Очистка поверхности
Ван Лир [114] при изучении растворения частиц молотого кварца размером 3—15 мкм обнаружил, что более растворимый нарушенный поверхностный слой толщиной 0,3 мкм мог быть удален при перемешивании 10 г порошка в 50 мл 9—15 %-ного раствора HF в течение 5 мин. При этом растворялось 25 % кремнезема. Оставшийся порошок затем промывали 0,1 ц. раствором NaOH и чистой водой для удаления фторида и щелочи, окончательно высушивали и хранили в эксикаторе. При суспен - дировании этого порошка в 0,1 н. NaOH при 26°С скорость растворения кремнезема оставалась постоянной и намного ниже, чем для необработанного порошка. Гендерсон, Сайерс и Джексон [127] продолжили изучение влияния обработки кварца кислотой HF. По данным Ван Лира, очищенный кварц в воде при соответствующем установившемся давлении имеет вполне определенную растворимость, выражаемую уравнением
Lg с = 0,151 - 1162Г-!
Где с — молярная концентрация Si(OH)4, Т — абсолютная температура. Подсчитанная по этому уравнению растворимость представлена в виде линии А на рис. 1.4. При 25°С растворимость равна 11 частям на миллион (или 0,0011 %). Отсюда следует, что стандартная теплота растворения равна + 5,32 ккал/моль, свободная энтальпия растворения составляет + 5,11 ккал/моль, а изменение энтропии равно нулю.
Мори, Фурнье и Рове [128] получили несколько более низкие значения по сравнению с данными Ван Лира. Они нашли в одном из опытов, что если порошок кварца ссыпался в воду при 25°С, то после выдерживания водного раствора в течение года концентрация кремнезема повышалась до 0,008 %, т. е. этот раствор оказался сильно пересыщенным. Но затем концентрация падала до значения, равного 0,0006 %, или до истинной растворимости. Неизвестно, почему уже имеющаяся поверхность кварца не могла захватывать кремнезем из раствора и для достижения равновесия должны были образовываться новые зародыши.
|
|
|
400 300 200 |
|
100 50 25 О |
|
Рис. 1.4. Растворимость различных форм кремнезема в воде и солевых растворах в интервале температур 0—500 °С при установившихся давлениях, если последние не указаны отдельно (по данным различных авторов). |
Кварц: Л—уравнение Ван Лира (пунктирная линия) [114]; в — [133); С — при 1000 бар ГШ1; d — растворимость в морской воде [38]; £ — [2446]; f — [128]. Кристобалит: G — [137]. Аморфный кремнезем: Я - [144]; /-[153]; / - в 0,5 М растворе NaC104 [162]; К — [20]; £ — [43]; ЛГ — [167а] (см. также рис. 1.7); # — [165]; О—в 1,0 М растворе NaC!04 [161].
Растворимость кварца исследовал также Сивер [129], который получил результаты, сопоставимые с данными Ван Лира.
