Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Корнеев В.И. -> "Растворимое и жидкое стекло" -> 33

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 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 92 >> Следующая

Выпускаемые промышленностью золи характеризуют по инь* параметрам, чем те, что приняты для растворов жидкого стекла Общее содержание кремнезема определяют стандартными анал» тическими методами. Другой важнейшей характеристикой яв; ляется размер частиц. Так как технология изготовления зол6' позволяет получать золи, достаточно однородные по размерам, ограничиваются обычно определением среднего диаметра части1 или связанной с ним удельной поверхности, принимая плотност' кремнезема в частицах 2,2 г/см3. Размеры частиц можно оценит» по величине поглощения монохроматического света, например пр1' длине волны 400 нм. Для золей с концентрацией кремнезема менр 5% и размером частиц более 20 нм справедливо линейное соот ношение между оптической плотностью \g (1о/1\) и процентные
содержанием кремнезема, причем угол наклона линии зависит от размера частиц (здесь /0 и /1 — соответственно интенсивность падающего и прошедшего через кювету света). Имея такой калибровочный график, можно по оптической плотности и содержанию кремнезема в золе определить размер частиц. Наиболее часто используется для определения поверхности золя метод титрования его щелочью в интервале рН 4,0—9,0, основанный на постоянстве плотности ионного заряда на поверхности частиц разных размеров.
Навеску золя, содержащую точно 1,5 г БЮг, разбавляют очищенной от СОг водой при комнатной температуре и подкисляют соляной кислотой до рНя^З. Затем разбавляют до объема 135 мл, добавляют 30 г кристаллической ЫаС1 и перемешивают. Сразу же после растворения, приливая 0,1 н ЫаОН, доводят рН до 4,0 и титруют со стеклянным электродом, пригодным для высокого содержания натрия, до рН 9,0, сохраняющегося в течение примерно 1 мин. Удельная поверхность {уг/г), приведенная к методу БЭТ, рассчитывается по уравнению [2] : Л = 26,4 (и—и\), где и — объем раствора 0,1 н ЫаОН, см3, необходимый для титрования золя, содержащего 1,500 г 5102, при рН от 4,0 до 9,0; и{ — объем щелочи, пошедшей на титрование в холостом опыте, не содержащем золя.
Существуют разновидности метода определения поверхности золя путем титрования, тогда расчетное уравнение изменяется в каждом случае, а значения коэффициентов корректируются по экспериментальным данным. Возможно, в целях уточнения метода, введение поправок в расчет на растворимый кремнезем [2], т. е. на те формы БЮг, которые не входили в дисперсную фазу. Распределение частиц по размерам находят при необходимости с помощью электронного микроскопа или методом ультрацентрифугирования.
В производстве золей важной характеристикой, определяющей устойчивость системы, является концентрация посторонних электролитов (сверх концентрации, которая обусловлена введением стабилизирующей щелочи). Общую концентрацию электролитов находят по удельной электропроводности х при 25 °С золя, оттитрованного серной кислотой до рН=4,5 и разбавленного до 4% ЭЮг, по формуле N=8,0 (х—4,3 • Ю-5), где N — общая нормальность электролитов в разбавленном золе. По результатам титрования с учетом разбавления вычисляют концентрацию ^а2504 в разбавленном золе, которая получилась за счет нейтрализации стабилизирующей щелочи. Разность между этими величинами дает концентрацию посторонних электролитов в разбавленном золе, которую при желании можно пересчитать на исходный Концентрированный золь.
Золи кремнезема относят к ньютоновским жидкостям. Их вязкость низка по сравнению с растворами щелочных силикатов, зависит от концентрации кремнезема в золе, и эту зависимость °писывают той или иной модификацией теоретического уравнения
79
78
Эйнштейна, которое для однородных сферических частиц имеет вид т|/т|о= 1+2,5ф, где т| и т|0 — соответственно вязкость дисперс. ной системы и дисперсионной среды; ф — объемная доля дисперс. ной фазы.
Анализ этих модификаций в широкой области концентраций привел к обобщенному эмпирическому уравнению:
Л/т|о= 1 +2,5ф+ 10,05ф2+0,00273ехр (16,6ф).
Объемная доля дисперсной фазы должна включать не только объем собственно кремнезема, но и объем прилегающих к нему ионных и гидратных оболочек, вплоть до поверхности скольжения. Для золей с диаметром частиц более 20 нм объемом этих оболочек можно пренебречь; если частицы менее 5 нм, их доля может составлять десятки процентов. При рН около 2, когда поверхность кремнезема не имеет заряда, объем оболочек минимален.
То же самое уравнение Эйнштейна в дифференциальной форме иногда используют для описания образования фазы микрогеля в золе. Если ф — объемная доля фазы геля, то d ln r\ = Kd(f. Интегрирование этого уравнения при начальных условиях ф=0; ц=щ (где т)б — вязкость свободного от гелевой фазы золя при данной концентрации кремнезема) приводит к экспоненциальной зависимости относительной вязкости т)/т)б от объемной доли гелевой фазы.
Химические свойства кремнезема в золе принципиально не отличаются от его свойств в кристаллическом или аморфном состоянии, но характеризуются большей реакционной способностью как из-за большой поверхности реакции, так и в связи с высокой аморфностью кремнезема в дисперсной фазе. Особую группу составляют реакции взаимодействия частиц золя непосредственно между собой или с помощью связующих агентов. Эти различные виды агрегации частиц могут происходить по разным причинам: под влиянием вносимых в систему реагентов, при возрастании концентрации кремнезема в процессе сушки, самопроизвольно при заданных условиях. Другую важную группу составляют реакции, относящиеся к химии поверхности кремнезема. Это различные виды адсорбции веществ, модифицирующие свойства поверхности дисперсной фазы, меняющие по величине или знаку электрический заряд поверхности, делающие ее менее гидрофильной или даже гидрофобной. В эту же группу входят взаимодействия, характеризующие адгезию кремнезема на тех или иных поверхностях. Как реакции, приводящие к агрегации частиц, так и взаимодействия на поверхности определяются в значительной степени величиной плотности заряда частиц, поскольку ван-дер-ваальсовое взаимодействие является если не единственным, то, по крайней мере, первичным по отношению к водородным и химическим связям. Зависимость плотности заряда частиц золя от концентраций постороннего электролита и рН раствора приведена на рис. 38. 80
Предыдущая << 1 .. 27 28 29 30 31 32 < 33 > 34 35 36 37 38 39 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed