Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Айлер Р. -> "Химия кремнезема ч.2" -> 40

Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.

Айлер Р. Химия кремнезема ч.2. Под редакцией д-ра техн. наук проф. В.П.Прянишникова — М.: Мир, 1982. — 712 c.
Скачать (прямая ссылка): ailer2.djvu
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 310 >> Следующая

Депассе и Уорлус [253] сообщили, что при рН 7,5 ионы тетраметиламмония оказываются сильными коагулирующими агентами по сравнению с ионами гуанидина, аммония и натрия. Соответствующие значения точек к. к. к. оказались равными для этих ионов примерно 0,01, 0,32, 1,0 и 2,2 М. Ион (СНзЬН+ адсорбируется сильно и поэтому вызывает процесс коагуляции уже при малых концентрациях, но свободное основание может при рН 9—10 воздействовать как стабилизирующий агент, поскольку монослой адсорбированных катионов обеспечивает появление «стерической» стабилизации [205]. Тот факт, что ион натрия может быть координированным с должным образом расположенными в пространстве атомами кислорода в дикето-нах, тогда как большие по размеру ионы не могут координировать подобным образом, отмечал в своей работе Гарнер [254]. Он высказал предположение, что наблюдаемое между ионами натрия и калия различие в способности адсорбироваться на поверхности кремнезема могло быть обусловлено присутствием поверхностных углублений, в которые способны проникать ионы натрия, но не калия.
Айлер измерил коагуляцию коммерческих стабилизированных щелочью золей кремнезема, имевших различные по размеру частицы, при действии на них ионов Ыа+. Частицы кремнезема были непористыми. За развитием процесса агрегации наблюдали следующим образом. Исследуемые образцы центрифугировали при скоростях вращения, достаточных только, чтобы вызвать отделение дискретных частиц размером примерно 1 мм. Затем измеряли количество кремнезема в агрегированной форме, седиментированного из слоя золя толщиной 7,5 см. Полученные данные находились в соответствии с вели-
Коллоидный кремнезем — концентрированные золи
515
чиной, выраженной процентом светопропускания при длине волны 400 нм и определенных условиях опыта. Частицы размером 8, 15 и 25 нм в 0,24 и 0,30 н. растворах Ка2504 при концентрации 12 % ЗЮ2 агрегировали соответственно при 25, 40 и 55°С. Значение рН составляло ~9. Температурный коэффициент флокуляции оказался гораздо более низким в интервале 25—40°С по сравнению с интервалом 40—55°С. Соответствующие подсчитанные значения энергий активации составляли 4,7 и 10,6 ккал/моль. Во всех изученных случаях частицы меньшего размера проявляли повышенную чувствительность к изменениям в концентрации электролита и к температурным изменениям, чем большие. При равных концентрациях кремнезема и температуре 55°С скорость агрегации была прямо пропорциональна величине площади поверхности в единице объема золя и, следовательно, обратно пропорциональна диаметру частиц.
В общем случае золи с обычными размерами частиц (5— 25 нм) не могут подвергаться какой-либо обработке без того, чтобы не вызвать ту или иную степень агрегации, если только концентрация соли натрия не превосходит некоторого определенного уровня. По этой причине концентрация кремнезема, необходимая для получения дискретных частиц путем нейтрализации раствора силиката натрия с отношением 5Ю2: Ыа20 3,25 в горячем состоянии до значения рН 9, не может быть более чем 1—2%. Айлер [101] дает эмпирическую формулу, связывающую максимальное значение нормальности ионов натрия ./V с концентрацией кремнезема С, выраженной числом граммов 5Ю2 в 100 мл,, и с температурой Т (в градусах Цельсия), по которой можно вычислять необходимую для практических процессов нормальность, когда агрегация частиц не происходит по крайней мере в течение нескольких часов: N = 0,26 - 0,005С - 0,0012 (Г — 40)
Коагуляция под действием двухзарядных катионов металлов
Характерной особенностью двухзарядного катиона является то, что при его адсорбции на поверхности аморфного кремнезема, по крайней мере на первом этапе, происходит нейтрализация лишь одного отрицательного заряда, т. е. освобождается только один ион водорода.
При рН ~9 двухзарядный ион адсорбируется и проявляет себя подобно положительно заряженному центру на поверхности. Конечно, коагуляция происходит задолго до того, как поверхность кремнезема полностью насыщается двухзарядными ионами, поскольку они могут действовать подобно мостикам благодаря реакции с двумя частицами кремнезема в точках их 7*
516
Глава 4
контакта. Например, Тедрос и Ликлема [255] изучили адсорбцию ионов кальция при различных значениях рН и показали, что в области рН 8—9 на поверхности кремнезема на каждый адсорбированный ион Са2+ приходился только 1 ± 0,05 ионов ОН-. Ионы кальция, по-видимому, не образуют полимерных катионных разновидностей в отличие от трехзарядных ионов металлов, таких, например, как А13+.
Айлер [169] проверял подобное поведение ионов кальция при исследовании флокуляции частиц кремнезема различных размеров. Хили, Джеймс и Купер [256а] сообщили о похожем поведении двухзарядных ионов кобальта. Они обнаружили, что заряд на частицах кварца становился обратным по знаку в присутствии Ю-4 М ионов Со2+ при рН 7.
Были и другие исследования, в которых рассматривалась коагуляция под действием двухзарядных катионов, но вне зависимости от размеров частиц. Так, Мак-Фейдин и Матиевич [2566] нашли, что при рН 5,2 коллоидные частицы кремнезема могут коагулировать при введении всего лишь Ю-3 моль/л сульфата меди(П), но при немного более высоком значении рН содержащий кристаллизационную воду гидроксид меди и коллоидный кремнезем будут осаждаться совместно. Это подтверждает, что многоосновные катионы металлов будут вызывать коагуляцию и осаждение коллоидного кремнезема при рН, только немного меньшем, чем то, при котором происходит осаждение водного оксида или гидроксида металла. Если значение рН оказывается выше подобной критической точки, зависящей от характера самого иона металла, то коллоидный кремнезем будет коагулировать наряду с гидроксидом металла.
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 310 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed