomolekultimiiatkl .jakonapi. H2O. HCl. NH-1apoo.).
100
.r-
Podledruhureagujicichfunkinich skupinmiZe napi.probihat esterifikace,alkylace, amidace
atd.
Piehled vybranych monomeri pouZivanlch pii
je uvedenv tab. 23.
polykondenzaci
Tab. 23
ryrob6
makromolekuliimich lAtek
Piehled rybrany'chmonomeni s vyznadenimjejich funkdnich skupin
FuDklnf
Motromer
Vzore.c
Komoooucr
Produld
polykordenzrcc
1,2-ethandiol
HO-CH2CH2--OH
dikarborylovd
kys.ajejich
deriv{ty
polycstery,
sifovan6
porycsrcry
formaldehyd
fenolformaldehydov6
prys$ice
skuplnr
glycerol
^oH
fenol
HO-CH2CHCH1--OH
OH
A,
\y'-o'
.rCH,
2.5-dimethylfenol
_o
*-H
(OF""
-"",
,o
formaldehyd
H-{(
polyfenylethcry
fenol
fenolformaldehydov€
pryslgdicc
bisfenolA
polykarbon&y
H
o
fosgen
'
n ''
o
kys.adipovri
HOOC-(CH2)4{OOH
kys.sebakovd
HOOC-(CH2)r-COOH
^t/
kys.tereftalovi
.o
''oR
\*.*n,
dimethyltereftal{t
ooH
HOOC
1,2+thandiol
glyerol,
diaminy
\
./A\ zo glykol.diamin
'rov"
tr,teoz'V
kys.
HOOC-(CHr)4-CH2NH2
6-aminokapronove
polyestery,
polyamidy
polyestsry,
polyamidy
pol)"midy
Y
xys.
HOOC-(CHr)e-CH2NH,
I I -aminoundekanovd
PolYmeraceje proces.pii ndmZ probfhii tvorba makromolekuldmikitky ietdzovoureakci
monomerfi,kter6 maji v molekulenAsobndvazby nebo urditd skupiny. Polymerovatmohou
t6Z monomerybez nrisobnjchvazeb.cyklickd.Rozevienimcyklu, s vihodou v mistc polii{"ni
vazby mezi uhlikem a heteroaromcm(O, N, P atd.) vznikaji ritvary schopndrustu na produkt
l0t
|uittr
velmi cennich vlastnosti. Polymerace mtZe bit ovlivndna i piitomnosti substituentri
ziikladnihouhlovodiki, jejich podtem,charakterema podobou.
postupn;imsdit6nim (adici)
Polyadice je polyreakcc.pii kterd vznikaji makromolekul.v''
jednou
nebo vicendsobnl-mivazbami s funkdnimi skupinami monomeru
monomeru s
Neuvoliuje se pii ni 26dndreakdnizplodina.nlbrZ probfhdpii ni opakovanii
nasycendho.
vSakneodpovid6tvorb6 adidnich
Prirbdhtdto pol.vmcracc
adidni reakcejako u poly-merace.
polymerir. ale piibliZuje se tvorbd polvkondenzdtfr.Makromolekuldrni kitky vznikajioi
polyadici se nazjvaji polyaduktl'.Jako pifklad lze ur'6st tvorbu polyuretanrivznikajicich
reakci diisokyandtris dioly:
N:C:O
I
n R
+ a HO-R-OH
N:C:O
-NH-R-Nn-81_,
---> ocN-R-*-El"-.-o-f,
.-""
9.1 Mechanismuspolymeraci
VSechny polymerace probihaji ietdzovynr mechanismem ovliviiovaniim I'lastnostmi
r"-ichozichIiitek.
Radikrilovripolymeracemd tii fdze:
slourlerrintzv. iniciiitoru,ktcr6 se vlivem svdtla
l. Iniciace. Probihii pomoci ncstrll,vch
nebo tepla Stdpina radikily. Zvlicnirn teplotl', ozdienim reakdnfsmisi paprskyX,
UV zaienimnebopiidanim chemick!chdinidclseinici6torrozloLina radikily:
R-R-+2R
2. Propagace. Je to mnohon6sobn6 opakovanii adice monomem na aktivni
centrum.Vtomto stadiu zadinii vlastni poll'reakce.Radikily atakuji monomer za
vzniku makroradikrili.ieiich2r'elikostietdzovi narustii.
R +CHr:CI12+R-CH2-CH2
R - C H 2 - C H 2+ 6 1 1 ' - C I 1 2 - + R - C H : C H : - C H r - C F I :
Vysledkempropagaceje vznik monoradikhliio vysokdn,polymeraininrs:upni Rtrst
pokradujedo td doby neZje ukondenterminacf.
3. Terminace. Jedndse o reakce.kterc vedouk zdniku aktivnich cente: \1:kroradikdly
ztr6cejisvfij radikalovl charakter.Vzzijemnrircakcedvou radrkilu :l: -.,r: .:st k jcjich
prostdmuspojeninebo k pienosuatomuvodiku oblykle zjednoho ::::.'...r na druhJ',
k disproporcionaci.
R 2+ R 1 + R r- R z
2 R-CIIr-CH: -;R-CH:-CHr-CI{: - Cl1: :
102
9.2 Stavbaa struktura makromolekul
Rriznd druhy polyreakci (pol1'merace.pollkondenzace,polyadice atd.) ovlivriuji stavbu
makomolekul.Jejichschcmatickizndzomdnije uvedenona obr. 20.
CODDCI}TfI}GGGG
a)
Obr. 20
+
bifunkdnijednotka
q
trifunkdnijednotka
Schcmaticki zndzornEni spojeni stejn,vch monomerfr
(homopollmcr)
a) linerirni.b) rozydtvend.c) zesftdndmakrornolekula
v polymeru
Stiednimolekulovi hrrotnost vEtiinl makromolekulse pohlbuje od 10.000do 300.000.Jcji
velikostrozhodujfcimzpfisobemovlivriuje\'lastnostipoll'meru.
Podctmonomcrirspojcnlchv makromolekuleudiiveitzr'.pollmeradnistupefiP:
m
kde
M je hmotnostmakrcurolekull
ikg.knol'1).
I t t h t n o t n , r . lm ( ) l l ( ) n ) c l Lf kl g . k m . r l - 'f .
Polymeradni stupeii neni konstantnf velidinou. Nfdni sc podle podminck vzniku
makromolekull'a mri piim, r'liv na li'zikdini a chemickdvlastnostipolymeru.Md-li napi.
polymer hodnotu poll,meradnilio stupnE5000. znamendto, Ze jeho makromolekulaje
tvoienaprrimdmd5000molekulamintonometu.
Prostorov6uspoiadanisubstituentirv ietdzci polymer charakterizujetzv. lakticita (z iec.
se uspoiiiclini substituenti isotaktickd,s1'ndiotaktick6a ataktickd
uspoidd6nf).RozliSr-rje
(obr.2l). tj isotaktickjchpoll'merirjsou viechnl' r'edlej5fskupinyna stejndstrandietizcc, u
syndiotakticklchpolylerfi stiidavd na jeho obou straniicha u ataktickich pollmeni jsou
ietdzce.
statistickvrozddlenvno obou strandchnrolekulovdho
Obr 21 Rozddlenirozvdn'en,ch fetdzct s ohlcdcmnaje.jichtakticitu
F " f n T " F . t
.,!:j.,f ...j... f : j., !.. j z
H
I
H
H
I
H
H
I
H
H
I
H
R
I
H
H
I
H
R
I
H
H
I
H
H
I
H
R
I
H
H
I
H
R
I
H
R
I
H
H
I
H
H
'
H
H
'
R
-'!'-j,.!:1 ..!'- j ,.! ..1.,
..f :j.,!r1.,.!.=1,.!.. j z
H
I
R
H
I
H
H
T
R
R
isotaktick6
syndiotaktickd
ataktick6
I
H
r03
:i
9.3 Technicky drileZit6polymery
Polymery vykazuji vice di n.r6nd vjraznd thermoplastickdvlastnosti. Jejich snadnd
opiacovatelnosta mnohostramd r,luZiti jsou dtrvodem, prod kitky jako polyethylen.
polypropylen,pollvinylchlorid a polystyrenzauji,majidominantni postaveniv praxi.
Polyethvlen(PE)
*cH,-crl1|,
Podle zpisobu piipravv Ize ziskat rr.iznddruhl PE ,Polyethylenrl,riib6n;- radikilovou
polymeracisilnEkomprimovandhoetl.rllenu (1000- 3000 bar. 80 300oC.iniciiitor:0:) nese
oznadeni PE - LD (Lorv Densitl' PE - obecn6 nazyvany wsokotlak{ di spriivn6ji
nizkohustotni).Skl6d6se z rozvet\enich makomolekr-rl,kterd maji relativndvelkl' odstup.
Z toho rypllivd urditd pohyblivost makromolekul.proto PE - LD rrykazujc.jako m6kky
materidlni2!i pevnosta hustotu1d < 0.qi0 kg.m'r).PE vvriibdnynizkotlak'lmzptsobem(1 50 bar, 20
150oC,katalyzatorpodle Ziegleraa Natta) ma line:imi makromolekuly.bez
rozvEtveni.Jehooznadenije PE - IID (lIigh DensityPII). Me $/SSihustotu(d : 0,94- 0,97
kg.m'' a lykazuje vy55inechanickoripevnostneZPE - LD. M6knepii rryS3ich
teplotdch.
PouZiti:PE LD se pouZivdk vyirobdlblii. tdsndniatd., PE
potrubf, niibltku atd.
HD k ryrobd niidob.niidrii,
Polvpropvlen(PP)
4I er.-cx
*t n
'
I
crt
Polypropylense od polyetylenuodliluje methylovoubodni skup-inou.
Piedstavujeprihlednli
aZ ml6dn€zakalenymateriiil s nizkou hustotou(d = 0,90 kg.m-'). Ve srovn6nfs PE je jeho
povrch tvrdy a lcskly. Je stdly r'fidi ziedEnymkyseliniim,ziisadiima vdtSin6roztokri soli.
Koncentrovan6
k.vselinasirov6a dusidndprdr'6takjako peroxidvodikujej poikozuji.
Polybutylen(polybuten) (PB)
*"t,-?r*,
?"
cHr
Polybutylenmii hustotu0,915kg.m-r.miknc pii teplot€kolem 100"C.Vyznadujcse vy-sokou
tuhostf.Je striliiv piitomnosti neoxidujfcfchkyselin.zrisad,ole.iil,tukri a vdtiin6 organick;ich
rozpou5tddel.
Podobndjako PE a PP hoif svitiriim plamenem.
PouZiti:Vlirobapotrubipro dopravuteplevody a kalrh,folii, kabelorychizolaciatd.
Polvisobutvlen(PlB)
, ? 1
tc4-?J,
cHr
104
-,r*CflflIltiiioru,
Vysokomolekuldrni
polyisobutllenpiedsravujeza norm6lnfteplotypruZnj'materi6lpodobni
pryZi.Jehohustotaje0,92 kg.m''. Lze je.jdobie tvarovatpii teplotdch180- 200"C.Rozklid6
se pii teplot6nad 380"C.Je velrni odoln! r'tdi stdmuti.Kyselinami,zrisadamiani roztokysoli
neni po5kozovan,
neni r'Sakodoln! l frdibenzinua minerdlnimolejrlm.
PouZiti:Vlirobafolii a tdsndni.nizkomolekul6miPIB sepouZiviik rryrobElepidela t6sn6ni.
Polrryinylchlorid(PVC)
4t c n' - c x *t h
I
Pollvinylchloridic vcdlc PL,a PS ne-jrozifien6j
Simthermoplastem.
Polymcracevinylchloridu
probihri radikdlovi \, piilonlnosti peroxid[r. kterd slouZi jako iniciritory. V ziivislosti na
pouZitdn,zpfrsobuvznika PVC ve formd priSku nebo perlidck.K vyloudeniuvoliioviiniFICI
se k ndmu v pribdhu thermickehozpraco\,6nf(pii asi 160.C) piidrivaji katalyziitory(napi.
anorganickd
soli td2k)ch kor tl. uhliditansodn!. fosforcdnany
alkalickj'chprvkt). RozliSuiesc
tvrdyia m6kkj PVC.
Tvrdf PVC
HustotatyrddhoPVC se pohlbuje mezi 1.38aZ 1.40kg.n-i. Pii 170"Cje to tekutii,olejovitii
kapalina.Do 60''Cr'ykazujcr'trii vitirni chcmikaliidobrouaZvelmi dobroustiilost.
Pou7itf:Potrubipro dopravuvodv a phni. dreniiZnitrubk1,,d6stipiistrojri,profily, tabuleatd.
M6kki PVC
(esterk.vselinl'ftalovd).Podil
Jehovlastnostizivisi na mnoZsn'ipiidandhozmEkdovadla
.10920,
jej
pohl
zmEkdovadla
se
bujeod 20 do
Tvarovat lzepii tcplotBnadI 5OoC.
PouZiti:Folie.tEsneni.stieini krytina.podlahovdkrytina.hadice.izolacekabehi.
Polvstyren(PS)
*cu-cx
*t h
'
|
',At
t\ /l
\v
Polystyrense vyriibi radik6lovou polymeracfstyrenu.St1'rense ziskiivd adici ethenu na
benzenza piitomnosti AlCl3. Vznikly cthylbenzense potom katalytickydehydrogenuje
na
styren.
Polymerje tvrdj, sklor,it. n.rateri6l
s lesklympovrchem.mdlo odolny proti poskrabani.aisti
polymermii hustotud 1.05kg.m'', ndkne pii teplotrich80 - 90"C a je dobie tvarovatelnli.
Lze jej snadno barvit. opracoveivat.leStit i lepit. .le odoln;i vfidi kyselin6m, z6sad6m,
alkoholfim a minerilnim ole.lfrm.Je nest6li vtdi vdtiind organickychrozpou5tddel.Hoii
sviticim, silnd kouifcim plamenema ifii piitom sladky z6pach.Ptsobenim UV ziiieni
Zloutne,jeho pcvnostse sniZujea povrchpozvolnamatovi.
r05
PouZiti:Vyrobky pro domiicnost(nddoby,jednoriizovdpiiborv, hradky atd.), folie, izolace
kabelfratd.
Polvmethvlmetakrvlit
CHr
- cru-l
*c
- 'n
'
|
coocit,
Vyriibi se radikrilovoupolrrneraciesterirkyselin-vmerhakrylov6(HrC:C(CHr)-COOR , R=
CH3.C2Hi, C;Hi ...) jako amorfnf.transparcntni.
sklor,itvplast(organickisklo. plcxiglas.
Umaplex,Dcntakrll).\4i hustotud: l.l8 kg.m'', r l zr.raduje
se n,sokout'rdosti a tcpclnou
st6losti.Lze jej snadnoopracovdvat(l.irit. iezat.lidzovat.\'rtat atd.),lepit a svaiovat.M€kne
pii teplotich mezi 120 a 1.+0"C.PiibliTndpii 150"Cje.j lzc ohjbat, rltahovat atd. Je odolny
vr.idizieddnli'mkyseliniin.r(< 20%), ziedtnlnr ziisaddm,benzinu.miner6lnimolejfrm a taki
rostlinnjm olejim. Nest6l, piip. rozpustnlfje v benzenu, tolucnu, esterech,ketonech.
chlorovanlichuhlovodicicha takc v koncentrovanch klseliniicha z:isadhch.
Po zapilenihoii
svfticfm,nekouiicimplamenem.Vdtiinou sepiitoni uvoliuje ostri,zripachpo ovoci.
PouZiti: V dtrsledku dobrych opticklch vlastnosli se pouZir,6 k nrihradEsklav letech.
automobilcch.lodich k vi'robd bezpednostniho
skla. sv€tlo propustnjchdesek.t"vdi,potrubi,
hi.
sanitdrnich
Drofi
oiedmdtriatd.
Polwinylacctit(PVAC)
-or"-l' n
IcH
'
|
o-cocH!
Ziskrivrise radikrilovoupol),mcraciI'invlaceliitr.r
CH2:CFI-O OCH-r.Polrmerje iin, kietrl:!.
stdlyimateriiiljehoZ hustotad se poh.vbujemezi 1,16- I,l8 kg.m-r.\,e vodi jc nerozpustnl-.
rozpou5ti se naproti tomu v organickvchrozpouitddlech(ethery, estery. niZSi alkoholy,
halogenovan6uhlor.odiky atd.). S ohledem na nizkou pevnost jej nelze pouZit jako
konstrukdniho
nrateriiilu.
Por.rZiti:Dispersepolyr.in-vlacct6tu
se pouZivajijako prfrhlcdnd,elastick6,dobie piilnavd
nAtery.
Polvtet
rafluorelhr'lcn
rPTFFr
+' c - c +
I
I ' n
Vyriibi se radikrilo'ou poh'meracftetrafluorethylenu
CFz:cf2, Mimoiiidnd tepelni odolnlf
thermoplastse skl6di!vEt5inouz lincdrnichmakromolekul.Hustotad se pohvbujenczi 2.1 alt
2,3 kg.m-'.Pii teplotdchnad 400"C serozkladi za uvohiovini rozkladnrch. fluor obsahujicich
toxickfch produkti napi. fluorfosgenu (COFI) a perfluorizobutcnu. Krrrnri vvsokd
thermostabilityse PTFE r.',"-znadujc
rysokou stiilostiviidi chemikriliim.Poikrrzuiejej tluor a
jeho sloudeninypii ry5Sichtcplot6ch.
PouZiti: Vliroba tdsndni,desek. tblii. ochrannych\.rstev na kuchyriskenr: L . l L t a l r f c ' t 1 o n ) ,
izoladnihomatcri6lu.
106
'*s,n4idrWi$i&u,*l,
9.4 Technicky d riteZit6polykondenzainf prod ukty (polykondenz:lfy)
Polvamidv(PA)
r----r
'' tH,N-(CHJ.-N{H + Ho'oC- lcnr;.-coOri}
- Pn-1)H,O-
H
o
ol
I
tf r- 1"4r"-"!- 1"r;.-lJo"
n
lr H
It
Vz'ikaji kondenzaci dianrinrl s dikarbono'imi klselinami nebo polvkondenzaci
aminokl'selin.
PouZiruiise ve lbrnri 1.\tilnichviak.n. ul" r.1akokonstrukinimatcri:ih..lak
napi. z hcxamtehl'lendianr
rru I I:N-(cF{:)b-NI
12s adipo'ou krselirrouFlooc-(t }Jrlr-aooH
vznikiipolyamidoz'irdeni PA 66 (N11on).Daliimi technickl.,jznamnjmi poll,amidyjsoLr
P A 6 ( P e r l o n ) , a P AI 1 ( R i l s a n ) .
Polyamidyjsou dosti t'"rdd materiiill'.odoln6r,LidipoSkrilbiini,bezbar.,.ial slab6nailoutle
thermoplastl s leskl,nr porrchcm. Polvarnid' se daji tkdt. lft, tlakovd t'arovat atd.
Nev-hodouje jejich nizki orlolnost'uii rzdusnemuklsliku pii vlssich tcplorich(> 100,')a
LtV zdieni.Vzdvislosti na rzduSl.i rlhkosrrptiirmajiroclu aZ do l0%. Jsou stiildviii
alk6liim a vdtsind organicklchrozpouitddcliiiti
pohonnlm hmordm.Hoii svitivym
plamcnem.
PouZitf:
folie,deskr'.Sroubr.hmo7dinkl.nddohi.tEsnini.re\tilnivldkna.
Fenolformaldehvdor'6nn'skviicc (PF).lcnoplasr)
Vznikajipoll'kondenzacflbrmaldeh'dus l'enolenrv brizickdma2 slab6k1'selimprostiedi.
'@r-o
tl,
t"
l--
t"y^f"*).A)-"*
b)
",,tY */Y
.cH"
I,lrc.r
a) tvorbaresolfrintermolekulfrnimodst6penimH:o. b) rfiez zesft6n6strukturyresitu
101
Substituceatomri H ve fenolu probihd v o- nebo p- poloze. Od5tepenimvody vznikaji
nejdiive line6mi a r'€tven6makromolekuly(resoly),ktere maii nizkli polymeradnistupei,
je5td neni ukondena.K resohlmse piidrivaji plnidla (textilni nebo sklendnd
polykondenzace
vldkna, dievn6 moudka atd). Zahiivdnim resolt na 170 l90oC neho itinkem kyselych
ortho
katalyzdtorudoch6zik dal5i kondenzacihydroxymethylovjohskupin do neobsazenych
resitu.
Na
rozdil
resoltjsou
tuh6,
od
a parapoloh za vzniku trojrozmdrndmakromolekuly
a netaviteln6.
v organickfchrozpouit6dlechnerozpustnd
pryskliice b111'prvnimi a dlouhou dobu nejdtleZitdjSimi plastl',
Fenolformaldehydovd
jako bakelit"v.
podle.iejichobieviteleI-. H. Bakelanda
pojmenovanlimi
PouZiti: Vlivem nizke elcktricke a tepelnd vodivosti se pouZivaji k rryrobd izolatoru.
wninadri. z6suvekatd.
Moiovinoformaldehvdov6pn skviice
Patii do skupinl'aminoplastri.kterd vznikaji kondenzacimodovinynebo melaminus vodnym
roztokem fonnaldch-vduza piitomnosti alkalickychkatalyz6tor{r.V ziivislosti na reakdnich
podminkiichse tvoi iresoly. kterd maji linefmi strukturu, Zahiiviinim na 130 l60oC se
q4vrzuji podobn6jako fenoplasty'
na tennosetys trojrozmdmousiti.
+ I'H{-CO-i{+i
I
J-
H
+ Cilz + *-N-CO-ft-H
- - l+ - - - -J_r
Ji___i_---{
+ "'
H
a) tvorbaresolt
(+"o)+NHco- nn- cn,*
- ,n
r
-Tb)
I
"o-T-
cH,N
- - c o -T - c " . - , l t -
b) r",iiezzesftEndstrukturv
i n , * T ' ? *
-lr- cnr- N- co- N- cH,- N- co- N-
Podobnyprtrbdhmri i reakcernelaminus formaldehydern.
Hrl{ ..,",2N...'..a.2 N}t:
i
l
l
""'nl
'r'.1*.',n
skupiniich
V prubdhu reakce dochdzi nejdiivc k ndhraddtii atomi lI ve tiech aminor"-y'ch
resp.k niihradESesti
melaminutiemi methylovjnri skupinamiza vzniku trimethylolmelaminu
skupinami za
vodikoqich atomfr v aminoskupinrichmelaminu iesti hydroxy'methylovyimi
jako
pryskyiic
u
modovinoformaldehydov;ich
vzniku hexamcthylolmelaminu.Podobnd
vznikii i v tomto pifpaddnejdiive linearnipoll'mer.Jeho zahiivanimna 140 180oCdoide
k zesitdniza vzniku melaminov6pryskviice.
PouZiti:V6tSinafenoplasti a aminoplastrise po piidavku plnidel (dievnii moudka.textilni
nebo sklendniivLikna atd.) zpracovir,6na lisovacihmoty. Zhotovuji se z nich rtznd vylisky
108
.$:rr{glry8&S!h;
pro elektrotechnicklia strojirenski prrimysl. Resolovymi pryskyiicemi se rakd impregnuje a
vltvrzuje papir (Pe(inax) a textil (Texgumoid).Nerozpustndfenoplastynasly ryinamnd
uplatn€niv technologiivodvjako mEniie iontt (ionexy).
Polyestery
Lineiimi polyestery r'znikajf poll'kondenzaci dvojsytn;ich alkohohj s dikarbonorjmi
kyselinami.Nejzniimdjsfrnziistupcemtdto skupinl je polyethl{entereftaliit
pETp. vyriibi se
reakcikyselinvtereftalovis ethandiolem.
.
----
,r'\\
- en-1) H,o
-
n { tto-1cx;r,-oi 1 39joc(_}cooll
o _
t
o t
3l-"
"+*("',"),--8<O>
L V / ] ,
N6hradou ethandiolu 1.-l-butandiolem vznikii reakci s k1'selinou tereftalovou
poll butylentereftaldt.
jako pETp.
PBTI, s podobn.mi vlasrnostmi
Reakci ftalanhldridu s gllccrolem rznikajf pollestero'd pryskyiice. liifcf se od
polyethl'lentcrelialhtr:troirozmdrnou mii2kou. v organickych rozpoust6dlech jsou
nerozpustnd,maji proto omezendpouziti, Pokud se pol-vesterifikace
prov6di v piitomnosti
nenasycendmonokarbonoYeklselinl (ole-joVri,linolovd apod.). ziskaii se modifikovane
polyestery.
kterdsc hodf k rlrobd nat6roq,chhmot.
Zesitdn6,r1'tvrzendpollestcrovdprysk'iice jsou tvrdd. bezban'6a dir6 materialv,kterd lze
snadnoobarvit..Jsouodolnevtii vodd.zieddnlm miner6lnfmkyselinrima louhrim,roztokim
soli i v€tsinEorganickjch rozpouitddel(r'ijimkou jc acetona cthylesterkyseliny octovel.
MechanickivlastnostiIze zlepSitpomocisklcn6n_
ch vliken
PouZiti:PETP slouzi jako surovinapro rvrobu syntetickichvkiken n-nikajicich pevnostr.
pruZnostia tvarovou stilosrf (Trevira. Diolen. Tesil. Terylen). polyesterovdpryskyiice se
pouzivajijako dvojsloZko'd lepidla. k ri'roh6 prtrhledn'ichdesek,potrubi. stavebnichpn'kt
pro bazdnyatd.
9.5 TechnickydrileZit6polyadidnfprodukty
Polvuretany(PUR)
Viroba polyuretani spodivd r,pol1'adici diizokyaniitti a dvojsltnjch alkohohi. Vznikaji
pio'6znd lineiirni polluretanl' s podobnjmi vlastnostmijako polyamidy. piidavek plnidel
(napi. okuje, oxidl' ko'r.i i\12o3 nebo Tiol) rozliiuje moznosti jejich pouZiti. zisitEni-.
polluretany,
vznika.lipoll'adicidi- a triizokyan6ti(smdsi)na rysokomolekukimialkoholv.
n {HHH.-cFtr-oH
+ o=c=N-(cHaL-N=c=o}
*
o-.*-"*-o-!-F*,o,r-T-ll
H
109
H
J ,
PouZiti:Ochranndn6tdry (napi. pro PVC). pojiva. dvousloZkov6n6tdrovdhmoty,lepidla.
n6tdrovda t6snicihmotv.'," robapolyuretanovd
pdnya polyuretanov6ho
kauduku.
Epoxidov6pn'skviice (EP)
Prumyslor'6vyrdbin6organickcl6tk1'.ie.jichZ
reaktivitaspodir'6na iazeni epoxidor,!chskupin
v molekule.Epoxidl' obsahujik1'slikv c1'klickcetherov6struktuiev niZ je kyslik vazin na
dva vzdjemndspojcneC atomr'.
-cH -cHto'
Zdkladni pryskliicc vznikaji rcakci cpichlorhl'drinu ( I -chlor-2.3-epoxipropan
) s drol1.
(fcnoll ) za piidavkualkalii.
vdtSinoudih-vdroxislouieninami
PouZiti:Epoxidov6pr1'sk1,iice
se uplatriujive r'1rob6lakir.pojir'.protikoroznichn.iteru,
piisadado omitek.betonuatcl.
10 Chemieovzdu5i
OvzduSinebo atmosfcratvoii pl1'nnj obal Zemd. Je ziikladni sloZkoubiosfdry'.Vzduch nrd
ndktcrevlastnosti,ktcrjmi sc liii od jinjch piirodnichliitck. Jehor,yskytneni vdziinna uriitd
misto,nemusise transportovat
ajeho pouzirdni ncni omezenoslAtnimihranicemi.Vzduchje
stladiteln!.jeho hustotase proto se r,zrirstajicivzddlenostiod zemskdhopovrchu sni2uje.
Stopy atmosferickychplynir b1'll nalezenl'r'e rlSk6ch kolem 10.000km. Vicc ncZ jcdna
polovinahmotnostiatmosttrl'je sousticdinado r.1tSki5.6 km. 99% do iyikl'29 km.
Cisty vzduchtvoii smdsrfrzn.ch pllnir. Jako takov! se v piirodd nenachiizi.ObsahLrje
vZdy
plynndnebopevndznediSt'ujici
l6tkl jejich2 zdrojemmohou blt piirodni proccs1..
picderSim
je to v5aklidskdiinnost.
