ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Растворимость в спиртах Метанол

При 25°С аморфный кремнезем, по существу, нерастворим в метаноле. Айлер приготовил в смесях метанол—вода коллоид­ные растворы с частицами кремнезема размером 90 А при рН 9— 9,5 и наблюдал за приближением к состоянию равновесной рас­творимости в течение двух месяцев. За исходный раствор выби­рался либо ненасыщенный раствор, либо первоначально нагре­тый, а затем охлажденный пересыщенный раствор. Были полу­чены следующие значения равновесных растворимостей:

Очевидно, что растворимость сильно зависит от содержания воды в смеси, и, следовательно, она очень низка в безводном метаноле.

С другой стороны, при 200°С под давлением кремнезем «рас­творяется» в безводном метаноле до более высокой степени, чем в воде, как показали тщательные исследования, выполненные Китахара и Асано [205]. Они сообщили, что растворимость ми­нимальна при составе смеси примерно 80 % метанола и 20 % воды.

Точно так же, как при реакции кремнезема с водой обра­зуется Si (ОН) 4, так и при взаимодействии его с безводным ме­танолом получается продукт:

Si02 + 4CH30H==Si (ОСН3)4

Очевидно, происходит образование сложного эфира, по­скольку кремнезем при тех же условиях не растворяется в аце­тоне. Также было показано, что поверхность силикагеля, являю­щегося исходным кремнеземом, была полностью этерифициро - вана. Однако нет определенного мнения о том, представляет ли собой растворенная разновидность сложный ортоэфир или слож­ные эфиры поликремневых кислот. Полимеризация растворен­ного кремнезема при охлаждении подтверждает тот факт, что в растворенных разновидностях может содержаться некоторое количество силанольных групп, либо образовавшихся от следов воды в системе, либо оставшихся на поверхности исходного геля, хотя последний был дегидратирован при высокой температуре.

Китахара и Асано обнаружили, что при 500°С в метаноле растворялось до 1,9 г Si02 на 1 л спирта, причем наивысшая растворимость наблюдалась в том случае, когда гель был вна­чале дегидратирован до максимальной степени при 500—700°С. Нагревание гелей до еще более высоких температур вызывало, без сомнения, процесс спекания с уменьшением поверхности, чем и объяснялась более низкая растворимость таких образцов.

Максимальная степень этерификации поверхности получен­ного силикагеля составила 5,0 метоксильных групп на 1 нм2. Это означает, что поверхность образца покрывалась плотно упако­ванным монослоем метальных групп, что придало ей гидрофоб­ный характер.