ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Растворимость других кристаллических форм кремнезема

Для измерения растворимости кремнезема в воде Штобер [138] выбрал стандартный буферный солевой раствор (раствор Рингера). Этот раствор содержит 0,9% NaCl, ускоряющего установление равновесия, но не оказывающего влияния на рас­творимость, и 0,1 % NaHCC>3, оказывающего буферное действие при рН 8,4, т. е. в том случае, когда происходит наиболее бы­строе растворение без заметного образования силикат-ионов, которые могли бы возникнуть при более высоких значениях рН.

Штобер сравнивал растворимость различных кристалличе­ских форм кремнезема, используя молотые порошки с частицами разных размеров и обрабатывая их растворами NaOH для уда­ления нарушенного слоя материала с кристаллических поверх­ностей. Процесс растворения, как было показано автором, про­текает очень сложно. Растворимость, как динамическое равно­весие между кремнеземом в растворе и кремнеземом в твердой фазе, очевидно, существует только в случае кристаллического кварца и аморфного кварцевого стекла [139].

Растворение других кристаллических фаз, а именно кристо - балита, коэсита, тридимита и стишовита, с повышением кон­центрации Si (ОН) 4 сопровождается его адсорбцией на указан­ных кристаллических поверхностях, что затормаживает даль­нейшее растворение. Таким образом, конечная концентрация растворимого кремнезема в растворе зависит от относительных скоростей растворения и адсорбции и может достигать гранич­ного значения растворимости аморфного кремнезема.

Стишовит, отличающийся от других форм кремнезема наи­более плотной октаэдрической структурой и более высокой концентрацией групп SiOH на поверхности частиц, ведет себя очень своеобразно. В 0,1 %-ном растворе HF стишовит совер­шенно нерастворим, тогда как коэсит медленно растворяется, а кварц — быстро. Однако в растворе Рингера кварц достигает равновесной растворимости, равной примерно 0,0012 %, в тече­ние нескольких суток, тогда как коэсит растворяется в течение месяца до достижения концентрации кремнезема выше чем 0,0025 %. Стишовит в этом растворе быстро растворяется до тех пор, пока концентрация растворимого кремнезема не до­стигнет 0,0190 %, т. е. того состояния, при котором аморфный кремнезем в растворе становится, по-видимому, зародышем процесса кристаллизации и, следовательно, концентрация крем­незема начинает понижаться [140].

Дальнейшие обширные' исследования в этой области были обобщены Штобером [141], на основании чего была сформули­рована теория растворимости.