Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Корнеев В.И. -> "Растворимое и жидкое стекло" -> 15

Растворимое и жидкое стекло - Корнеев В.И.

Корнеев В.И., Данилов В.В. Растворимое и жидкое стекло — СПб.: Стройиздат, 1996. — 216 c.
Скачать (прямая ссылка): liquidglas.djvu
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 92 >> Следующая

ми, т. е. равновесными системами. Иными словами, определяет ли однозначно состав раствора все его свойства? На наш взгляд, здесь следует отметить, что чем ниже модуль системы, тем она более динамична при обычных температурах, тем больше абсолютная скорость реакций и быстрее завершаются в ней все возможные процессы,'после чего система переходит в равновесное состояние с определенным комплексом свойств. Наоборот, чем выше модуль системы, тем вероятней в ней проявление медленных и очень медленных стадий. При исследовании высокомодульных систем возникает необходимость говорить о старении растворов, способе их получения, поскольку свойства системы оказываются неоднозначной функцией состава. При этом переход от равновесных систем к неравновесным очень плавный; границы, даже условные, зависят от температурной обработки системы, от ее концентрации, наличия тех или иных примесей. Даже растворимость кремнезема в воде труднодостижима и определена лишь приблизительно при обычных температурах и рН, близких к семи. Неоднознач1 ность свойств высокомодульных систем того или иного состава, с одной стороны, создает сложности при исследовании и описании свойств. С другой стороны, возрастают возможности модифицирования необходимых технологических свойств системы путем изменения способа ее получения, характера последующей или предшествующей обработки, присутствия примесей или добавок в малых количествах. Это неизмеримо увеличивает практические возможности использования высокомодульных систем для технолога-исследователя с точки зрения способов воздействия на систему в нужном направлении. В настоящем разделе мы ограничимся рассмотрением водных систем, которые можно при обычных условиях назвать жидкими растворами. Такие системы примерно соответствуют значениям силикатных модулей ниже 3,5 и концентрациям кремнезема меньше 30—35 масс. %. Однако в некоторых случаях удобно рассматривать то или иное свойство в очень широком диапазоне составов, и тогда такое условное деление неизбежно нарушится, что будет каждый раз оговариваться.
2.4.1. Получение растворов силикатов натрия и калия
Названные растворы приготовляют обычно растворением безводных силикатных стекол необходимых модулей. За рубежом Для приготовления особо чистых растворов силикатов иногда используют растворение разных видов кремнезема в щелочи. Растворы силикатов — товарный продукт, имеющий требуемый силикатный модуль и концентрацию, по возможности высокую.
Инконгруэнтное растворение стекол модулей 2 и выше — процесс сложный, многостадийный, интенсивно исследуемый до настоящего времени. Рассматривая его чисто формально, можно сказать, что кинетика процесса и результат его в технологически приемлемые сроки зависят от температуры, количества взятой
38
39
воды на единицу массы стекла, силикатного модуля стекла, сте ни измельчения растворяемого стекла, а также от введения раз. личных добавок и наличия примесей. Представления о механизм? процесса сводятся к следующему. Высокомодульные стекла имеют анионный каркас, который водой не разрушается, как не разрушается водой кварцевый песок при обычных температурах. Связанные ионной связью катионы щелочного металла могут с поверхности переходить в раствор за счет сольватационногп взаимодействия, а навстречу им диффундируют в фазу стекла молекулы воды. Это означает, что на границе раздела фаз существу, ет узкий реакционный слой, который не является ни стеклом, ни раствором. Часть молекул воды вступает в реакцию гидролиза с анионным каркасом по реакции:
= 81-СГ + Н20^=51—ОН + ОН"
в результате образуются гидроксильные ионы, способные разрушать анионный каркас фазы стекла:
=81—О—81 = + НО-+=5ЮН+=5КГ.
Эта реакция высвобождает мономерные и полимерные анионы, существующие в стекле, выламывает отдельные блоки по дефектам структуры, так или иначе приводит к разрушению стекла и переходу кремнезема в раствор. Гидроксильные ионы обладают высокой подвижностью и не только вступают в реакцию, но также покидают реакционную зону на границе раздела фаз и переходят в раствор. Если концентрация щелочи в растворе низка, то выход гидроксильных ионов из зоны осуществляется быстро, и концентрация гидроксильных ионов в реакционной зоне оказывается малой. Это приводит к появлению на поверхности растворяющегося стекла слоя гидратированного кремнезема, образующегося из не полностью разрушенного кремнеземного каркаса стекла. Другим результатом такого течения процесса является неэквивалентный переход в раствор ионов натрия и анионов кремниевых кислот, т. е. инконгруэнтное растворение. Опытные данные рис. 22 хорошо иллюстрируют зависимость инконгруэнтности растворения от размеров растворяющихся частиц.
Известно, что поведение кремнезема по отношению ко всякого рода агрегации и полимеризации зависит от рН среды. Поэтому вопрос о рН в реакционном слое или отдельных его частях является главным, определяющим процесс растворения. Концентрация кремнезема в реакционном слое всегда велика, и чем выше рН в этой зоне, тем больше кремнезема будет находиться в мономерном или низкополимерном состоянии без склонности к геле-образованию, способным к диффузии в раствор. Так как поток щелочи через реакционный слой в раствор определяется движущей силой — разностью концентраций щелочи по обе стороны слоя, то рН в глубине слоя, прилегающем к стеклу, будет зависеть от концентрации щелочи в растворе. ¦
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed