ё, 72 Глава 1 Распространение, растворение и осаждение )сремнезема

73 аморфныи кремнезем находится в равновесии как с нейтраль- ИЗ ЭТИХ даННЫХ ПОЛуЧеНО к)О ' ным мономером, так и с силикат-ионами:

рК . =92+1

($102)г+ 2Н20=-Si (ОН)4+ ($102), 1 $1 (ОН)4+ ОН — $1(ОН).- (или Н$103 ) [Н+] [Н,$10;]

r

Выше рН 10,7 вся твердая фаза аморфного кремнезема рас- . К" 'c [Si (OH)4] творяется, образуя растворимый силикат, поскольку при таких Й )ООО

ао1)' с-- высоких значениях рН концентрация мономера Si(OH)4 значительно понижается вследствие его превращен, я в ионные раз ' 90'С РК=12,42, то новидности. Следовательно, никакая аморфная твердая фаза не [н $ о;]

155' С-

Н $10 может оставаться в равновесном состоянии. 3 4 ]

о Ниже приведены данные Александера, Хестона и Айлера 500

9оо с [158] по растворимости очень - чистого аморфного кремнезема 10221 6. 102 (кремнезем Линде) в воде при различных значениях рН, устанавливаемых с помощью НС1 или NaOH (растворимость изме- Гото [1б7а] измерил дейрена молибдатным методом): ствие, оказываемое величи-

о с

ной рН на растворимость . рН Растворимость аморфного кремнезема ремнезема в интервале тем-

кр 6 — 8 0,0120 ператур 0 — 200'С (рис. 1. ). 9 0,0138 При температурах 22— рН 9,5 0,0180 РаетвОРимОСть быЛа рис. 1.7. Зависимость растворимо ти 10 О, 0310 примерно на 30 % выше, аморфного кремнезема от рН при раз- 10,6 0,0876 чем для ольшинст а р;- большинства дру- личных температурах, (Данные Гото

[167а]) .

гих кремнеземных порошков

Увеличение суммарного содержания «растворимого» кремне- и гелей. Это, несомненно, зема может происходить вследствие достижения следующего является следствием того, что коллоидные частицы имели размер, равновесия (при допущении, что концентрация Si(OH)4 в рас- меньший 50 А, так как их приготовляли при комнатной темпера- творе с увеличением рН не изменяется): туре из силиката натрия методом ионного обмена. Однако при S i (OH) + ОН H S.0- 4 з 14+Н20 температурах 155 и 200'С размер частиц кремнезема в воде, без всякого сомнения, увеличивался, а растворимость оставалась [H2Si04 ] 1,85 ' 10 [$i (ОН)4] [0H;] такой же, какую приводят другие авторы (см. рис. 1.4). Константа химического равновесия, подсчитанная из рассмотренных данных по растворимости, находится в разумном Расчет растворимости и константы диссоииаиии согласии с величиной, которую определили Роллер и Эрвин [23] при изучении ассоциации силикат-ионов в системе СаО — SiO— 2 Ког а константа диссоциации и растворимость неизвестны,

д 1 5 10". 20. При 30 С эти авторы нашли значение константы равное 1 как, рp

например при некоторых необычных значениях рН, из дан-

Таким образом, ясно, что растворимость кремнезема ных по величине рН и суммарному количеству растворимого возрастает при высоких значениях рН вследствие образования кремнезема можно легко подсчитать концентрацию ионов и силикат-иона, помимо имеющегося в растворе мономера $1(ОН) 4. растворимость [114]. Растворимый кремнезем включает в себя

Представленные ниже результаты были получены на осно- обе разновидности — и мономер Si(OH)4 и ионную форму, ковании измерений, выполненных с повышенной точностью. торые определяются по реакции с молибденовой кислотой. В об-

Ван Лир [115] измерил при 90 С суммарное количество крем- щих чертах этот метод можно представить следующим образом: незема, перешедшего при равновесных условиях из кварца Пусть S) — общая концентрация растворимого кремнезема в раствор NaOH в интервале концентраций щелочи 10 — ' М— 10 — 4 М — при р

М, и отметил изменение величины рН. S2 — общая концентрация растворимого кремнезема при рН2,