56 Глава 1 Распространение, растворение и осаждение кремнезема

Предполагается, что адсорбционное равновесие устанавли- где с, — концентрация кремневой кислоты в растворе в состоявается относительно быстро по сравнению с другими рассмат- нии равновесной растворимости для двухфазной системы, т. е. риваемыми этапами. Таким образом, уравнение (1) может быть растворимого кремнезема в растворе и твердого аморфного включено в уравнение (2): кремнезема. Эта концентрация определяется как с,=К/6К', пн и А Фаза твердого аморфного кремнезема, по-видимому, могла по й А (3) появиться в растворе в виде коллоидных частиц или же как

осажденный слой аморфного кремнезема в некоторых областях Процесс конденсации на поверхности затрагивает лишь адповерхности кристаллического о ц .

исталлического образца. Штобер использовал сорбированные молекулы Si(OH)4.

о экспериментальное значение в ли

е)

4 1'; (110 мкг SIO~ в 1 мл). На основании известной величины по- (4) верхностной концентрации, равной 10 микромоль Si(OH)4 на 1 м~, или б молекулам Si (OH) 4 на 1 нм~, подсчитано [145], что ис количество сконденсированных молекул кремневои кис, б00 Н ~ Э р ментальные

лоты в расчете на единицу поверхности кремнезема; ~' — константа кинетического уравнения для процесса конден- -' даннь'е 6bl~H полУчень' пРи Р Р b n H 25оС

4 н

б " п ве хности к исталлического образца кремнезема А' — энергия активации процесса конденсации.

10 м~. Используя в своих экспериментах частицы различных Так как принимается, что температура остается постоянной

Штобе на ую константу скорости и величины k, k, А и А также не изменяются, то можно ввести е l размеров, Штобер на

Штобе нашел относительную констант новые константы: растворения, отнесенную к единице поверхности.

л - и аз-

Для кварца тот же автор использовал б групп частиц р личных размеров в интервале 0,007 — 1,3 мкм с удельными поверхностями от 33,б до 1,7 м~/г соответственно. Из концентра1~омбинирование уравнений позволяет записать ционной кривои растворимости кремнезема к к . ц

к емнезема как .,нкции в edn dna с1п п бы и определены константы для приведенного выше урав-

мени л ~/~ с[~ + dt == 1+ б (К — К ЬС) нения:

b = 0,7 мл/мкг где и — концентрация адсорбированных молекул мономера к моменту времени 1. ! У(=1,7 сут Концентрация кремневой кислоты с может быть выражена

ого кремнезема изменя-

через объем растворителя V и общую поверхность твердого Конечные концентрации растворимого кремнез м образца кремнезема F. со значением 0,0011 % для растворимости кварца

1

Для кварцевого стекла b = 0,7 мл/мкг (как и для кварца), — Р,(1+, + но значение константы гидролиза К оказалось много большим., о

чем для кварца, что указывает на гораздо большую скорость ""' " — """"" "н '"Р - MoHoMePa Si(OH)4 в растворе. ' , гидролиза кварцевого екла по сравнению ц

п с авнению с ква, цем. Дифференцирование уравнения дает возможность установить Допуская, что во всех случаях 6=0,7 мл,, р

чаях 6=07 мл/мкг, были опредевзаимосвязь между временными изменениями величин концен- лены следующие значения К и К для разли д ф траций, происходящими соответственно на поверхности твер-

кремнезема: дого кремнезема и в объеме раствора: 1:

К', суг-'

(гиаролиз) (конденсания) dn изб ~ dc dt l F + (1+бе)2 J dt ~ Кварц 0,2 Кварцевое стекло 90 Замена величины Йп/Йг' и последующее интегрирование дают

Кристобалит 4,0 се 61п (1+ бс) Vbc bnpF+ V (1' — бее)~ с Стишовит 20 е

Iп 1 —— 2,4 К 1+ бсе npF npF (1+ бее) се

Коэсит 0,4

(.