Atmosftru lze ddlit podle teplotl' nebo podle chemickiho slo2eni.Podleteploty se rozliSuje
pdt ziikladnichoblastiatmosttrl :
o
r
o
o
e
povrchu).
Troposftra(do r j ik1 12 km od zenrskdho
( 12 50 km)
Stratosfdra
Mezosfdra(50 - 80 kn)
Termosfdra(80 - 800 km)
Exosfdra(800 35,000km).
Troposfdraje nejniZSivrstvou atmosltry'.Teplota v.ni kles6 s piiblvajici ryikou. normdlni
teplotny gradient v ni dini piibliznc - 6.5"C.km-'. Homi hranici troposf'drytvoii tzv.
vrstva,jejfZ vi'Skase mdnf se zen.rdpisni
tropopauza,
Siikou.rodnfmobdobfma povitrnostni
situaci r,rozsahu 8
l8 km. Tropopauza se ryznaduje st6lou teplotou. Vzduch se
v tropopauzeohiivd teplemr'.vzaiovanym
zemskympovrchem.Ohirityivzducho niZSihustotd
q.tviiii vzestupndkonvektivni proudl,. kterjmi je vyniiSenavodni p6ra do vy5SichvySek.
ll0
,:,i*i*SWSi*,,r.
Vlivern jeji kondenzaccna povrchorjch idsticich dochrizik tvorbd obladnosti.Konvekci se
do vyiiich vrster,troposltry dostrir.ajitakd rrizii6 emise.K jejich rozptylcni dochdzivlivem
horizonldlnihcprouddni.Za uriillch podminekse tvoii inverzni stav. kdy teplotas vliSkou
pravidelnd,
neklesd
alev uraiti \iSce seust6lipiip. stoupnc.
r'rstvo,-ratnrosfetry
Stratosfdra.jti liZ l-r'plotas piibirajici r jSkou vzlfis16.Maxima 273 K
'.e
',iicc
(0"C1)
piil''1i7irij0 kr \'zl,lcilenrl:c sre reirti.,nlsiaL)stije obiasti
sr,-dosahr:jr
lclni cillirtrLtl..errr.rii.il;iri \'.r!r:it t"Il,J-\ \i, .''i':rllilii! se \\s\rliiujc icl:rtiini ,rsokou
'r..rnccniraci
o,:0nLr.
Pr,'l,rf.i ',ri i:iiLri i:-l :i',nrir:llii)l:il.."i:zniiior inl j:rlii:,ozonttsfcr-a.
\{:Lrim.-r
()r()n'.r.11)srthu
konccntrlc,:
L'rc iii..';-.iibiiTnt l5 l0 km urd zentskinrpuvichent.
Ozonorh r rs;tvaprisLrl.ri
.jirko ol.:hr.rrni iilLl Zcnri pied pLisohenintul',ratlalovehozAfcni
jc' schoprr,ilsnlr((),,
s r'lnovin.iiddlkamikratiinri rLe2lt-)(lnnr. l:,terii
-,t rril r,rL'r'g.rnisrn\
a
rL:;nE
i
li,ir
ll\',[J opJrleni.
zpusobuic
s|-r::ka
:,tamuti
IloSkozoirrirr:rik);iiili'isri: ir'.''stiiur.l
jc
plcti a irirTct,i1 ztlioiint trl"I rtili,,'t(l]r1-,rr\-'r'11
!ako\iit'.ku7c.).citrzpeiilirjrrc i-)zilnrrsfdrn
j
rozvo nadzvr"rko\.h,r
l.trci\ i sp:r1,rr':fur
firsilnichpllir. pcuZirJni dLrsikatrch
hnojir,.freuitu.
jaderndvjbuchi aid. \'etsin,)rL
piip. unchlovdnirozruSoriniozonu
se jeihi o r,r,rruiovriiri
oxidy dusikunebofieonr'.
,r-adstratosfdrouse v pomirni tcnketrrsni nepiesahtijicir-Jiku 5 km rozklddhstratopauza
s nulovinrieplotnimgradientenr.
\4ezosfdrq
S piiblrajici vrikou v ni dochdzik poklcsutcplotltvoii vrstvunad stratopauzou.
s minimcrnkolcm. 90"Cmczi 80 90 krn.Ilranici{dto\rst\\ tvoii n)czopauza.
Tc'rmosl6ra
DosahujcviSkv aZ 800 knr a je tlpicka tim. 7e v ni
sc nach:izinad nrezopauzoLr.
teplotas piibjvqici r'. ikou opdt\zrusti. tlak bjr.6niiii ne7 I0'' Pa.\'tcto oblasti.iezrjSena
k o n c c n l r r ceel c k l r r ' l r .kl .t c l c : p o z i t i r r r in' l h i t r r u ii o n r r l r o i i c l e k t r i c k ln c u t r i l n ir o d i v r r u
plazmu.Zdrojcm encrgicpro.irrnizxci.1t-L'\' ,r rentgenorc zaicni Slunccs i,lnovouddlkoupod
102,7nm.
Hranicimezi termosfdroua ncjr-vicsc nalczajicie\osltrou tloii ve rjice kolem 800 km mSlo
vriznamn6termopiluza.\'exosltie se pmminri rolnd dr/rhamolekr.rlovzduii zvEtSujedo td
miry.2e disticemohor.runikatdo kosrrickchollrostoru.
Tcmosfira a exost6ra spolu n'oii oblasts r'ysoklnl stupnim ionizacenrolekulna rozdil od
niZifch Vrstevatmosllr]. Tato skilteanost
a
-je podstatourozdileni atmosJdryna cher.nosleru
ionosferu.Zatim co chemosfira se projevuje chenicklimi \,lastnostmiatornfi, molekul a
volnych radikilii z nichZ se sklad6. ionost6ras vvsokou koncenlraciiontu se projevuje
typickimi vlastnostmiionizovanehoply'nu (napi. clcktrickou vodivostf. schopnostiodriZet
radiovdvlny atd). Ilranice mezi chemosttroua ionosfdrouse nachiizipiibli2nd ve rii5ce 700
km od zcrnskihopovrchu.
Podle cher.r.rickiho
sloZeni jeho2 zdk)adnim hlcdiskem je stabilita hlavnfch sloZek, lze
V honrosfeie.rozkladajicise piibliZnd do vjskl
atmosldruddlil na homosfCnra heterosfdru.
povrchu.
100 km od zcmsk6ho
.jc sloZcniatmosf6ry'z hlediskadusiku a k-vslikupiibliZn6
konstantni.Vclmi rjrazni .jsou zminl koncentracivodnich par a ozollu. V heterosfdicse
i ovzdrriifodst3lninrini.
slo2en
l l l
,*dffiffi$riir
10.1Atmosf6ra a jejf sloZeni
chemickd sloZeni zemskd atmosfdry .ie qisledkem dlouhotrvajicich geologickyicha
biologick.ichprocesri,probihajicich za neustiileintenzivnihoprisobenislunednihoziiieni.
Tvoiiji piibliZn678% dusiku,21% kysliku,0,93%argonu,0,03%oxidu uhliditiho a nepatmd
mnoZstvidaliich vz6cnjch plynfi jako napi. helium, neon, krypton a xenon. Ve spodnich
vrstvech zemskd atmosfiry jc piibliZnd l% r'odni pdry, kterd vSak neni nad zemskfm
povrchemrovnomdrndrozd6lenaa podldhridasov-vm
zmEn6m.Promdnliw je takdobsahco2,
vznikajici pii respiraci.spaloviini uhlikatli'chldtek atd. a spotiebov6van;ipii fotosyntdze
zelenlimirostlinami.Ve stratosfdieblla zjiStdnapromdnliviiIrstva aerosolt. obsahujicich
siranv, dusidnanr'.chloridv. bromidl a kicmiditanl. Ve r1'sokfch vrstviich atmosfdry.se
ryskltuie molekulor'- a atomow vodik. Ke slozkdms promdnli','jmzastoupenimpatii take
ozon.
Podlemezindrodnirlmlurl' b1'loslo2enisuchdhovzduchuschvrilenoformou mezindrodniho
standardu.
Piisluind ridajcjsou uvedenvv tab.24.
Tab 2-1 SloZeni
SLICh6hovzdr.rchu
Chemick{
Ply'n
znaika
mezinarodnitntl
NIol6rnihmotnost
(g.mol)
Dusik
Kyslik
N:
o:
.r2,000
Argon
AT
39.914
44,010
20.1
83
4.003
83.80
2.016
1 31 . 3
48.000
Oxiduhliaitf
CO:
Neon
Ne
Iie
lleliunr
Krypton
Vodik
Xenon
Ozon
I
Kr
H
Xe
o
28.016
Obj cmov6
(%)
78,0q
20.95
0,9i
0,03
Parcirilni tlak
(MPa)
0.0781
0.0209
9.30.103.03.10-'
r, 8 l.0 '
I, 8 . + . 1 0 *
5 . 2l.0 '
1.0.10''
5.0.10':
5.00.10''
t.l1.t0''
5.00.l0-"
8,0i.l0-'
1 . 9 7l 0. ' '
8.0.10-o
1 . 0l.0 - o
Hustotavzduchuje1,29kg.m'(0"C. 1.013bar).t1- -140"C, p6:3,75 Mpa.
Vzduch mriZe v ziivislosti na teplotd obsahovatriznd mnoZstvi vodnich par, kterd se ucliivaji
jako vlhkostvzduchu.Nejiyssi obsahvodnichpar v 1 m'r vzduchupii urEitdteplotdse udrivri
v g.m'' a oznadujese.iakoobsahnasvcenlich
vodnichpar. Pod pojmem absolutnivlhkost se
rozumi hmotnostvodnich par v gramech.kterd obsahujepii urtitd teplotd I ml vzduchu.
Relativni vlhkosti se rozumi pomdr absolutnivlhkosti k obsahunasycenipii tdze teplotd.
Udiivii se v procentecha pro vzduch mistnosti dini obv-vkle50 - 60%. Grafickd ryjridieni
zdvislostiobsahunasycenlich
par na teplotdvzduchuje uvedenona obr.22.
'e
d
f
I
"c g|rp
_
.fr
0,0
-10
2,1
0
4,8
5
6,8
0,4
10
15 t2,a
17,3
n
6
A,O
!
$,1
ao 612
_t
rcl
Obr.22 Ziwislostobsahunasycenych
par na tcplotdvzduchu
112
ruIl{UNry,'Si,'ii,..,.,
ld&if sl
n!riiiPcl}4!#lis*r{
10.1.1 Charakteristika piirozenych sloiek vzduchu
Dusik
Dusik je bezbarvj. netoxick.v plyn bez chuti a bez z6pachu. Je lehdi neZ vzduch.
NejdtleZitEjiifyzikdlni konstantydusikujsou uvedenyv tab. 25.
Tab.25 Fvzikrilnikonstantv
o
dr.rsik
LISIKLI
Ukazatel
llustota1[toC.
0.1 MPa)
.,C
Teplotatini
Teplotavaru
"C
Kriticki teplota
"c
Kriticki tlak
]\ IPA
Kritieki hustota
ks.m-''
Jednotkv
Hodnota
1.25046
- 109.9q
- lq5,8l
- 141 )
3.35
0,11 0
Volnli dusik (dvouatonrori.1
.je relmi neteani pl)n. Zr'liSenimteploty lze jeho aktiiitu
podstatnE
ztiitt,.7.a vvsokjcl.rteplotse sluiuje s mnohalatkamina nitridy.
l.aboratornd
se piiplavuje napi. tepelnlm rozklademdusitanuamonndho:
NHrNO:
'L!15N:+2H,'O
Vyrabi sc liakini destilaci kapalndhorzduchu. PouZivii se kr',rob6 amoniaku a oxidu
dusnatdho.LJplatriujese jako inertni atmosfdrapii manipulacis hoilavinami,v sekundiirni
metalurgii.pouZi\'6se k hlubokemuchlazeni.r'ldkaistvi atd. Plni se do tlakorlch lahvi. ktere
seoznaduiizeleninrDruhem.
Kyslik
Zivotnanepostradatelnzi
sloZkaatmosterickcho
VZduchu.Dychdnima spalovacimiproces.y
se
jeho
neustdlespoticbor'6r'6.
obsah se vSak opdt doplnuje asimilacf zelenych rostlin na
slunednfmsvEtle:
6 CO: + 6 l{:O -+Cr,Hr:Oo
Kyslik jc nejroziiien6.jSimprrkem vntjSiho obalu Zemd. V hornich vrstvdch litosfdry mri
zhruba507onizastoupenfajeho slouieninyfl'oif tdrndi99 7opovrchuZem6.
Kyslik jc plln bez barvy'.chuti a ziipachu.Je tiZSi neZ vzduch.Zkapalndnymil namodralou
barvu.Ziikladnifizikalni konstant\,kvsliku isou uvedenvv tab.26.
ab.26 Fvzik6lnik(rnstant\
k
Ukazatel
Hustota(0"c, 0.1N4Pa)
Teplotatdni
Teplotavaru
Kriticka teplota
Kriticky tlak
Kritickd hustota
liku
Jednotkv
ks.m-'
.,C
oc
Hodnota
1.212895
- 218,76
- 182,q7
- 11 8 , 9
4.97
0,430
"C
MPa
kg.m-'
lli
Kyslik se rozpouiti le vodE.coZjc zakladnipodminkou2i\ota v hydrosfdie.Laboratornese
draselndho:
piipravujerozklademkl slikat,ch soli napi.manganistanu
2 KMnOr + 5 H:O:+i II:SOr-+ K:SOr + 2 N{nSOr+ 5 O:- 8 II:O
\/yrabi se liakdni d.-stilacizkapahrinrlhovziluchu.Pou2ir,dsejako oxidadnidinidlo napi nil
rjrobi suroliho Telezaa oceU.pii zpllriovdniLthli.pii r'!robi klselinl tlusir'nct
atd.\'luZnii
piistrojicir.
Kapalnl:k1'sliksc pt-.uZir
r
senii svairxania iczini kuru" r'Lil:aistvi.r'dy,chaciclr
Klslfk seflni do tlxko\lch lahri. kteii jsoLroznaienrrnodrytipnrhcm.
r ral.:e,.lch.
0zon
kl.rliku
Ozon je piirozenousouallstistratoslirl r'ni2 r'zniki pii tbtol,ze molc'kularniho
rlncrvc
pod
\lnoistri
\e
ne
delkl
l-il
nrr.
ozonu
strlloslllie
se
udr:ti.lje
sl,,urcinim
ziienim
jeho
tvorbl a rozkladu.\;znik
urirt6 iu'omi v duslecik,,rdl nanticki rovno"iihr me:riprocesv
ozonu\'e stratosltieje lirtochcnrickjproccs.kterJ lze njiidiit reakcenri:
O:+l.n'+O+O
O+Or-+C):
Ze stratosfdrl mu2e bjt ozon transnortoviinatmosfcrickoucirkulaci do niZSichvrstcv
troposfiryr'niZ miZc vznikattakdlbtoljzouoridu dr,rsiditeho:
NO: + hr' (r,= 405 tun) + NO + O
O-O:+ N{+Or+M
NI - symboikata)yzatorr.L
rcakcis oxidemdusnatjm:
Ozon sc v ovzduSirozkliidiizejm6r.ra
O:*NO+NOr+()2
Ozon rozkliidriLakdchlor uvoli.rovanjnapi. z iieont. Tyto vlsoce stabilni ldtkl s dlouhou
dobouzdrZeniv atntosltie(napi. CCl1F11,10let. CCI|;380 lct) sc v prirbdhucca l0 let
r' ni7 dochazik jejich rozkladur lir.'n [-lV
dostrivajfz niZSfchvrstevatrnosldndo strirtosfdry'
zdicni'.
L+ CCIF]+ Cl
Cclrf r
reakceisor ,ll',nrnovi
Ozon rozklddaiiuvolndndchloridoveradikall Cl . meziproduktem
radikrilv:
O:+Cl-+ClO+O:
clo+o-+()2+cl
JelikoZtvorba ozonu\'lroposlEie z6r'isina intenzitEslunednihoziiieni. kr.:.., -: ::::Lrzstvi
v mdstskdmovzdusfbdhemdne od nizk.vchkoncentraciriino pies marir:'.-::: . :: r'l:dnich
hodin6ch.k vedernimuminirnu.V ovzduSiprostim oxidu dusnatcho::!'::.: :. ..-.rli\ne
vy-sokdkoncentrace
ozonuiadu hodin.
114
ozon hrajemimoiddnddulc2itouroli pru 2:r tri na 1:nri t)zonosttrazachycujepiibli2nd90 %
tvrddhoIJV zdieni. I)ii poklesu.jehok,rncc-nlr.r:c, I ,'0. doch6zike zv1,.Seni
krdtkovhm6ho
slunednihozaie;ri na Zc;ri o piihliTnc I r,, ro7 rrlu7. nc!ativni ovliviovat poc.etpiipaou
rakor.'inniho
oncr-r.tocnini
ku2e
(lclkrrrcmniri:t\i()i.irilt\i.,crttkiltriu; s1()iipai
alnlos{cnntr.d
zemskjmpoyrchem.zkracen€
i:cjk0r'iozon.j,;rrl1:lli\:i
r izi . Dobsonovich.jednotk:ich
(Dob-son
uuits D.Li,)..lcclne
l).Lr.
. l ed e f i n osi n l L
. j l r . krilro t t i l i . rj 0 ' r n \ l . s r \ ] ' o z o r lfur i i r t a n t i a r c i n i r r r t l a k t i 1 0 1 1 h p a a t e i r i r r t i 1 7 , :
K IIr)(lnoliliclLrrrr:lro,r:rr)illii)i) D.i t. oCporidlil.riir-nt- le,rrelr ,t-rrtJrrrjltrfh p,,,in,r,kiich
\l:ilic o/i)lILlo il.rrt:;tr',:
I i!rirt.[lorl(..,t1'ni
pr-urliriiichIrodnotceiktrrdh{)
ozonu\ atlt}o.jfeie
z/rvisina zcnripisleiiicr: a loirinr ot-.clohi.
VitSina r''z-onlrs,: nalezjt \(- siriltosl[i-c(cca 90 ,1,,1a poL]zemr.nii iisf y tr{,p,rsf-die.
\rc
r'-iikach15 li .10knr.ic ttrpi. soLlslicJino
k,rienr-5 !,1 celkovchi)oz()J11.
\rrstr:.,s lclrritsi
jakoi.rzonosllm.
koncentraci
ozoltusc trbvvklccr;:nairiii
jnr n.rruiovlinin.r()zoni.'sfdn sc r itirnou rozunri zi,sa|1
.Antropogcnn
dcr ozonu r celd
sllatosi6i't-.
\' hladinachliolcnrl5 knr klcsi koncrntiiiccozonuod rorntku k polult. r' ni)iich
hlar.linich
rrttpi.17 krn lze nacrl:ak
pozorovat
nrstparciilnihotlakuozonr.r
sclro,"nikuk ptilum.
je
j:dnim
Ozon
z ne'jsilni'jiich
oridainicha tlc'zinfckinich
tinitlei.Ilorlnotajchosrandirilniho
oxidaini-iedr-rktn
iht.'|orenciilu F,' pr'il0 ,,Cl: - 1.975\r, zatfmco kl,sliku+ 1.23\r. .Tcho
ro.zlLlslnfst
re rc'-li iini pii obsahu\ ll)nnd tllzi 10 g.m-'a icplora-5"c.1.{.mg.l r. pii tcplotE
l 0 " C i . 9 m g . i - 'a l ( ) " ( ' 1 . 9n . r g . l 'l' ). o r lr c p l . t ' r b o d ur a r u 1 1 0 . 5, , Cs. e r v s k j r i r j c ' k a p a l n d
liizijako moilri kapalin;r
sesilnrr.r.r
skloneml: erplosrr piitomnostiorganickvch
l6rek.
OzonsevvriibinusobeninrichelrorlcktrickehoribLrjcpii napdti10.000 20.000V a r, > 50
IIz na tisti klsli)i nebo rzdLrch.K rvboji ckrchr:rzi
ntczi elektrodanti
orldelenintiod sebe
dielektrikent
v ozoniri'rlore!.lt
dcskorclho
ncLro
trubko\'.iho
t\fu.
Oxid uhliditj
Orid Lrhliiiti .je stilou slci2koukolobdirur.rhlfkuv piirodE.Jeho r jmina mezi biosfdroua
atmosfErou
probfhhkontinualni. K jeho l.rlavninrpiirodnfmzdrojtitnpatii respiracea oridace
odumielcho
rostlinnihonrareriilLr.
clorek dcnlc rrdrehi prirmirnd350 I cdr. jeho obsahr..e
vzduchuz plic drnipiibli2ni I obi.%.
Oxid uhliditf vznika takd pii dokonalinrspaloviiniuhli a organickychkitek.pii kvaScni.tleni
atd.
C + O: -> C O r
A I I = - 39-1k.T.rnol-r
,
C'lI4 + 2 ( ) . + c ' o . I I l . o A I { : - 8 9 1. l k J . m o l ' r
Ernisez ncjdule2itEj
siho antropogennfho
zdro.jc spa)or'6nf
lbsilnichpalir', picdstar.'uje
pouze
piibliZnd'1 9/oz celkovchonlnozsr\,icol r'stupujicihoclo ovzdusi.oxid uhliiit;i nepodlcha
v troposfdieZddnlnt chemickim reakcinra setn'iivi v nf ndkolik let. Stiedni doba zdrZeni
oxidu uhliiitiho v atmosfdiese uvidi t rozntezi2 ai.1 let..Iehovzriistajiciobsahv ovzdujf
rlznamni piispivrike sklenikovdmuefektu.
Pii omezendmpiistupu k1'slikuvznikd pii spalovini uhliku pifp. uhli (1000"C)oxid uhelnaty
co.
C t 0 . 5 O .+ C o
AH-- Ill kJ.mol'r
ll-5
ffilHlWilllili:iirrllfi{ffiisrllr,,
i i,r 1::::iti"'r:llj,
Oxid uhelnatlise lvoii takd lbtolytickymrozklademoxidu uhliiit6ho v termosfdiea aastedn6
i
ve stratosfdie.
CO2 + 1.ru-+ CO + O
Oxid uhliditf je bezbany plyn, bez zhpachu.rozpustni ve vod6.Je t6Z5ineZvzduch.Nehoii,
je podstatndmdndreaktivni.Silnym ochlazenim
prisobidusivd.Na rozdil od oxidu uhelnatdho
se ziskii pevny oxid uhliiity' (suchl led) s molekulovoustrukturou.Smds such6holedu a
acetonunebomethanoluse pouZivrijakochladicismdspro teplotydo - 76"C.
jej lze piipravit reakciuhliditanrjse silnymikyselinami:
Laboratom6
- 2 IICI -+ CaCl:+ COr+ H.O
CaCO-r
Vpdbisctermickinr
\apencc:
rozklaJcm
CaCOI -JIl-Io-$
CaO + CO:
Pii rozpouitdnioxidu uhliditdhor,e vocldvznikd slabiik1'selinauhliditd H2COr (hydratovani
oxid uhlititi CO: . n ll:O). Oxid uhlidit! se ve vod6 dobie rozpouiti. Pii teplot6OoCse r' 1
litru vody rozpusti 0.9 I CO1. Se vzrUstajiciteplotoua klesajicimtlakem jeho rozpustnost
kles6.Pii zvy5enitlaku o 25 bar sc pii 20" C rozpusti.jiZ16,3I C02 vjednom litru vodl'.
Rozpustnost
CiO2ve vodEje uvedcnav tab.27.
Tab.27 Rozpustnost
CO2r'e vod6(p - 1.013bar)
Teplota
l0
20
l.lq0
0.u{t0
fc)
Rozpustnost I , 7 1. l
0.1-r)
25
0.157
30
.10
60
0.665
0.530
0.36(-)
Peroxyacetylnitriity
Za stejnlichpodminekza.iakich vznika v troposfeieozon, vznikaji takd peroxyacetylnitrdt-v.
jejich vzniku jsou oxid dusnatj',aldchydya uhlovodiky.Po konverziNO na NOz
Prekursory
probihajireakccs pcroxylovl'miradikrill,.
CHTCOo+ Oz -+ CH:C(O)O2
o
CIHrC(O)O2.+ NO2,) CFIrC(O)OrNO2
Tvorba peroxyacct)'lnitr6ti.1e reverzibilni reakci, nebot' vznikajici molckul) se snadno
rozklAdajizpEtna peroxylovdradikiill'a oxid dusiditJ'.
V nejvEtSim
mnoZstvfse ve volndmovzduSin,oii perox)'acetylnitrAt
(PAN). kten.je po ozonu
nejdastdjisledovanousloudcninoupii kontrolefotochemickdhoznediSteni111,pt'stin.\'edle
PAN byly drileidentillkoviinyperox"vpropion.vl-.
peroxybut.vril
a peroxlbenzorli jlrj:..
Kolis6ni obsahu PAN bdhem dne .je obdobnd koncentradnimtrcndun ..zrru. PAN
piedstavujev primdru 2
6 % z namdicndsumy oxidantt (slouieninr :.it,.::1.' .r\idovat
neutr6lniroztokjodidu draselndho
na elementemijod).
It6
Peroxid vodfku
Pcroxid vodiku patii do skupinv atmosfdricklichoxidantri. V ovzduSivznikri pii fotochemickd
oxidaci primrirnich atmosfdrickjchpifnr6sf. obsah peroxidu vodiku se ve sr6zkovdvodd
pohybu.jc
od 0.01do 250 pmol.l-r.
Nejlyznamndj(i reakcc spojend s tvorbou, rozkladem a depozicf peroxidu vodiku
.;s.u
uvedcnvl tab. 28.
Tab 2 8 Reak
I
xrou
idu v odiku atmosfdie
Reakccv plvnn6frizi
NO2+5v+O+NO
2.
(J + L). ----1-J
"
r
).
O;+hr'+O+
o+II:o +IoH
O H + C O - ! . - r 2 H O O . rC O .
6.
HCqqtL n-+:lqQ:co
-
7.
NOri.HqQ! =Jryo, * qee * co
-
q
{aa n'o I xaA,? l!_orjorlH:o
J.
u.
ttr
IIOO
H( )r) -
Ll.r). | {r-
IIOO + ROO -+ ITOOII+ O:
HOO+NO+OH + NOr
NO: + OIJ -+ HNO,
,'I "l -, II.(t' llOO
f:O: t OH
_
I ,+. H2O2-r11,-+ 2 OTI
irn.
Reakcevc vodni frizi
I Ho9 l P-]l.o Zl!O: + o: + oH'
2 . ll!o,114:lJI'-+ Sor'-2 FI-- H:o
-). H : O : O H - - - -l l : U H () ()
/l
H:Or+ hv -+ 2 OH
Konccntraceperoxidur,odikuziir isf na koncentracihl droperoxy.loveho
radik6luHoo. ktenj
vznikii takd reakcfhvdroxllovdhoradikaluoH s oxidem uhelnat{ma t€kavymiorganicklimi
sloudeninanri.
PrirniirniprodukceOH radikdhiziivisi na vlhkosti vzduchu.slunednimzdieni.
koncentraciozorlua na teploti. oxidl dusikupodporujinajedndstrandvznik ozonu,na strane
druhdr1.loliivaji rozkladvolnrch radikalLi.
10.2Znedi5t'ov5ni
ovzduii
Znedist'oviini
ovzdusiznamend\)'pouitEnf(r,nos.emisi)znedist'ujicich
l6tek z rriznjch zdrojri
do atmosfdry. Ldtk)' znediit'riici o'zdusi lze rozddlit podle rfizn;ich hledisek. podle
skupenstvise dlcni na latky pl1,nnd.kapaln6 a tuhd. podle pfn odu na Litky piirodni a
antropogenni.OdhadLrjese. Zc 90 % r,iech zneiiSt'ujicichliitek v ovzduii m6 pfivod
v piirodnich zdrojich.lako napi. eroze pridl' a hornin. vulkanick6iinnost. piirodni poLiry.
biologickd procesl atd. Zdroji antropogennfhopii'odu .isou napi. prumysl, energetika.
doprava,spalovnyatd. RozddlcnizdrojfizneiiStiniovzduiije uvedenov tab. 29.
11'7
xtmosfi
iich zdroiu znei'iitEni
ZnciiStdni
Zdroie zneiiStdni
dinnost.
Prach.
SO:.
