ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Растворимость кремнезема

Перед тем как детально рассмотреть растворимость микро­аморфного кремнезема — основного фактора в поведении крем­незема как коллоида, приведем краткий обзор растворимости кристаллических фаз БіОг-

Растворимость кварца при обычной температуре

До появления известных исследований Ван Лира, проведен­ных в 60-х годах [114, 115], существовала гипотеза, что кварц мог проявлять неравновесную растворимость в воде при обыч­ной температуре, хотя по опубликованным в 1938 г. данным Гарднера [116], равновесная растворимость кварца составляла 0,0006 %. Данные по, растворимости были неупорядоченными до тех пор, пока не обнаружили, что нестабильность результа­тов вызвана присутствием следовых количеств некоторых ме­таллов и, главное, наличием аморфного или по крайней мере нарушенного слоя на поверхности кристалла, особенно при тем­пературе ниже 150°С. В 1952 г. обнаружено [117], что кремне­земистые пыли имеют постепенно переходящий в твердую сердцевину слой на поверхности частиц. Такой слой хорошо растворим и адсорбирует основные красители [118]. Методом электронной дифракции показано [119], что кварц обладает поверхностным слоем аморфного кремнезема толщиной около 100 А, который удаляется обработкой HF, но затем при нали­чии влаги в окружающей среде образуется повторно. Уоддемс установил [120], что поверхность кварца в воде выделяет «мозаичный» кремнезем, по-видимому, в виде частиц коллоид­ного размера, так как эти частицы рассеивают свет. Это под­тверждено другими авторами [121], которые обнаружили, что в нейтральной или в щелочной водной суспензии кварц обра­зует как растворимый кремнезем, так и коллоидные, кристал­лические по своей природе частицы размером 0,01—0,3 мкм. Кроме того, оказалось [122], что количество выделяемого кремнезема заметно больше, чем соответствует мономолекуляр­ному слою, и что при последующих изменениях, происходящих в водной среде, это количество снижается. В том случае, когда кварц в воде интенсивно измельчался в порошок, поврежденный поверхностный слой мог достигать 35 % при значении удель­ной поверхности 70 м2/г, а растворимость повышалась при тем­пературе 25°С от 0,001 до 0,007 % [123]. Петерсон и Уитли [124] выполнили аналогичные исследования.

Купменс и Рик [125] исследовали нарушенный поверхност­ный слой молотых частиц кварца размером 1,5 мкм методом

4 Заказ № 200 рентгеновской дифрактометрии, измеряя интенсивность пиков в ходе постепенного растворения кварца в разбавленном рас­творе HF. Толщина такого слоя составляла ОД—0,2 мкм. Лид - стрем [126] применил, кроме того, метод ЯМР и показал, что нарушенный слой может иметь толщину вплоть до 2 мкм. Однако при старении в воде, сопровождаемом удалением внеш­ней части слоя, ниже расположенный деформированный слой возвращался в нормальное кристаллическое состояние.