Номер 5, страница 416 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 81. Химия в строительстве. Глава 9. Химия на службе обществу - номер 5, страница 416.

Условие.

5. Объясните, почему красочный слой фрески никогда не отстает от штукатурки, а масляная краска, которой покрашена стена, через несколько лет трескается и опадает.

Решение.

Решение 2.

5. Решение

Различие в долговечности красочного слоя фрески и масляной краски объясняется принципиально разными технологиями их нанесения и механизмами сцепления с поверхностью стены.

Технология создания фрески (от итал. affresco — «по-сырому») заключается в нанесении красок, разведённых водой, на свежую, ещё влажную известковую штукатурку. Ключевой процесс, обеспечивающий уникальную прочность фрески, — это карбонизация извести. Влажная штукатурка содержит гашёную известь, или гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$). При высыхании на воздухе она вступает в химическую реакцию с углекислым газом ($CO_2$), содержащимся в атмосфере:

$Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O$

В результате этой реакции гидроксид кальция превращается в карбонат кальция ($CaCO_3$) — очень прочное и химически стабильное вещество, по сути, идентичное природному известняку или мрамору. Пигменты краски, нанесённые на влажную поверхность, оказываются буквально вмурованными в образующуюся кристаллическую структуру карбоната кальция. Таким образом, краска не просто прилипает к поверхности, а становится неотъемлемой частью самой штукатурки. Красочный слой и основание представляют собой единое монолитное целое, что и делает невозможным его отслаивание.

Масляная краска, напротив, наносится на уже полностью сухую и затвердевшую поверхность. Связующим веществом в ней служат растительные масла (например, льняное), которые высыхают в результате сложного химического процесса окисления и полимеризации под действием кислорода воздуха. В итоге на поверхности стены образуется отдельная плёнка, которая удерживается на штукатурке исключительно за счёт сил адгезии (прилипания).

Эта плёнка со временем разрушается по нескольким причинам. Во-первых, материалы стены (штукатурка, кирпич) и плёнка краски имеют разные коэффициенты теплового расширения. Из-за суточных и сезонных колебаний температуры они расширяются и сжимаются по-разному, что создаёт постоянное механическое напряжение на границе их контакта и постепенно ослабляет сцепление. Во-вторых, само связующее вещество краски (полимеризованное масло) со временем стареет под воздействием ультрафиолета и кислорода, теряет эластичность и становится хрупким. В-третьих, в хрупком слое появляются микротрещины, через которые под краску проникает влага. Она ещё сильнее разрушает адгезионную связь со стеной. В совокупности эти факторы приводят к тому, что через несколько лет слой масляной краски растрескивается и опадает.

Ответ: Красочный слой фрески не отслаивается, потому что в процессе высыхания влажной штукатурки пигменты химически встраиваются в её структуру, образуя со стеной единое целое. Масляная краска же создаёт на сухой стене отдельную плёнку, которая держится только за счёт прилипания (адгезии). Со временем эта плёнка стареет, становится хрупкой, а из-за разницы в тепловом расширении со стеной сцепление нарушается, что приводит к растрескиванию и отслаиванию.