CO. COr. HCI
pohl
br
.
r'ulkanickd
Erozc.tektonickd
lcsui po2ar1
. kosmickh iinnost. lrouik1. I I F . I I r S .N O . . O r
m i k r , ' h i l l nnr r o c c s :\ l l J
Irrach.SO:. ('O. (.Or. H('1.
teplrrnr
Lnergetika-
Tab.29. Rozdeleni
Pifrodni
r l F l ! ! s .N o ,
lst^"t-;.ii:i r .:i i*,r .tirt':t*lcl,nir,i.ti,ili,
Prach
pi1n1 tizke korr
, il11t9l1
Fi".tr.sO,. ,.'rt,.ctt. Hr.
Antropogcnni
Ii:S
Prach. S()1. ('O. ('(.)r. IlCl.
i l F . F J C NH
. rS
i)rach.slouCeninrPtr. azbest.
CO. CO:. t.NO..uhiovodikl',
j prirmlsl
Chemrck
Pracl.r.pllrrr
v tab.3t,).
latcl'.icuvedena
zneaisl'ujfcich
Klasifikace
litcli
znetiSt'uiicich
Tab.30 Klasifikace
Pin od
nstvi
ln6
alto a n i c k i
Slouieninl'
icki
OI
i t()r
Sloudcninv
dusiku
Halogenovdsloudeninl
antlrcanick(
organicki
Zneiiit6ni
SO,.SOr.SO;.II:SOr.CIS:.H .S
sulfid. atd.
thioir'.dinrethvl
NO,. NO. NO:. HNO:. IINOT.NHI
r c c t rl r r i t r i td. i r r r c t l r v l l b r n r . r n r i d
anlln\'.
F:. Cl:. Br:. HF. HCl. SiF.l
Chiorovan6uhlorodikl. trifluormcthanatd.
Sloudcninvuhliku
alkoho
lenol
Tuh6
Slouieninvkovii
neZiv6hopirrodu
Zivdhonfir'od
ikodlirc latkvn a p i .. \ l . O t . : 1 , : u e e n i nPr b
ri r l.ikne.raJiunuklidr
ilek.saze.irzrrc't.'r
'1.baktcric. ' . s l n i c c .v \
Vzduch v ndmi jsou rozptllcnl tuhi dasticenebo kapalni l6tkl sc oznadu.ie
.iako aerosol.
(rozpt!leni
kapalny'ch
dastic
tuhyich
nebo
Podlevzniku aerosoluse rozliiuji aerosolvdisperzni
ve vzduchu) nebo kondenzadni(r'znikli kondcnzaci pies)'cenlch par nebo r1'tvoienim
netdkavichl6tekpii vzijcnrnd reakcipl)nii a par).Smileni aerosolvvznikajijak rozptileltim
prachl a djml' r'znikajici
tak odpaienimll ek ve rzduchu (napi. spalinl dieselor,ch n.rotortr,
pii elektrick6nisldZeniatcl.).
Kapalni aerosol! se nazyvaji mlh1. tuhi dispcrzni aerosolyprachl" a tuhd kondenzatni
aerosolvd{mY.
1.0 pLmjsou tvoicny pievii2nd siran"v.
NejjemndiSidasticc o velikosti piibliznE 0.01
dusiinanl, chloridl. amonnjmi iont) a uhlikatimi liitkanri.aisticc \ itSi nr'2 1.0 ;rm obsahu.ji
jako ziikladnisloiku pn'kl zemskckiiry - kiemik. hlinik, vripnik a i'.ele7.o.
Celd iada dalSfch
ll8
ffilii,,t,ltiiiiliilllliitiiilrriii|1Xtii{WwM|$*iii,r,irrr
iim patii kadmium.chrom. mdd'.
kovr.ije obsa2enale stopovich nrno2stvich.K nejdLileZitEj
hiri
\'jsk)l rtuti. ben'liaa arzenu.
niki.
C.rsti
tak6
nrrr)lrn
r
zinek.
hoiiik.
olor.o.r'anacl.
iristicc-taki promEnlirdmnoTstri slLJitelnichl6tek,hlerni
\r ziivislostina zdr,rtiobsehu.li
napi.benzenent
oiganickvch
slouct'njn
ertrahovaielnlch
sazi uhi:in(chiiistir:u strrlrovunrch
j..i.
\,'exluk!,.:ri',
iLLir!cbr'istic od:-braniclizc zneiiSiinehoriiist:kelho
,
rrrch ze r'.rc,ri.i'l
,'lhlorodikl(P.\i,) a.ii:itch,leri"at1.
,ri.L-n\.
t-1.rfrt'.
o',zcluii1r.'lj ,,1.:ti
ir.,1"c\klicli;lrronltlick'.l
',
,rirs
tlrttji;i
nrclck:lc
clLt:rilrI i,ittl. ll-p;rrllilrl
i..-r ,.1,'rli-'irlri,.
klr;l.i iri:)r):rtii
ltct.:roi:l
(
itriarJ; ' {',,. li:rllirr.r.' lic1Lj".
iltrhtr.,tltrr-1krs:lirr',e rlalii
5 i11111f:1..,,.1'p1i
i i i , , ' ; r i i - j . , . i: ,' , : l i ' 1 ' r t ' ' ,1 , r . 1 . , ' , ' , . , i r , . l " ' . . 1 r . , t . t , i . . t , : r 1 J : , : ' r i i-:1t it 'rrr:: i r r i r . : t t ' c . j : - i , r ' l l . i ' i l j : r e
i l ' r i t , - ! r r l r r , ' ' ' . ' ,: ' . t ; r 1 , , 1 ; l r l r : , : l : r . t i r l r : t t r l c l l j ' : l l r . ' : l ; " k \ i r i l i i : l ( ) i - n l . r ! i i t
, l r ' j , i ) . r l a ' 1 1 . , r! r ' , t ' , ' , 1 n , . ,t i i i (
r r l i r s l e r l ! . .ru. " ' i r u , ' r , i ' i i ; c lrte r t k c iz r ' . j r , - r t ipt ,iri t , r r r i j a ' . i .\ l a i , ' , i s t i c ls c l i f c ; : - , , 1 ! l o r is o r ! , r i a i j i n i
lli'ki'etll1lr':l1i)]lll)lii-L]pi,.1.r.'ii..'ll'rl.,r:.l].Lilrp''tril.'itlln:hl:tt.ln:;tlrnli.'',;1.:-''11]ir]:1'1}.;11li
; 1 1 7 1 i 1 - , 1 ' 5 l l : , 1 , : . , ; i ' : 1 : L 1 Lr r ' t a i . ,,l ' r . j c l i l : 1 . ; l ' , l i . - C i ]1 r ; r ' 1 r 5 , . . 1 i . il'7j rr - r _ L s , t i i i t l - " r : . t t . r ' r itlr
\ \ ' t c s i t { r \a i r . L i rl r: .l , . ' .l i r t r c l u sj i n , : i i \ \ c l ; ' , , 'r . ti i i i ) ' .{ ' l i
\ll1'\l
r r.t
F :\ l ) r { \ r } l l \ t I .t : i '
\llrllrtl,
, r\:' ; : i k , i l n i rznn r . n i i n l p i i n i c h 2 s c r n e . \ tj tri.j '; c h 1 r ' a rt
a : ; t i i e ; o d ) i ' i r a j iv o v z d L r - ti i' 1 1 , 1
. \ c i r i s r ' r l o r 'i €
rozlnin -\ zivi:lr'sli nlt ', lhlosii tt r d'rsledku ki,agLtlaceSo'liasni sc tl.t,.lnii nlErnd hmolnost
i ' h s t i ca t i n r i r y c h l . r s t i e j i c h p j r d u .
j ri.r r)ir illi Irfjtont ntu:Ue
istrLt t'r'stleni r;.rzn
lirtkr r.nritoranc ,lo r-ilzcLLrii
Zneii!t'Lr.1ici
znt;nittt zt s(ruiilsl.]c
,
h]'rlrollticljni
klitallricliy.nr
icki
n',.
r:.id!ar)in'r.
n
clochfzctk lotochct
tvorbl daliiclt litck. K ncjdllc2iti'iiinrr1no.;li'rick(mrcakcim patii reakce aktiroi.rnc
sluneinimzdicnitu.
Zdroje emisi tulijch r klpain-cir iaslic clc o\zduSi jsou ruznorode.V mistsklch
dr-'prllaa kt'ntun:ilni
agloncracichse rraizrirstiiiicinrtrcittlutJchtoerrisi podilu-jize'jntdrta
lnr-tiebjr smog.f,lizt'l snlog":r'zniknul
zdrsje. \'-isledkcnrznciiit'or ini ovz\iilii 1c it.]L!si.ch
stavo\zduii
dvou ang)ickjchskr\ sl'ltokcrd(nr)a ltrg (nliha).Smogcharakterizuje
spoieninr
r'lfukor'ylmi
orzduii prirmlslor',mi exhalaq;.
pii rrsok6m zneai-<tJili
se slizcpouviditelnc,sti
rr'alici.
vozidela pr,rdrrkty
pl.vnlmotoror'1ch
lqich vzdjenlll(ch
V soudasnidobd sc rozlriLriidva tlpv smogu.Rcdukini. kter! b1l n pick"''r'letech pied
rokem l952 pro Lond-n a lbtochemick!oridaini. r'lskylLriicise v Los Angeles.Podminkl'
r tah.31.
Ltvedenr
vznikuoboutrpir smogu.jsor:
l \ ' \ ' z n l iKku s n t o g L l
31 Podntink
Podminkv
'l'cplota
o"'zduii ("C)
vlhkost
Relativni
vzduchu(%)
t.il.q
t
f'l..]r
bchlort
Vj sk)1v obdobi
(h)
Maximdlnikoncentrace
Vliv na lidski orgrttisnrus
a
Londfn
_j_r50
Los Angeles
.:)
i5
70
80
_)
__-
VII IX
8 Il
odi, kuZc
- -
' \,
''
8 D
dfehaci cestt
SO2r, ovzduii, pochizejici ze spalov6ni
smogu.isour1sok6 koncentrace
Piidinouredukdnil.ro
jednd
sc
o disperzi tuhich diistic a Litck
tohoto
smogu
paliva s \y55im obsahel.nsir)'. L.i
k1'selinasirovri).
v kapalndlbmrd (zejn.rena
ll9
iffiiiii,,,
irljiilliirrirlir:.iir:iuilliilllilffiffi$1ffilil1til]iillriilfiii
Hlavni sloZky smogu oxidadnihotypu pochiizejiz r,rfukov-vchplynir motoroq.ichvozidel.
Jedn6seo oxidy dusiku.zbltky nesprilenych
neboner.iplnd
sprilenychuhlovodiki atd.
Pii vzniku tohototypu smoguhrajedrileZitouroli oxidaceoxidu dusnatdhona dusiditlia vznik
ozonudosudneobjasndn;im
mechanismem.
Pii tdchtoreakcichse tvoii takd atom6mikyslik,
kte4i spolu s ozonem reakci s uhlovodikl, zejmdnaolefiny. tvoii voln6 organick6radikrily.
Ty4o velmi rvchle vstupuji do dalSichreakci, pii dem vznikd celii iada meziproduktiii
produktri, tvoiicich soud6st smogu. K nejziivadndjSim z nich patii formaldehyd,
peroxyaceB'lnitratl'
a akrolein.Piiklad slo2enisntogutypu Los Angelesje uvedenv tab.32.
sloieni
0,i6
0 . 1 30.39
0.99
l, l 3
6.55
3.16
i.46
Zneiist'ujfciLitkl podldhajiv ovzdr.riinejcnchemicklim.ale takd li.zik6lnim zmdnam(pohyb
a Siieniv prostoru.turbulentnidiI'r:zc.zmir.ry,
koncentrace
vlivem zicdEnfatd.).
ViiZnesituacev rozptylu znediit'ujicichlitek vznikaji pfi teplotnichinverzich.kdy teplotase
vzrustajicirj'SkouneiiJesilr.
ale naopakr,znist6.
Castovznikrqipiizernniinvcrze(zajarnichklidnychnoci) neboinverznivrst\ryve vl,Skachdo
1000 m v zimi za jasndho poiiLsi. kdr' .ie bezvEtii). V1'skltuji se zejmdnar,uzavienlich
nepro\,dtrivanvch
kotlin:icha irdolich.Zneiiitir.lici latkr.(Skodlivinl)se hromadipod inverzni
vrstvoua nerozptlluji se do r 6tii vzdalenostiod zdroje.Trr,a-liteplotniinverzendkolik dnfi.
'l
mirZese situacestii{nebezpeinou. ak napi. r'prosincirokLr1952mila dtfii dnr,trvajicihustii
mlhapodmindnateplotniinvcrzi v I.ondine za niisiedekirmrti 4000 osobbdhemdvou t-vdnu.
10.3Rozptyla 5iienf zneiiSt'ujicich16tekv ovzduii
Rozptyl znedist'u.jicich
l6tek v armosfiie se provdditransportemvzdusndmasv a turbulenci.
Oba tlto proccsy .jsou urior.iilry meteorologick.
mi podminkami atmosfdry. piedevSim
teplotouvzduchu.atnrosl'Crick"m
tlakent.r.itrern (definovanl,msilou a srndrem).oblainostf
(mnoZstvima tl pent)a srd2kami(mnoZstvfnr
a intenzitou).
Nejvdtsivliv na rozptll a iiieni zneai!t'ujicichlitek od zdrojemaji znldnvteplotyovzdusive
vertikiilnin sm6ru.Zmdnateplotl"sr'- skou sc nazjryiiteplotnigradient(zvrstveniatmosfdry).
Definuje se jako irbltek nebo piirl:rstekteploty na 100 m v.vSky.JelikoZv troposfdiereplota
s lt'ikou kles6.povaZujcseitb.vtekteplotvs r'1iSkou
za gradientkladn.v.
10.3.1 Chemick6a fvzikflni transformaceSkodlivinv ovzdu5i
Ldtky emitovanddo atmosftry podldhajirtzn.vmchemicklima f,vzikalnimvlivrim pii nichZ
mtrZe dochazct k fbtochemickjm. oxidadnfm. katalltickym a
hydrolyticklm
reakcfm.Emitor.andkitkl b.vaji ndkdl oznadov6ny
jako prim6mi, produktl'jejich rozkladu
iako sekund6rnf.
120
ffilt,
10.3.2 Fotochemick6reakce v troposf6ie
Procesy aktivovan6 svitclnim zdienim patii k nejdirlezit6jiim atmosferickim reakcim.
V dtsledku absorpcez6ieni se miZe dostatjeden nebo i vice elektroniireagujicimolekulyna
vyS5ienergetickou
hladinu.iimZ molekuladosdhnendkterdhoz moZnyichexcitovanlchstar.t.
Jakdhostavudosfhne.ziivisi hlavnd na velikostienergieabsorbovandho
ziiieni. Je-li energie
absorbovandho
z6ieni dostatednd
vysokri.mirZcdo1i1i k odtrZenfelektronuneboaZk disociaoi
absorbujicimoiekull.
SvEtelnikvantumje nejmensimnozstvicnergie.kterd niiZe byt vyziiienoze svEtelndho
toku
libovolndhomareriiilnihosvsremu.Velikost tdtojednotkvje vyj6dienajako h.v. Velidinah je
Planckovakonsranta(6.6256. i0-'".Is)a v jc kmitoderziiieni.
V prfibEhudne je atmosferabombardoranalbtonl jejichz energiese m6ni v zdvislostina
vlnor'€ddlce.Pii torntoprocesudochazike itepeni vazcbmezi atom!. tvoii se volnd radik:ily
nebo vznikaji molekulr s \'\'SSi energetickor.rhladinou (encrgie sv6teln6ho kvanta
dlouhovlnnchoziieni je v porovnanis cncrgii potiebnouna rozStdpenivazebr'6tSinoupiili5
malii a mirTe.jen ovlivnit vibraci a rotaci molekull). Obecni lze prtbdh fotochemickl'ch
reakcivyiiidiit rovnicenti:
AB . hr, -+ AIIAII- 1-C(+M) -+ ABC (+M)
AB -+A r B
(l)
(2)
(j)
Molekula AB v energetickl zdkladnfmstavu je po absorpciz6ieni vvbuzenado .jednoho
z elektronor,dexcitovan_
ch star'[ ( I ). Excitovamimolckula pak reaguje s molekulou.jind
Litkl bud' r,piftomnosti tieti diistice(NI) ncbo bez ni (2). Excitovandnrolekulase Stepina
molekulr'.atomvnebovoh.rcradikdh. kterd.,stupujido dalsichsekundiimichreakci(3).
Ve zncdi5tdn6
troposltie se n'skltuje iada latck.jcjichT molekull mohou absorbovatsluneini
ziiicni,hlaurd r'.jehokrdtkovlmrctdsti. Piehledr'ybranlchfotochemick{chprocesr.i.je
uvedcn
v tab.33.
Tab 33
bI A I ] C I O I C Chemickd proccsv probiha.jici
c l \v trgposfeie
Absorbuiicilitka
Primrirni fotochemickr nroccs
Ozon
O: ) O: lO
or __jr5 2 oll _ or
Oxid dusiditri
N()r*NO+O
Kyselinadusidna
HN'OI -+ Otl + NO'
Alkyldusidnany
RONO.-+ RO + NO.
Kyselinadusiti
HNOI -+ OH +NO
Alk,vldusitany
RONO --+RO + NO
Formaldehl
d
HCHO --+II + (l1g
Acetaldehvd
CIITCIIO+CH:-CHO
Akolcin
CHl: CIICO + CH2 C'H.CHO'
( - H , C O C H- t- C H ] C O C n .
Aceton
Peroxidvodiku
H2O2-+ 2 OFI
Organickdperoxid)
ROOR-+ I RO
t2l
rlllllllllli:rl
Aktivni oblast 1.(nm)
3 1 0- 3 5 0
2 9 0- 3 1 0
290- 400
2 9 0- 3 i 0
290- 310
290- 385
290- 400
:90 - 372
290- 348
290- 400
290- 327
290 - 3'/0
290- 370
Ozon absorbujcsilnd v oblasti r lntx'lch ddlck 200 i50 nm s maximem kolem 255 nm a
velmi slabi l oblasli 450 - 700 nm. Produktl disociacemolekull' ozonu po a$5ptpui
ki'slik. V piitturnosti
kriitkovlnncho
sluncinihoziieni mohou b)1 molekulirnia a'.ontdrni
hr drol'lovc radikdll OH .
k,',s1iku
vodl vznikajircakciatonriirnil.ro
Oxid dusiiir! absorbuicprakLickr'\ !:rl! Lrltrafltlolci', lditclnriiitsti siunciniltospektia
s maxiilenr kolem .100 nrr I'ii rrlrsorl:rvlnorich deick klatiich Irc2 ,1()0nnr Jochizt
k disociacinrolekull NOl nll molei.uluNO a atomarnikl siik l-ato reakceje zrlaleka
mtzi lirioreakcrnriplohihajicinrir ilonoslIic. Pii ab-surfciziiieni de]-iich
nejCtileZitijSi
',ltc'i,ilh dtilcilnc2 105 nt :rtrickulu\O; pr'.cri,1,:rLt
c) irit()\.'.r'i.i.rr-l
|oLl..-,[) clcktriei'"]irLr
.ir
j
'\
je
itar''.r"
kter! \ r)\'zduiirlchic'ciczakiir iirl\ azbin'lrs O' x \, tilolekulami.
()ritl siiiii,;-i., pllnn,-!nrst:r'Lrr:li v ol-.1:r:1i
vliror!ch dl1:k sluneinihoziieni pisor.e sp.'k1i'.lnr
ntolekirll
iicni distrciace
.lriir-.ajici
u i,10nnr s ;luxiniernkolenr I l(l nrr. \'y.sl,:.ikll aits!)rircc
pierui.Iri
pcnzc
vazbl . Dochazi
k t-lcktronovd
energicncni clost:rlrinripro
SL)2.nebot'ziskar.rd
excitacimolekul.kter€pak dalt-rcaguji.
priszasal.rujici
diisti
dhsteinido ullralialove
Klselinadusiinaa alkl ldusicnlnlrnajiabsorpdni
vzniku
Dochirzi
k
disociaci
molckul
za
oriclLr
r'lnoie
delcc
.:.,10
nnr.
k
sluncinihospektra.aZ
dusiiiriho a alkorl lor I ch nebohxlt orr lor j ch radikal'.l.
pisir zatinajicichpii vlnovddelce385
Kyselinadusiti:riiis6riidobicoddilenlchiibsorpdnich
je disociacc
molekul]
nm a pokradliicichkc kr-atiinrr lnc,rjch dilkhm. \Ij sledkemahsotpce
j
podobnd
absorpini
i
na orid dusnat- a hl,droxrlor radrklLl.,\lklldusitanl maji charakteror
spektrumjako klsclina dusita.Nachizeji sc vohlasti vlnor'1chdelck 300 - 400 nm
s maximemkolcm 360 nm. Po absorpeidochazikdisociacintolekulna NO a alkoxllovd
radikil).
VSechnysloudcninl obsalrti.licikarbonllovou skupinu v1'kazujfslabou absotpci I'oblasti
sluncdnihoziicni. ,\bsorpini spektrttnrformaldehl'duzadini pii 372 mr a pokraariic
s piibyvajfci inlenzitou pod kldtkor'lnnoLrlu-lnici sluuciniho spcktra.r\bsorpceu rlSiich
alilaticki'chaldehl'di ie posunutakc kratSimvlnor'1m delkhnr.Aldehl'd1 s drojnou lazbou
jako jc vc zncdiStdnen
ovzduSinapf.akolein. nraji
skupinou.
konjugovanou
s karbonylovou
vlnor'!nt
delk6m
vc
srovn6ni s odpovidaiicilni
posunutcr
k
delSim
absorpinf spektrrinr
jeStd
kratSicbr'lnovi'chddlek ncZ
nas"vcenymi
aldchldl'.Alilatickdkctonl absorbujiv phsmu
aldehydl.
Prim6rni fotochcmick. proces u peroridfr. kterj ndsledujepo absorpcikratkovlnni ddsti
ncbo
ziieni. je rZdl' disociacerazbv t.neziklslik1. za vzniku hldrox.vlovych
slunedniho
alkoxylorychradikrilir.Piikladl rl blanli'chprocesivljadiuji rcakce:
R C H O+ h v + R + H C O
RrCOR:+ hv -+ R + RCO
H2O2+hv+2OH
RONO+ hv -+ RO + NO
+ R + NOr
V nAsledujicim pichlcdu jsou uvedenl' nejdfrleZitdjii volnd radikril.v zjist6nd nebo
v atmosfiic:
niednokliidand
l2l
'illl
.r.,itit,
\:izo radik:ilu
irrdrorr l
u l kr I
Oznaieni
OH
R
Raii
C'r-i
iIUU
Itr,.iL.rtoDcr-orr
I
jc trrlir.iitr'1namnohalaktor1.
r almoslcitricclr lit,:k lailikdiorehocbltraklerrr
Koncetttrac"
\"t
proio znatni liolisir. 1rc,posfi,lic
radikall biht-m nocl rlrplnimizi.
10.-i.3Oridadnf rcrkcc
plohihljici r etmosfJicrlohou bvt sl-.ojen)
s fotochemickjmi.
Oridaini pr,.rces1
tcnnickimrr
sloZk;,r' jednci'azi.rnluvisc o homogenniclr
katall'ticlljmircakccmi.l)irkutivzdjenrne'reagLrji
rcakcich.jsou-li rcagrrjicisloZkl piitonln] r'rrlznjch Lizich. mluvi se o heterogennich
reakcfch.
Piiklade-rn
homogenni
reakcejc oridaceoxidudusnatdho
ozonem:
N O + O ; + N O :- tO .
heterogenni
T1'pem
oritiaini leakccjcoridaceoridu siiiiitehokl slfker.r.r:
2 SOl - 9'
'"""'-'' > 2 SO:
K ncjdirleTitEj
iirn oxidainfm katallzirortim patii ko\,) (Pt. Pd. Rh. Ni. Co. Fe, Cu. Ag) a
jejich oxidr'. Pieder,iim oxidl Zelezajsou st:il-nri sloZkamipopilku. ktery se dostiivddo
atmosldrys kouiovj ni pll nr'.
Pokudjsou molekull oxidu siiidit6hoaktivoviinl'sr,iteln_m ziienim o vlnovich ddlkdch290
- 400 nm, mri2eprobihatoxidatni fcrtochemickd
reakceza vzniku oxjdu sirovdho:
2 SOr+ O" * hr' -+2 SOr
10.3,.1IIydroll'tick6 reakce
'l'ypickjm
piikladem jc rcakcc lluoridu kiemiditdho s vodou pii niZ vznikii sekunddmi
ikodlivina fluorovodik.
SiFl emitovanj do atmosfiry pii virob6 hlinfku. extrakdni klseliny fosforcdni nebo
foslbrer)nlchhnojiv reagujes rodou za vzniku fluorovodiku:
SiFl+2H:O-+SiOr+4HF
reagujes daliimi sloZkamiatmosl€rvjako napi. dilsticemiprachu,kterd
Fluorovodikokan.r2it6
obsahuji uhliditan vdpenati nebo oxid vdpenaty.Pii neutralizadnireakci vznikii opCt
lluorovodik:
2 HF + CaO (CaCO:)+ CaF2+ HrO (CO2)
123
: r ;
10.4Ztl<Jadnisloikv zneiiStEniatmosf6rv
K ziikladnimplynnym sloZkdmzneiistdni atmosfdrypatif slouaenin)siry, dusiku a uhliku.
halogenya radioaktivnildtk1. chovrini rechtol6tek v ovzdusi determinujijejich chcmickda
do atmosfdry.K tdmto faktorrimpiistupuji
f'zik:ilni vlastnostia celkov6mnozstvivypoustdnd
i vndjii atmosfdrickdpodminky, piedevSimteplota, tlak. \'lhkost. rychlost. smdr v6tru a
piitomnostdalSichzneiiSt'uiicichldtek.
10.4.1Slouicninysirr
K emisim, kter6 lze do tdto skupinl zaiadit patii oxid siiidit!. sirov!. sirouhlik a rtiznc
organicki slouieninv siry. Illavni s)oZkoupiirodniho pivodu je sulfan. V piepodtuna siru
dini icho podil na emisichpiibliZnd.169/ozatim co oxidu siiiditchopiibliZnd33 % a siranrla
'1.
siiiditant piibliZnd 21 t%. antropogcnnichzdrojfi se na zncdiii'o,"'iniatmosfirv sirnimi
sloudeninami
nejvicepodili orid siiiditj.
Oxid siiiditl
Oxid siiiditl .ic r''edle aerosolovich i:istic nejrozSiicndjSf
latkou znciiit'ujici atmosferu.
Jedinymicho piirodnim zdrojemje vulkanickadinnost.Hlavnim antropogennim
zdrojemlsou
topeniStd.
kde se spaluji palira obsahLrjfci
siru. Obsahsfrr,r'uhlf se pohybujev ziivislostina
privoduod 0.3 do 6.0 9/n.r, topnr-cho)ejichkolem 2.5 % siry. Oxid siiiiity z tdchtozdrqi
piedstavu.lc
asi {l I % z celkor'6homno2sni entitovandhodo atmosfdry,.
DileTitym zdrojenr
je
SO2 takd hutnicky prfrmyslzpracujfcisulfidickdrud1,a ndktcrddruhy chemicklichr1,rob.
PiitomnostSO2b1,lazjiStdnai I'rnistechznaini r,zddlenlchod jejich zdrojri.Nad Gr6nskem
byla nan.rdicna
koncentrace0.71 ;rg.rn'' a nacl Atiantiekjm ocedncmvoblasti ror,niku
konccntrace
0.25 pg.m''.
KoncentraceSOt \.e znediStdniatntosfdiese pohlbuji V rozsahu500 - 2600 pg.m-].Stiedni
dassetn'dniSol r' disteatmosfir'eje I a2 6 dni. v tomto dasor,dm
irsckuse mfiZepiemistitaZ
na vzddlenost 1000 krn. Studium chemicklch rransformaci vSak potvrdilo. Zc .jcho
koncentracev ovzduSirychle kles:i,hlar.ndt,dtisledkuoxidacena oxid sfrorli. ktcry se za
piitomnostivodnich par mdni na k;-selinr-r
sirovou.
sor r olt .+ So3H
SO]H 'r 02 -+ SO3+ IIOO
SOr + II.,O -+ H:SOr
F I O O+ N O - + O I I + N O - ,
Sulfan
Sulfanje velmi driiezitlm dlinkem ietEzcekolobdhusiry r' piirodd. Ve velkim mnozstri jc
emitov6n do ovzduSi pii dinnosti anacrobnichbakterii v pirdd, baZinnlch a piilivovych
oblastechocedni v nichz vznika redukci sirantr.Dalifmi zdroji jsou r.ulkanickadimost,
uvolioviini nad loZisk.vsulfidicklichrud atd.
Antropogennizdroje sulfanujsou shodnds oxidem siiiditiim tj. pievriZn6jde o spaloviini
fbsilnich paliv. Piedpokl6ddse. ze mnozstvi sulfanuodpovid6piiblizne I o.i,emitovandho
SO2 Z prumyslorychzdroju sejedndpiedcviim o papimy a plynzirnl,.kde se r ovzduii vedle
sulfanuvyskyqii i organickdslouteniny siry jako napi. mcrkaplanv.thiolr. alkllsullidy a
t21
disulfidy. V ovzduSise sulfan poslupnem€ni vlivem oxidadnichridinkri vzduSn6ho02 za
piispEni slunednihozaicni a reakci s atmosferickouvlhkosti na kyselinu sirovou.
10.4.2 Slouieniny dusiku
Z emisi sloudenindusikr-r,
kterd se dost6r'ajido atmosfdrypatii k nejdileZit6jSimoxid dusnyi.
dusnaqi.
amoniaka dusiinanl.
Oxid dusnli
NlO je nejroziiienEj
Sim oxidenr dusiku v atmosfdic. Jeho koncentracev troposfdic je
relativn6znadnd.dosahujea7 450 ;rg.m''. Praktiekvjedin,"-mjeho zdrojem jsou piirodni
proces).Podileji se na nich denitrillkaini bakteriev pfrdda v pot,rchovychvodiich.Prrimema
roini produkce
oxidu dusnehoz piirodnichzdroji seodhadu;e
na 5q0.l0-6t.
Vzhledemk nizkd reaktivitdje jeho mnoZstvfv troposf6ierovnomdmdrozddleno.N:O nemdr
praktick)'Z6dn!r,liv na chemickdreakceve volnem ovzduii. ani nem6nepiiznivi fdinky na
Zivotni prosticdi..K.jcho rozkladudochazia2 \,stratosl6ie,kde rychlost ibyku vzriistuise
vzristaifciviikou. \r mczosfeiejejeho
obsahbezr'{znamni.
Rozkladprobihei
fotodisociaei.
NrO+hv-JN.+O
Oxid dusnat_
Pievd2naiirist orrdu dusnatdhov atmosfdiepochfzi z piirodnich zdro}i' 7, antropogemich
zdroji se na .icho piitomnosti v ovzduSi podilcji spalovacfprocesv (emise z energetik!'.
komunrilnichzdrojii. doprar'1).Do stratosfiryse NO dostlir,dr'e formd cmisi nadzvukol-"tch
letadel.kterh se pohlbuji ve vvikich nad 15 km. Tr,orbaoxidu dusnatdhoz tohoto zdroje se
odhadu.jc
na l5 + 5 g na 1 kg palir a. Dalii vestou.kterouse dostiiviiNO k ozonovi vrstvdje
vzriistajiciprodukceoxidu dusndhodenitriflkacis)ntetickr-chhnojiv pouZivanychve velkdm
mEiitkupo celdmsr'6t6.
Oxid dusiiiti
VdtSinaoxidu dusiditdhovznik6 piiulo ve znediStdnd
atmosfdieoxidaci oxidu dusnatdho.
jako
Tvoii se taki pii rnzny'chproccscch
napi. pii nitraci. , robd k-vselinydusidne.NPK
hnojiv,pii povrchovi ipravE kovfr atd.
EmiseNO2 se vi'znamnjm zprisobempodileji na vzniku fotooxidadnihosmoguvznikajiciho
napi. v dobd dopravnichipidek za tepljch sluneinichdnri. Zban eny NO2 absorbujesluneini
z6ieniv Sirokdmrozsahu.Piitom dochrizik.jehofotodisociacina oxid dusnatyi
NO a atomArni
kyslik. Vznikli atonrl kysliku reagujiddles molekr.rliimim
kl'slikemza Izniku ozonu.
Oxidacf NOz r'atmosfdie vzniki k1'sclinadusidn6.Pii oxidaci hydroxylovymi radikrily
probihii reakce:
NO
OH ' krtahzntur-+ HNO. + katallzdtor
Pii oxidaciozonem:
NOl + Q3--1 O: + NO.r
N O r + N O 2+ N : O s
t25
NlOi - H2O-+ ? HNO.
jako No.. Piirodni zdrojeNo. jako je
a dusiditdhobjVi oznadoYiin
obsah oxidu dusnatdl.ro
dinnost bakterif. r,ulkanick:iainnost a elektrickd vlboje r,atmosltic. r11r'aie.jipiirozend
k o n c c n l r r i nni , ) r r J i \ O l ) ' . - l l r i . r . l l rJ- \ { ) ( ) . J ' r . ' l l r ! . t t t : H l l r n i n t r l l t r o p o J .n' lnl ll
zdrojenitdchlo dvou oxidri je spalor'6nrfbsilnich palir .jak pii vjrobi elektlickd a tcpelne
i. \'zhledcmlt tlsok!rn leplotdrnpii spaloranijc do
cloprirr
energietak pii autontobilove
ve smisi NO. 90 c)5?" obj
ovzduSiemilovhnpouzcN(). kterj je zastoupen
Amoniak
Vitiina plynnlch !kodlivin r'1,kazuieV atmosfdie kl,seli r'lastnosti. Jedinjrn p11'nent
s alkalickou rcakci je arroDiak. K ieho hlarnin.rzdrojrim patii spalo\aci proccsl. rr'rcha
proces\.
hnojiva mikrobiologickc
s)'ntetickjch
Amoniak reagujev troposldievclrri rychlc sklse)inami k1'sclinousirovotta kvselinorL
dusidnou. V niZlich Vrsn'dch atrloslEry ie amtlniak oxidoYdn ozonem. r olnfmi
raCikill OH a fbtol. zou:
hydroxylovli'mi
2 NHq + -1Or -+'1 O: - H:O + NIIINO,
NH, + 911 -+ NHr + HrO
NII,I' hv + NH: + lI
Vznikajiciradikdll NHl realuji v pnnim stupnis k1'slikcm,ndsledrtjipak reakcesckunddmi
pii nichZvznik6\'oda.dusik a oxid dusnj'.
10.,1.3Slouieninl uhliku
Vdtsinaplymfch slourleninuhliku se do ovzduii doslivaiz piirodnich zdroii. PievaZnEsc
.jedndo biologickc proces]. lesni a stcptii po7rlry atd. Z antropogennichzdroi[r to lsou
zejmdnaprtm)'slovdemisca doprava.
Oxid uhelnatli
K piirodnim zdroir-impatfi oxidace mcthanu.rozklad chlorofllu. fotooxidaceterpdnil,lesni
poZ6ry,vulkanickhcinnost.bakteri6lnirozkladorganicklchkitek zcjmina v oceanechatd.
Oxid uhelnaty.jechemickl' r'clmi stall (dobasctndni v atmosfiie se uvAdi 0.1 0.3 roku).
V troposftiei \,c striitosfiiese na translbrmacjoxidu uhclnatdhopodili reakces volnlimi OH
radik6ly.
C O+ O I I + H + C O :
Oxid uhlidity'
piirozen!chsloZekvzduchu.
Viz kapitoluCharaktcristika
10,4.4 Halogenya anorganick6litkl' obsahujicihalogen
chlor a fluor. Ve volndm ovzdusfse mohou vyskltovat
Z techtoldtek patii k ncjdfileZitdjSim
v elementdmifonnd jako cl: ncbo f2 nebove fbrm6 iontrichloridor,lchCl- a fluoridoriichF-
t26
\ ruh\.;r :.: : . . .ir iasricrcha iodnrch kapkdch.o jejich koncentracich
a choviini
jen mdlo.
\ tropostcai.ti
zn.tnto
Zdrojem lluoru. fluoridLias tluoro'odiku jsou nikteri pr[rmlslor.eprocesvjako napi. r,yroba
hliniku, kvsclirry firsfbrednd.,qklaa tak6 spalor6ni tuh.ch palir'. hiar.n€Lndddhouhii. pri
kleremr,1.ttkiipics 80 9i,piftontniho fluoru r.c fonnEfluorovodiku.
lllavnim zdrojemchl,rir 'troposfiie jsou emisc zjeho r'_roben.spalorenplastir(pvc).
bdlicichprocesuatd.
Ze sloutenin brolr.rusc i1o troposltn tlost6r'a crrlendibromid. piidrlranj. do nEkterych
benziriu.
10.4.5 TdZk6kovv
Mezi tdzkekor'1patii 11..je-jichz
rnirrii lurotnosrje vvSSinr-z1500kg nr':. Jedrrisepiihli2n6
o sedesdtkovu z nichz k nelr',znamnijiim patii olo'o. mdd', zinek, rnangan.nikl. rtuf.
kadnium. cin I rrolfram.
10.'1.6Radioaktivni l:itkr
Radioaktir.itaatmosfcn jc zpusobcnaradioaktivnirnipllrl a aerosolv, ktcrd jsou vni
obsaZen1.
Radioaktirniliitkl nrohou\)tvdr'etpiinlo iiisticencbo rnohoublt sorbovdnyna
povrci.ru
inertnichiastic.
RadioaktivniJitkl r atmosleiclnoi'toubjt pir odu piirozcndhoneboumdleho.
Piirozcneradionukhdlsc dostiraji do orzdusizejmcnazhornin. rodnich zdrojirnebopii
zpracolini pifrodnich latck. \'znikaji take zc vzdLLin,chatomt bonrbardor'1ir.rinr
ncutronv
kosrnickdhoz.aieni.7,ri ttornrflnich podnrinclijsou -,e Izduchu r'Sechnl radioaktivnflitki
v atmosfiie v iirorndrilinlstavu.jejich obsahjc viak zanedbatelni..
\'e r'1liich koncentracich
sc ve sromani sjinjmi pr"kr Y atmosfiievr skrtuje radon.jchoZ zdrojemjsou emisezc
spaloviinikamennihouhli. PiibliZnd70 a2 fi0 9irratlonuohsaienehor uhli se po.jchospdleni
dostiila do atnlosfin. Radioaktivniuhlik a tritium sc neustdlettoii z atomn dusikua rirdiku
prrichodemkosmickehoziicni atrlosf6rou. l-lran, radiunr a draslik {'K se dostavajfdo
ovzdusi r'6tr6nim a rozruior'lnirn zemskich hornin a procesenrrozkladu organick,ch
slouienin.
l,rnr€ldradionuklidr pronilia.jido atmoslen rc formE radioaktir.nichaerosoltpo explozich
jademych ndloli. pr'; cinnosti jadernich reaktorU.ze zfr,odu na zpracovdni tuh!ch
a
kapalnychmaterrdl[r,
laboratoiiatd.
Pokusndr', buchl' jadenrj'cLrnalozi jsou piimvm i nepiirn,m zdrojem stovek radioizotopri
desitekpnkir. Pii lripeni :rili neutron)se ptimrimdnoii asi 60 radionuklidi a tentopoiet se
postupn,mi picmdnani ' prLibdhu kriitkeho dasoycho intervalu z'*,suie na cia 1g0
radiui/(,1(,lil
i5 prr ku.
Radioaktivniaerosolr'.noifci se po kaZdi jaderni explozi. se usadi diive di pozddii na
zenrsklipovrcli. Picdpoklnid:ise. 2e se troposterickyspad usadi pribliznd tii mesice po
explozi.Rozhodujfcinrfaktorcntpro nchlost usazor,6nf
je velikostddstic.
t27
Hrubda tEZk6ddsticesedimentuji
dostateand
rychlea tvoii tzv. mistnispad.t.zejej pozorovat
do vzdiilenosti
aZndkolikasetkm od eoicentra
vvbuchu.
Mal6 ddsticese poh,vbujikolem zemEkoulepiibliZn6v zem6pisndSiice,ve kterd k vybuchu
doSlo.Mohou obEhnoutzemEkoulii nEkolikr6tpo sobd pii demZse postupn6ukl6daji na
zemi.Asi polovinase usadibdhemtii tidnfi. urditdddstjichproniknedo stratosfdry,
zbltek se
usadiasi do tif m6sict. Troposfericklispadje smEsiradionuklidtz nichZvdtlinu tvoii izotopy
r06Ru
s pomernekritkfm polocasemrozpadujako teS. (54 d). ntzr 165d;. r0rRu145<.1;.
11.02
r
r
"
B
a
r.1.
d ; . l i r t e 1 3 8 5, 7 .
112.8
Do lidskdho organismuse radioaktivni izolopy z troposl'erickdho
spadu dost6r'ajiinhalaci
(vdechov:inim)
a ingesci(pii.jimrinimpotra\')).
10.4.7Uhlovodiky
Uhlovodiky jsou nejrozSiienrij
5i skupinou organick.ch liitek ve zneiiStdnd troposfdie.
Vystupujf jak pllnnd tiizi tak sorbovanel
na tuli, ch aerosolorychdiisticfch.
V plynnd fzizi se vvskltujf lehke n-parafin! spodtem uhliki Cr
Crr a takd jejich ruznd
rozv6tvend izomery.. \,'ncnSich mnoZstvich .jsou zastoupeny v atn.rosf6ieuhlovodik)
pentenva take acetvlen.Piitomnl'jsou takd
nenasyceni- ethylen.propylen.izor.nerni
buten.v.
jak
uhlovodiky clklickd
naslcer.rdtak nenasvcend.Patii sem zejmina c1'klopentan.
cyklohexan.z nenasl'cen!,ch
c1'klopenten
a iadauhlovodikfrterpcnick_
ch.
Pravidelni sc mohou ve znetiitEnem ovzduii mdst \')'skltovat aromaticke uhlovodikl'
pieder'Simtoluen. benzen a jeho alkllderir'ht1 a7 po izobutl'lbenzen.V pl1'nndfdzr se
v-vskytujii latkl ze skupinl polloklickjch aromatick,ch uhlovodikri naftalen.antracen.
I'enantren.
fluoren.bifenl,la iristcdnt i uhlovodik.vse dtlimi aromatickymijadry.iako.jep1'ren
a fluoranthcn.SoudastitLrhdhoaerosolu.jsou
n-parafinla2 do podtuuhlovodikfrCrs, zjiitdna
byla takd piitomnost neider.rtifikolan.
ch nenaslcenlcliuhlovodikrhspodtem uhliktr Crs aZ
C25.K organickyrnlatkdmve zneiiitinem ovzduSiv sorbovan6msta\.una disticichpatii take
polycyklickd aromatickctuhlovodikl (PAl,r) sc dtlimi aZ sedmi benzenor,yrri.jddry
v molekule.
Celosvdtovd
emiseuhlovodikfr(bez PAU) blla odhadnuta
na 1858. 1U6t za rok. Z tohoto
mnoZstvipiedstavujevice neZ86 % methan.dalSfchkoiem 9 % jsou lzitkyze skupinyterpenii.
Tlto uhlovodiky'pochizcji pier,aZniz piirodnichzdrojri.Piispdveklidskd dinnostik cclkcm
emitovandmu
mnoZstvfuhlovodikfise odhaduiena oiibliZnd5 %.
AntropogennizdrojeemitujI pier.'a7n6
uhlovodikl nemethanickd
a netcrpenickd.
Produkujeje
piedeviim doprava(39 %) a spaloviinituhjch paliv a odpadi (28 %). Ddle se do atmosfdry
dostAvajiodpaior'hnimrozpou5tidel(11 %) a pohonnjch hmot (9 %). Prrimyslzpracujici
ropu k tomu piispfvdpiibli2n6 7 9uo.
Na prfimdm6koncentracialkanulbcz mcthlnul {J.21mg.m r se nejvicepodile.jiethan.propan.
n-butan.izobutan.n-pcntana izopentan.
Alkeny se Wskltuji v niZlich koncentracich.prumdmd 0.05 mg.m'r. Tvoii je ethvlen.
propylen,1-butenajeho izomery',
Zdrojemalkinri(acctylen)je doprava.
128
Mezi aromatickymiuhlovodfk-vv prumdmdkoncentraci0,35 mg.m-3se pravideln6rys$tuje
benzen,toluen.ethylbenzena r.Sechny
tii xyleny.
Vdtsinauhlovodfkrimrizev tropos{6iepodldhatchemickfm reakcim,piedevsimoxidaci.
Reaktivitauhlovodik[robecnEk]esiiv iad6:
nenasycen6
uhlovodikl > aromatick6uhlovodiky> nasycend
uhlovodiky.
Nenasycend uhlo'.dikl' mohou reagor,at napi. s atomdmim kyslikem za vzniku
biradikdlovehoprtlduktua nislednetvorbv epoxidua karbon-"-lor,jch
sloudeninv energetick.v
excrtovanemst:rvu. h1o mohou b, t bud' stabilizoviinypieddnirnenergiemolekul6m ticti
litky nebo se irdpi na radikiilove produktl'. pii reakci vysiich olefinri je stabilizace
energeticky'bohatychmeziproduktirsnazii a itdpeni se stava bez\iznamnym. U cthylenu
dochazi naopak pii reakci sklslikem praktickr'.jen k tvorbd radikdlor,lich'
zbytktr cH1 a
H('O.
Ozon reagujcs oleflnv za trortrr bohatdsntEsirirznvchkonednl:.ch
produkti napi. altlehydt,
ketr)nria kvsclin s ni2iirtt poitenr uhliku. nci m6 reagujiciolefin. Drile vznikii oxid uhelnaty,
oxicluhliiit!. r odr a ntnoZstr
i rlalsichreaktivnich
produktu.
volne radikhlv nlohou reagovatjrk s nasvcen,mi tak nenasvccnvmiuhloyodfkr,odtrzenim
vodfktt z molekuly uhiovodiku.[-1nenas)cen,
ch uhlovodikudochaizitak6 k adici radik6lfrna
ndsobnouvazbu. dasttr s n6slednotipoll,meraci molekul. za tvorbv diistic orsanickdho
aerosolu.
Polvclklicki aronrarickcLrhlovodikr'(P.ALI)jsoLrzasroupenv
r. tropgsfdieznedistdnd
emiscmi
produktii ncdokonalehr:hoicni. Kjejich antroposennimzdrojrim parii zejmdnaspaloviini
tuhlch pali.' pii ziskirinf repelnea clekrrick6encrgie.dopravaa ndkieri prtmyslovd
tcchnologie.jako
napi. r'irrrba Zclcza.koksu a zpracoviiniropl a dehtu.K piirodnim zdrojfim
patii sopcani iir.u.rosta yclkd lesni poziirl. Ke zdro.jirms en<logennitiorbou pALJ patii
sl'nl6zav rostlin6cha l-rakteriilniiinnosr. PAt,: jsou dnes v zivotnim prostiedi prakticky
vSudrpiitomne.
N4ezidoposudidentifikovanimi P.,\Lr'c zncdrirdndmor.zduji se ryskytuje 12 sloudenin
prokazatclndkarcinogcnnfch
pi'i testoliini na pokusnichzviiatech.Jednimz nci'jdinn6iSich
a
nejdast6jisledovanvch
karcinogenitz teto skupin)je benzo(alp,r,ren.
Prvni dleny'iadl PAtJ se r'1sk1ruji'troposfdie v pll'nn6 f6zi. se zv6tsu'ici se molekulouse
nach6zistzile\'6tsfproccntoPAtl I sorbor.anenr
stavuna tuhich d6sticich.
PAII neztistd'aji po emisi v oyzdusi ' nezmdnindmstavu. ale podl6haji dasto zmdnam,
niisledkcm ftrtochemickdoxidace a reakci s ostatnfmi chemicklimi sloZkami zneiiStEnd
atmosfery.Ll PAtI'sorbo'andm star,uuriuje tuhy nosid rozhodujicimzprisobem
rychlost
translbrmadnich
reakci. ubltck PAU z tuhlch nosiir-i.zpr-isobeny
jak rozklademsv6ila,tak
reakcemi s plvnnjmi emisemi. mii charakteristickypribdh. zpoaatku je
rychly. ale po
ndkolikahodiniichse dosdhnesravu.kd-vse zb1.'16
mnoZstvfpALl jiz nem6nianebokles6jen
velmi pomalu.charakter nosite ovliviruje dobu. za kterouje tento ustdleny'stav dosaZena
urduje,jak velktije poklesobsahuPAIJ na ddstjcfch.Intenzitaslunednihoz6ieni a teplota3sou
dal5imifakton-,ktcrd maji vlir,na rychlostrozkladupAU.
129
sepodilejfnislcdu3icircakcc:
Na transformacich
PAU v atr.nosf6ie
o
Fotooxidaceslunednimziicnim a kvslikemsorbovanimna tuhdmnosidi.
PAl.r+ 02
o
"' ) PALi - h1'drox"vderir'6ty.
chinonr'.laktonv
Reakces ozonem.
loli kyselinl. anh,vdridl'k1'srlin.
PAl.r+ O: + dialdchvd;'.
LarborllaldeirlCl',ciikarb,r:<y
eporid1
o
Reakces kyslikcm.
PAL.I* Ot + endopcroridl'.chinon-r'
.
Reakces volnln,i radikdll'OIL\ CIL .
PAIi - OI{ -+ P:\Ll h1'dror1'derivdtl
PALI + CIlr --+PAll - methllderivitl . PAI-I methoxlderivzitl
.
R e a k c e s S Oa: I I : S O + .
P,\tj + SO. (II:SOr)+ PAIr
.
sulltrnovik1'selinl'
Rcakccs NO: .
PAI-I-r-Or + PAt-l- nitroderivitl
'l
ransformaccpiimo emitor,anlchmateisklch PAtJ na polirnijSi dcrivat,vncbo rr.zkladne
produkty jsou ve)mi dileT-ite z hlcdiska .jejich biologick6 aktivity'. DoneJ;irna se
piedpokliidaio,2e samr, matciskd P.{LI odpovidaji za picvri2nou tlst krrcinorerrti ;
mutagenniaktivitl nristskeho ovzduii. i)nes je viak jasne. Ze doposuil ii.:rlifii'rr\,ilru
nejaktivnciSin.rutagcnni
komponentl.isouderir'ht1PAL.I.obsaTener. rndni i rii ;trl:iruiclt
jicicl.rz r'!lirko',ich "pl'.:,.r
pochizc'
lrakcichziskanlchdEleninicxtrakt[rhlarni z c'iislic
10.4.8 Ostatni orglnicli6 litkv
ovzduii ri:i ..lr.u iadu
VedlejiZ ut,eden_
ch organickjchslouteninobsahujeznediStend
pfir'odu.ZdoposLLJ
i.l:::.::r.',\anich
dal3fchorganicklchl6tekpiirodnihoi antropogenniho
jako
napi.k1'sclinu
mravcniiit L)it!',.,.. j:,,nr:'ilickd
slouieninseiedndo alilatickdklselinl
ftalovou.izoftalnvoua daLir. :::.::,'i'klickd
k1'sclinynapi. kl sclir.ru
bcnzoovou.k1'selina
slouieninl.ester) k)'selin)l'talovi.ienoll. karbonllovdsloudeninl.sI',.raj:r::r'.^..rirt1icr
slouteninl a dalii.
halogen,organokovor'6
halogen.,.: :-.,: .^c Litk1.
atnrostiie.isor-r
Vclmi poietnouskupinoul6tek ve zneaiStdnd
1..:-:':.. :i;hizeji
je
melabolizu,r
rozpustnd
vtucich
a
Zivc
organisml'
obtf2nd
Jsoudobie
'.
zdrojua.jejichprodukceje v souiasnddobi silnd onl!-z . -:::-: r::::r!r,ri\otl
z antropogennich
chernickyvelmi odolnca r, atmositiepietn [r'aii iadu lct.
ve znetiitdndmovzduii lzc i!'ri,-. : , : i:: :r.,rpjn:
Halogcnoveorganickeliitky. zastoupend
trichi.'::.:: :
.:.,:r.rrethan,
Chlorovanii rozpouStddlajako napi. tctrachlorethylen,
a chlorofonn. I)o ovzduSise dostdvajipii jelicir '. .: -. . - :::\tickim
tetrachlormethan
pouZiviiniv ruznjch pror.'ozech.
slu2b6chatd.
130
(PCB). .lejich ryoba byla v CR zastavena.ztst6vaji r'Saknad6le
Polychlorovandbi{'en1,l1'
zivaLnlm probldnremvzhledemkc svrivelkd st6losti.
Chlorovandpesticid],.Do ovzduif se dostfvajipii jcjich vj'rob6a pii aplikaciv ter6nu.
(fieonr). Nejroziiienijii z tdto skupinl -jsoudichlordifluormethan
CCI:F:
Chlorfluormeihirnr'
jako
\"
r-rplatiiovah
ndpln
spiej'it
a
do chladnidek.
a trichloriluormethanCCI:F. minulosti se
hasicichpiistroji.
Ostatni slouaeninl .iako napi. n.iethl ichkrrid. methvlbromid, nrethl'ljodid. vinylchlorid
a I ,2-dibrommcthan.
11 Literatura
'feubner
Verl..
iiil llauingcnieurc.
Finliihrungin djc Cherrric
L IlcncdixR.: Bauchcmie.
Wiesbadcn2003
1999
chemie.SPN
2. Vacfk.l.:Piehledsticdoikolskd
chcmic.
RUBICC).
Olomouc2000
S.:
Rlchiokurz
3. Dvoiiikovi
r SCHT
l . 1 \ l u c k. \ . . l ) r r llea O . : / l k l r . h el r c r r t ikcc s l u J i un r V S ( l l l . V y d a r a t c l sitV
Praha1998
CERM Brno.
5. RovnanikovdP.. \'lalf .T.:Stavebnichenrie.Akademickdnakladatelstvi
1994
i VSCHT Praha.
chemie.Nakladatelstr
6. II6jekB.. IloleikovdE.: Obccnaa anorganickd
t992
chemie.Edir]nfstiediskoaVUT, Prahal99l
7. Du1'ekI\{., Hoch K.: Prfun-vslov6
8. Kotlik B.. RirZidkoviK.: (lhemieII v kostce.FRAGI\4ENT.I IavlidkrivBrod 1997
PROTONBrno, 1998
9. MaredekA., HonzaJ.: Sbirkapiikladuz chernie.
10.EmmonsP.FI..EmnronsB.\\/.. Drochllka R.. Jei6bekZ.: Sanacea irdrZbabetonu
r.'ilustracich.CERlvl.Brno 1999
prosticdi.Edienistiedisko\/SClIT,
I L PalatjJ..Pick P..Kurai N,I.:Zakladl'ochranl
Praha1993
12.Kuiera N,{.:\rznik nrakromoickulI. NakladatelstviVI ITILIN{.Rrno 1003
. SNTI. Prahal99i)
13.Pittcr P.: lll drocher.r.rie
tabulkl. SN'l-l-Praha1987
14.PitterP. a kol.: H,r'drochemickc
JohnWilel'& Sons.lnc. N*"'York
J..1.:
Aquaticchenristrr.
15.Stumm\\':..N{orgar.r
1995
fiir Ingenieure.
OldenbourgVerl., Nltinchen1993
16.FrimmelF.II. et al.: \\,'asserchemic
17.Baird C.: EnviromnentaiChemistrl. \\''.1i.Freemanand Companl'.Nerv York. NY
10010.2000
18. GrtinrvaldA. : I Il drochenric.\'r.ler rt.'lstri a'\'t-T. Prtrha199-1
19.GriinrvaldA.: Voda a ovzduii 20. V) davatclst\i.ClVUT. Praha.1999
20. Griin*ald A.: Zdravotni inZenjrskestavbl '10.{ ipravavodr'.\'vdavatclstviCVUI',
Praha2002
lil
ProL Ing. Alcxander (;runu.rld. CSc.
CHEMIE
Vlclalo Ceski vysi)k! uacni tcchnicki V I'r rzc
Vvdav tclslri a'VLlT. ThIkurov l. I (r0I I Prahr 6.
v i e r l e n c i 2 0 0 5j a k o s v o u 1 0 6 1 9p. u b l i k r c i .
V v t i s k l oV v d u r i t e l s t v i C ' V Ul ' r i r o h r .
Z i k o v r . 1 . l f i 6 3 6 P r r r h r6 .
l3 I stranr, 22 obriizkr'.
L l l . 3 lA . \ . 1 1 . 1 .V1 , \ .
V r c l r i n i p n n i . N i i k l r d 5 ( ) 0 \ i t i s k L 'R
r .o z s r L h
I 5 B N 8 0 ,0 1 032
Ka lll.
ilil
00
3 211