Betéfn ·Ie kDuurzaamheidZuuraantasting't Is ZuurDe duurzaamheid van beton is voor de trouwe Bet 0 n jek -lezer eenbekend thema. Ook het onderwerp van deze aflevering: de bestandheidvan beton tegen zuren, past in dit thema. Bij de duurzaamheid speelt desamenstelling van het beton in het algemeen een belangrijke rol. In demeeste gevallen zijn we in staat om door middel van betontechnologi-sche ingrepen beton vrijwel resistent te maken tegen invloeden van bui-tenaf. Denk hierbij aan het verlagen van de watercementfactor of dekeuze voor een bepaalde cementsoort. Hiermee red je het echter nietwanneer er sprake is van aantasting door zUren. Hoewel beton een mate-riaal is dat zich niet zo gemakkelijk gewonnen geeft, zal het beton hetvroeg of laat tegen het zuur moeten afleggen. Hoe dat komt en welke fac-toren daarbij van invloed zijn, leest u in deze aflevering vanB e ton jek.Wat is een zuur?scheikunde definieert een zuur als 'een stofmetofmeer waterstofatomen die door metalen ver-. Bovendien is een zuur pas zuur alsstofinwater is opgelost.Ofiets zuur is, kunnen we eenvoudig proeven.Azijn en citroensap bijvoorbeeld, smaken zuur enwijnazijn smaakt weer zuurder dan tafelazijn. Inwijnazijn is de concentratie van azijnzuur groterdan in tafelazijn. Er bestaan zeer veel oplossingendie zuur smaken. Maar het is te gevaarlijk om aldeze oplossingen te proeven. In plaats van de tongkun je ook een indicator gebruiken om te onderzoe-ken ofen in welke mate een oplossing zuur is.Indicatoren, zoals lakmoes, zijn stoffen die in eenzure oplossing een andere ldeur hebben dan in eenniet-zure oplossing.januari 1998Ook kunnen indicatoren in een erg zure oplossingeen andere ldeur hebben dan in een minder zureoplossing.Niet alle zure oplossingen zijn dus even zuur.De mate van zuur zijn, noemen we de zuurgraad.Om de zuurgraad in een getalswaarde uit te druk-ken, gebruiken we de pH-waarde. Voor een neutraleoplossing is de pH gelijk aan 7. Voor een zure oplos-sing is de pH ldeiner dan 7. Als de pH groter is dan7 noemen we de oplossing basisch. De pH-schaal isniet lineair. Bij zure oplossingen betekent eendaling van de pH-waarde met 1 dat de oplossingtienmaal zo zuur is. Dus een zure oplossing met pH= 1 is tienmaal zo zuur als een oplossing met pH = 2en honderdmaal zo zuur als een oplossing metpH = 3 enzovoort. Omgekeerd is een basische oplos-sing met pH = 13, tienmaal zo basisch als eenoplossing met pH = 12 en 100 maal zo basisch alseen oplossing met pH = 11.neutraal6 I 7 I 8Sterke en zwakke zuren-HBr-HlWaterstofbromideWaterstojJodideBij zuren'onderscheiden we sterke zuren en zwakke zuren.Sterke zuren zijn in oplossing volledig gesplitst in een W- ion en een zuurrest-ion.Bekende sterke zuren zijn bijvoorbeeld:Zoutzuur -HClSalpeterzuur -HN03Zwavelzuur -H;p04-CfirC°OH-CsH;Ps-G00H-C2Hs°-GOOH-H-GOOHZwakke zuren zijn in oplossing slechts gedeeltelijk gesplitst. Verhoging van de concentratie van het zuur zal dan nietautomatisch leiden tot een verlaging van de pH omdat het evenwicht in de oplossing bepaalt hoeveel van het zuur inoplossing gaat. Enkele bekende zwakke zuren zijn:(zacht)Water -Hp BoterzuurKoolzuur -H2C03 CitroenzuurFosforzuur -H3P043 MelkzuurAzijnzuur -CH3-GOOH MierenzuurDaarnaast maken we onderscheid tussen anorganische (minerale) zuren en organische zuren. Anorganische zuren zijnkleine moleculen waaraan geen koolstofatomen zijn gebonden. De sterke zuren zijn anorganisch.Organische zuren daarentegen hebben één ofmeer koolstofatomen gebonden. Het zijn vaak grote moleculen met complexeatoomverbindingen. Organische zuren behoren tot de zwakke zuren.~Ia Zwavelzuur (H§OJ splitst in water in Ir-ionenen het zuurrestion sol-Wat maakt eenoplossing zuur?Zp.re oplossingen geleiden stroom. Dit betekent datzp.re oplossingen vrije ionen moeten bevatten. In"\'\Tater splitst een zuur zich in positieve W-ionen ennegatieve zuurrest-ionen. In afbeelding 1 laten wezien hoe zwavelzuur in oplossing gaat: H2,S04 splitstin H+-ionen en het zuurresti-on pMQOKDe eigenschappen van zure oplossingen wordentoegeschreven aan de aanwezigheid van H+-ionen..De mate van zuur zijn, de zuurgraad ofpH, wordtbepaald door de concentratie aan H+-ionen. Bij-Betoniek januari 19982"voorbeeld: een oplossing van 0,5% HZS04 in watergeeft pH = 1 en een oplossing van 5% HZS04 inwater geeft pH = O. Niet alle zuren zijn even zuur.Wanneer we bijvoorbeeld zoutzuur en azijnzuuI:met elkaar vergelijken (beide zuren kunnen vanéén molecuul één H+-ion afsplitsen) blijkt het gelei-dingsvermogen van zoutzuur veel groter te zijn. Weverldaren dit door aan te nemen dat zoutzuur meerin ionen is gesplitst dan azijnzuur. Zuren die inwater voor 100% gesplitst zijn, heten sterke zuren.Zuren die maar voor een ldein deel in water zijngesplitst, heten zwald