ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Определение размеров частиц и удельной поверхности титрованием

На относительно ранней стадии процесса полимеризации имеется возможность получить характеристику полимерного кремнезема или же кремнеземных частиц, выраженную величи­ной удельной поверхности раздела кремнезем—вода. Это выпол­няется измерением адсорбции гидроксил-ионов в области рН 4— '9 (рН-метр фирмы Бекман с электродом типа Е) в почти насы­щенном солевом растворе, что позволяет измерять плотность поверхностного заряда кремнезема вплоть до ее максимальной величины. Этот метод был разработан Сирсом [85] для опре­деления величины удельной поверхности коллоидных частиц и гелей. Было обнаружено, что при быстром титровании можно получать воспроизводимые результаты, но только на золях с раз­мером частиц 3—4 нм при удельной поверхности, приближаю­щейся к 1000 м2/г.

Однако в золях с такими малыми частицами при равновесии в суспензии имеется мономер Si(OH)i в заметной концентрации. Кроме того, для случая щелочных золей при рН 9—10,5, наблю­дается заметное количество кремнезема в ионной форме, кото­рый превращается в мономер перед проведением титрования. Поскольку мономер при рН 9 вступает в реакцию с основанием, то, чтобы получить надежные результаты для величины удель­ной поверхности полимера, необходимо, следовательно, прове­сти коррекцию данных титрования на присутствие растворимого кремнезема. Под «растворимым кремнеземом» в данном случае подразумеваются кремнезем в ионной форме и димер, способ­ные реагировать подобно мономеру со щелочью.

Растворимый кремнезем можно, конечно, удалить либо про­мыванием кремнезема при рН 2 с использованием фильтра или ультрафильтра, либо центрифугированием. Можно также до­вести рН суспензии до 8 и оставить ее стоять в течение несколь­ких часов, пока растворимый кремнезем не полимеризуется до коллоидного состояния.

Однако в случае коллоидных частиц чрезвычайно небольшого размера или в случае разбавленных золей, когда в суспензии имеется заметная доля растворимого кремнезема, количество мономера лучше определять мгновенным подкиелением суспен­зии с последующим применением молибдатного метода. Затем можно выполнить соответствующую коррекцию.