Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Керамика и фарфор. Керамика получается спеканием тонко измельченного материала при высокой температуре. Для получения керамики применяют кварц ЭЮ2, корунд А1203, циркон 2т02 и другие материалы. Лучшая керамика получается в том случае, если частички БЮг,, А1203 и 2г02 имеют сферическую форму — их оплавляют в плазменной струе. Для уничтожения пористости изделий из керамики применяют глазури — вещества, 'образующие с основным материалом керамики легкоплавкое стекло, закрывающее поверхностные поры. Фарфор готовится из каолинита с добавками 5Ю2, но температура обжига такова, что частички сплавляются друг с другом. В тонких слоях фарфор полупрозрачен. Применение керамики и фарфоровых изделий в промышленности растет с каждым годом, так как они термоустойчивы и допускают эксплуатацию при высоких температурах, обладают достаточной прочностью.
Цементы, шлаки, огнеупоры. Наиболее массовое применение алюмосиликатные системы нашли в металлургии (шлаки, огнеупо
420
ры) и в строительстве (цемент, бетон, железобетон). Из отходов металлургического производства — шлаков — получают цемент добавлением к ним основных оксидов (СаО). Обычно цемент получают спеканием глины тонкого помола с известняком, который при этом теряет С02 и взаимодействует с алюмосиликатной основой глины. Полученный спек-клинкер размалывают в тонкий порошок, способный затвердевать с водой, — цемент. Состав портландцемента следующий, %(мас): СаО 62—65; А^О 1,5; БЮ2 20—22; А1203 7; остальное примеси: Ре203; щелочи; Б03; потери при прокаливании.
Портландцемент замешивают с водой и песком в определенных пропорциях, а если добавляют щебень или гравий, то после затвердевания получается бетон или железобетон при наличии металлической арматуры. Затвердевание цемента или бетона происходит медленно в результате сложных физико-химических процессов. Меняя соотношение компонентов, можно получать изделия различной прочности. Цементы разделяются по маркам в соответствии с прочностью, которую проявляют образцы после 28 суток с момен-' та замеса. Портландцемент марки 200 дает временное сопротивление на сжатие 16 кГс/см2, марки 500 — 27 кГс/см2, а высшая марка 600 дает прочность • 32 кГ.с/См2. Из этой марки цемента делают ответственные изделия и конструкции.
Химические свойства //-металлов 1УА-группы. В соединениях олово и свинец сходны по свойствам с кремнием и германием., но металлический характер у олова и свинца сказывается сильнее и более характерными оказываются соединения, соответствующие степени окисления +2.
Гидриды р-металлов 1УА-группы образуются или непосредственно (летучесть Бп и РЬ в жидком состоянии в токе водорода), или косвенным путем:
ЗпС12 + 2п-*2пС12 +• Бп Свежеосаждеиное олово реагирует с атомарным водородом:
' 4НС1 + 22п->22пС12 + 4Н; 4Н + 5п-*5пН4
БпН4 окрашивает пламя водорода в голубой цвет. Гидриды олова и свинца очень непрочны (ядовиты!).
По растворимости водорода в этих металлах твердых данных нет, но, вероятно, они растворяют водород, особенно находясь в жидком состоянии.
Г а л и д ы р-металлов 1УА-группы высшей степени окисления характерны только для олова (БпР4, БпС14), а для свинца устойчиво только соединение РЬР4. Эти соединения построены за счет ковалентно-полярных связей и их структура подобна метану. По физическим свойствам они довольно сильно различаются: так, БпР4 — кристаллы с т.пл. 473К и температурой возгонки 978К, а БпС14 — жидкость, ее т.пл. 240К и т.кип. 386К. На воздухе она дымит, подвергаясь гидролизу парами воды. РЬР4 — кристаллы, а РЬС14 — жидкость., Тетрахлорид Бп гидролизуется с образованием метаоловянной кислоты:
421
5пС14 + ЗН20-^Н28п03| + 4НС1
Метаоловянная кислота быстро теряет воду.
Тетрахлориды образуют комплексные ионы (/( = 6). БпСЦ обладает окислительными свойствами и переходит в дихлорид 5пС12.
Дихлориды БпС12 и РЬС12 — соли с доминирующими ионными связями. РЬС12 плохо растворим в воде (при нагревании). Иодид свинца РЫ2 желтого цвета, очень трудно растворим в воде при обычных условиях, но при нагревании его растворимость растет. При охлаждении раствора выпадают золотистые блестки РЫ2Х.
Оксиды р-металлов 1УА-группы соответствуют двум степеням окисления: +4 и +2. Диоксид 5п02 является кислотообразующим оксидом оловянной кислоты (орто- и мета-) и обладает кислотными свойствами:
Бп02 + 2№ОН^№28п03 + Н,,0
станнит натрия
Диоксид РЬ02 — соединение непрочное, обладающее сильными окислительными свойствами (переходит в оксид РЬО). Так, например, в азотнокислой среде окисляет Мп2+ в МпОт":
2МпБ04 + 5РЬ02 + 6НгЮ3-*2НМп04 + ЗРЬ(Ы03)2 + 2РЬБ04 \ + 2НаО
Кислотные свойства РЬ02.сохраняет, образуя с низшим оксидом РЬО соли по типу орто- и мета-кислот:
2РЬО + РЬ02->-РЬ2(РЬ04)->РЬ304 (сурик)
РЬО +РЬ02-^РЬ(РЬ03)-^РЬ203
Сурик РЬ304 сохраняет окислительные свойства, и окраска металла суриком на олифе пассивирует металл и хорошо предохраняет его от коррозии (окраска подводной части судов, сборка трубопроводов и т. д.).
Монооксиды БпО и РЬО амфотерны:
РЬО + 2ЫаОН -у Н20 + Ыа2РЬ02
ил ю мбит натрия
