ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Растворимость гидратированного аморфного кремнезема

Возникает вопрос, будет ли плотная, но высокогидратирован - ная форма кремнезема менее растворима по сравнению с без­водным аморфным кремнеземом. В том случае, когда концен­трируется кремневая кислота с низкой молекулярной массой и небольшим размером частиц (порядка 10—20 А), как только достигается значение рН 2, при котором замедляется дальней­шая полимеризация, образуется очень плотный гидратирован - ный гель с порами меньше 20 А в диаметре. Действие рН на образование подобных гелей детально обсуждалось в ра­боте [165].

Могут быть получены гели с порами настолько малых раз­меров, что в эти поры не будут проникать молекулы азота. Айлер приготовил гели из поликремневой кислоты, полученной гидролизом при 25°С этилсиликата в водно-спиртовой смеси с добавлением НС1 как катализатора с последующим разбав­лением золя до 1 % Si02 при рН 2. По известному значению удельной поверхности, найденному методом титрования (1405 м2/г), был рассчитан размер частиц, составивший 19 А.

Часть такого золя высушивалась в вакууме, в результате чего образовывался стекловидный прозрачный силикагель с удельной поверхностью всего лишь 45 м2/г (определена по адсорбции азота). Другая часть разбавленного золя доводилась до значения рН 6 и подвергалась старению в течение 1 ч при 25°С, затем снова устанавливалось значение рН 2. Размер ча­стиц золя возрастал при этом до 23 А, на что указывала вели­чина удельной поверхности 1215 м2/г. Когда такой золь высу­шивался тем же вакуумным методом, то полученный гель, внешне похожий на предыдущий, имел удельную поверхность, определенную по адсорбции азота, 626 м2/г.

Таким образом, когда частицы кремнезема с размером ме­нее 20 А плотно упаковываются в гель, то поры между части­цами в основном настолько малы, что в них не проникают мо­лекулы азота. Такие тонкопористые гели получаются только из частиц очень небольшого размера, которые быстро собираются вместе задолго до того, как могла бы образоваться очень от­крытая сетка геля.

В момент затвердевания такие гели еще содержат много воды, но из-за - очень малого размера пор давление паров в них много ниже давления жидкой воды с открытой поверхностью. Как отмечалось в предыдущем разделе, такие «гидратирован - ные» кремнеземы в некоторых случаях, по-видимому, обнару­живают ступенчатое изменение содержания воды, как если бы присутствовали определенные гидраты кремнезема.

При высушивании подобных гелей их поры настолько умень­шаются, что даже молекулы азота не могут в них проникнуть, а измеряемая методом БЭТ по адсорбции азота удельная по­верхность становится очень небольшой. Следовательно, не уди­вительно, если скорость растворения такого кремнезема ока­жется также очень низкой. Однако нет причин предполагать, что эта форма кремнезема в состоянии равновесия с раствором будет иметь растворимость значительно меньшую, чем другие формы микроаморфного кремнезема или кварцевого стекла. Фактически вследствие сильной гидратации, т. е. возможности
образования для многих атомов кремния связи с гидроксиль - ньши группами, истинная растворимость этой формы кремне­зема может оказаться даже выше, чем у других форм.

Состав

С другой стороны, Спыхальский [166] сообщил, что раство­римость понижалась с увеличением гидратации. Он дал следую­щие условные значения «растворимостей» гидратированных форм кремнезема на различных стадиях дегидратации, приго­товленных по Тиссену и Корнеру [110, 111] методом гидролиза этилсиликата:

„Растворимость" в воде при 18-22 °С, масс. %

Si02 • 2,5Н20 S1O2• 2,ОНгО S1O2• 1,5Н20

Si02• і, он2о

Sl02 • 0,5Н20

0,0018 0,0044 0,0058 0,0061 0,0120

Однако нет указаний, что автором было получено состояние равновесной растворимости. Тем не менее вполне логично, что «растворимость», измеренная по использованному им методу, была обратно пропорциональна состоянию гидратации.

Возможно, что в микропористых гелях, в порах которых вода при низкой температуре сильно связана водородными связями, растворимость становилась бы заметно большей с повышением температуры, когда водородные связи ослабляются. Оккерсом были измерены [165] скорость растворения и растворимость микропористого (717 м2/г) и макропористого (293 м2/г) кремне­зема в буферном растворе веронал — NaCl—ацетат Na—НС1 при значениях рН 2, 4, 6 и 8 при 60°С. В каждом случае ско­рость растворения микропористого геля была по крайней мере в два раза выше, чем макропористого. После 200 ч выдержива­ния в растворе при рН 4—8 оба геля проявляют одинаковую растворимость, равную примерно 0,020 % и близкую к значе­ниям растворимости для других типов аморфного кремнезема (см. рис. 1.4).

ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Реакционноспособный кремнезем

Высокие значения удельной поверхности и скорости раство­рения аморфного кремнезема позволяют проводить необходимые реакции при значительно более низких температурах, чем это требуется для измельченного в порошок кристаллического крем­незема. Повышенная химическая реакционная …

Гидрофильные покрытия на кремнеземе

Для некоторых применений желательно, чтобы поверхность кремнезема или стекла смачивалась водой. Но в то же время должны отсутствовать различные характерные ионные, гидро­фобные или водородные связи, которые возникают при адсорб­ции органических …

Наиболее ранние биологические формы

Несомненно, что наиболее древними ископаемыми остатками живых организмов являются сине-зеленые водоросли, обнару­женные в виде включений в шерте (микрокристаллическом кремнеземе), открытые Баргхорном и Тайлером [12] и в дальней­шем изученные многими исследователями …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.