Установление равновесной растворимости
Равновесие устанавливается очень медленно, если только аморфный кремнезем не является настолько тонко дисперсным или микропористым, чтобы обеспечить поверхность в сотни или тысячи квадратных метров на один литр воды. Штобер [144] показал, что Si(OH)4 адсорбируется на поверхности аморфного кремнезема, замедляя его растворение, как уже упоминалось для случая кварца. По-видимому, поверхность кварцевого стекла состоит из групп SiOH. В таком случае, если мономер Si (ОН) 4 адсорбируется с образованием водородной связи и затем отчасти конденсируется, на поверхности стекла могут образоваться, по крайней мере на некоторых ее участках, группы = Si(OH)2, называемые вицинальными. В зависимости от состояния поверхности аморфного кремнезема перед его удалением из раствора и высушиванием на единицу поверхности может приходиться различное число гидроксильных групп.
Подобным же образом количество кремнезема, способного переходить в раствор, когда порошок погружается в воду, может зависеть от состояния образца перед его высушиванием.
Однако это не должно влиять на конечную равновесную растворимость кремнезема.
Согласно Бауману [154], в том случае, когда аморфный порошок кремнезема (аэросил) помещается в воду при 25°С, приближение к состоянию равновесия различно при высоких и низких значенияих рН. При рН<7 концентрация растворимого кремнезема повышается в течение нескольких суток и асимптотически приближается к конечному значению растворимости. При рН > 7 концентрация кремнезема быстро возрастает в те - чечение первых суток, образуя пересыщенный раствор, например 0,0155 % при рН 9. Затем в, течение 3—4 сут концентрация падает до значения растворимости, типичной для данной величины рН и типа кремнезема, например до 0,0125 %.
Бауман предположил, что начальная скорость растворения при указанном рН больше скорости осаждения, что вызывает временное пересыщение раствора и образование в растворе избыточного количества кремневой кислоты с низкой молекулярной массой, причем избыточная часть кислоты полимеризуется затем с образованием коллоидных частиц. Это было показано в результате фильтрования порошка кремнезема из пересыщенного раствора. Оказалось, что концентрация мономера Si (ОН) 4 в отфильтрованном растворе медленно понижалась до равновесного значения примерно с той же самой скоростью, как и в присутствии в растворе твердого материала.
Другим возможным объяснением рассматриваемого явления может служить присутствие в порошке аэросила некоторого количества чрезвычайно мелких частиц, размером в несколько ангстрем, которые имеют более высокую растворимость, чем крупные.
