|

1 76 Глава I 77

Распространение, растворение и осаждение кремнезема

номера Si(ОН) а мельчайшую фракцию порошка размер ча- ' """ ' " """"" "' '"Р"" „»«»»~HH нокрем - стиц которой меньше чем 0 1 мкм Та им образом на мен шие

ак " H~ BJIHHHHe на пРо- ~ ', частицы имею гора до бол ш~ю раствори ость благодаря эф- Р я золя в гель. Это подтверждает, что оба явле- ф Т п н I- 55

Р астиц и соединение частиц при контакте,;:- р определяются одними и теми же факторами. Такие факторы ока- крайне важен в случае пористого твердого кремнезема. Чарльз зывают воздействие на скорость растворения и осаждения мо- [170] нашел, что скорость растворения высокопористого кварце- номерного кремнезема. вого стекла может быть объяснена на основании высокой ло-

Ри"~~Рr [1З] констатировал римость является функцией размера частиц, экспериментальных

радиусов HpHBH3Hbl. данных, подтверждающих такую зависимость, не было опубли- В течение миллионов лет происходит превращение в мело-

вых пластах аморфных кремнистых остатков огромных губок что для определенного типа кремнезема растворимость увеличи- в твердые, округлые кремневые валуны. Это яркий пример превалась с уменьшением размера частиц. Кремнезем, содержащий вращения формы кремнезема с высокоразвитой поверхностью различные примеси или имеющий разную степень гидратации, в следующую плотную форму кремнезема с низким значением не может быть использован для сравнения.

проходящего посредством процессов растворени Применительно к растворимости уравнение Оствальда—

и осаждения. Исследование кремниевых валунов с включениями Френдлиха (известное как эффект Томпсона — Гиббса) запи- в виде устричных раковин и белемнитов указывает, что скелет шется следующим образом: губки, когда-то имевшей сильно развитую поверхность, стяги-

S вается в округлый темный валун [171]. Между кремнем и мелом — = — ехр (2Е1'g 'T 'r ') СаСОз имеется пленка толщиной 10 нм, представляющая собой

граничный слой из гидратированного силиката кальция. Вдоль Sr — растворимость частицы с радиусом r. этого слоя и должен транспортироваться растворимый крем- S; — растворимость плоской поверхности или частицы с бес-

незем.

конечным радиусом кривизны; Другим загадочным явлением представляется так называе- Е — поверхностная энергия раздела фаз, эрг/см'; мый «блокированный пирит». Крупинки пирита размером в не- V — молярный объем для аморфного кремнезема, равный

сколько микрон способны перемещаться в толще твердого тон-

27,2 см'; козернистого кварца — шерта, оставляя за собой хвост в виде

R — газовая постоянная, 8 3 10т эрг/моль град; крупнозернистого кварца, что было описано в работах [172] Т — ™пература, градусы Кельвина;

(см. Рис. 1.9). г — радиус. кривизны, см; Возможное объяснение явления заключается в том, что cyd — диаметр частицы, нм. ществует медленный перенос кремнезема из более растворимых о

тонких зерен кварца, расположенных впереди кристалла пиЕ= 104,6 10'r 1g( — ' / при 25'С рита, к растущим кристаллам кварца позади пирита. Пирит по

своей природе гидрофобен и химически не связан с окружаю- Таким образом, щим кремнеземом. Таким образом, возможно, что зерно пирита

проталкивается вперед растущими кристаллами кварца. Обраь; )=285 10 ' =57 зующееся перед зерном пирита давление действует на более тон-

кие кристаллы кварца и способствует повышению их уже и без

Ранее в литературе были указания, что очень малые частицы того высокой растворимости. Кроме того, известно, что в тонкремнезема имеют аномально большую растворимость, но од- козернистом кварце присутствует органическое вещество, и вынако никаких измерений выполнено не было. деление из него газа и возрастание вследствие этого давления

При изучении растворимости тонко молотого кварца Штобер также включаются в рассматриваемый процесс. и Арнольд [122] пришли к заключению, что кремнезем, который

Эффект, связанный с размером частиц, вероятно, также при погружении образца в воду растворяется очень быстро с са- имеет место в явлении, описанном Бауманом [173]. Сконденсимого начала, представляет собой не адсорбированный слой мо- рованный в пламени аморфный порошок кремнезема состоит