Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Корнеев В.И. -> "Растворимое и жидкое стекло" -> 50

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 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 92 >> Следующая

О
о
Са или ОС
О О
Са.
116
Комплексоны, как известно, используются в аналитической хнмии для количественного определения различных поливалентных металлов за счет связывания их в прочные, но, обычно, растворимые хелатные формы, за счет чего подчас осуществляется переход в раствор даже весьма мало растворимых соединений этих металлов. В кинетике процессов, где образуются или разрушаются силикаты кальция, возможность реализации хелатов, включающих ион кальция, может играть заметную роль. Способ- -ность силикатного тетраэдра образовывать хелаты с кальцием или другими поливалентными металлами в литературе не отмечается.
Различные содержащие кальций соединения с невысокой растворимостью часто используются для отверждения жидкого стекла. Кроме того, жидкое стекло употребляется как добавка в вяжущие системы. Поэтому анализ взаимодействия жидкого стекла с кальцийсодержащими твердыми фазами представляет интерес, особенно с такими как ЗСаО-5Ю2(Сз5) и 2СаО-5Ю2(С25),— одними из основных составляющих многих цементов. Механизм реакций, возникающий в системе СзЭ — вода, полностью не известен, но многочисленные работы по гидратации цемента и отдельных его компонентов с водой позволяют создать следующую картину. В кристаллической решетке ЗСаО-5Ю2 существуют следующие виды химических связей: =Э1—О—Са— и —Са—О—Са—. Если первые довольно устойчивы по отношению к воде, то вторые быстро взаимодействуют с протоном воды по реакции
—Са—О—Са--(-НгО->—Са+ +Н—О—Са--ЬОН .
Это позволяет перейти в раствор из нескольких поверхностных слоев твердой фазы части окиси кальция, слабо связанной с основным каркасом кристаллической решетки (рис. 45).
В результате на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой и начинается индукционный период. Измерение дзета-потенциала показывает, что твердая фаза заряжена положительно по отношению к раствору [61]. Этот положительный заряд образуют ионы кальция, жестко связанные с кристаллической решеткой системой связей Э1—О—Са+, поскольку известно, что с одним силикатным тетраэдром ЭЮ*- ион кальция связан только одной связью, не образуя хелатов. Со стороны раствора плотную часть двойного электрического слоя образуют гидроксильные ионы, часть из которых связана с ионами Кальция специфически, т. е. химической связью, а не только электростатически. Известно, что в растворе гидроокиси кальция значительная часть кальция находится в форме Са(ОН)+ и даже молекул Са(ОН)2. Далее в глубь раствора ионы ОН~ образуют Диффузную часть двойного электрического слоя, создающую по-Тенциал течения, или дзета-потенциал. Со стороны твердой фазы к раствору примыкает тонкая, порядка четырех слоев кристалли-
117
Рис. 45. Строение границы раздела фаз при гидратации ЗСаО-ЗЮг -зависимость избыточной концентрации ОН- по толщине диффузионного слоя; 2-несколько атомных слоев полуразрушенной кристаллической решетки ЗСаО-БЮг
Рис. 46. Изменение степени гидратации а (2) и скорости гидратации
(1)
от времени /, //, ///, IV — стадии гидратации
ипа
Са, тль/л
1,5 1,0 -0,5

/ 42 \
/ / [л » \ \ i
н \ •
i i i
т ]
I
Рис. 47. Изменение концентрации Са в жидкой фазе и пластической
ПРОЧНОСТИ (Рт) В прОЦвССв
твердения смеси: жидкое стекло
(я=1,5) и 7% C2S [39] i - Сса; V - р»; cSi0 =
8
Врет, V
= 3,38 моль/л; 2 — ССа; 2' Cs?q2=4,84 моль/л
Рт\
ческой решетки, пленка, частично сохранившая каркас и связи исходной структуры, но потерявшая часть ионов кальция и оксидных ионов, место которых могут занять молекулы воды. Следует особо отметить, что изолированные друг от друга кремне-кислородные тетраэдры исходной структуры связывает именно кальций и эти связи должны быть разорваны, чтобы разрушила* вся система. Двойной электрический слой создает потенциальный барьер как для заряженных частиц, так и для полярных молеку-1 воды.
Описанная система достаточно устойчива, но не равновесна11 даже не метастабильна; просто абсолютные скорости возможны-* реакций крайне малы. Она во многих чертах похожа на пассивна состояние металлов в агрессивных средах или на описанну1" ранее блокировку осаждающим ионом процесса растворения соЛ"
Кинетическая кривая гидратации алита (рис. 46), определ^ ная непосредственно или из термокинетических данных [61, 6^'
в точности воспроизводит классическую зависимость степени превращения от времени для топохимических реакций и, если эТо так, то следующее за индукционным периодом ускорение реакций в рассматриваемой системе связано с возникновением и расширением нового фронта реакции: старая фаза — новая фаза', развитие зародышей новой фазы, образовавшихся в полуразрушенном поверхностном слое, и увеличение поверхности по новому фронту создает известное возрастание скорости реакции", наступающее после индукционного периода. Обычно лимитирующая стадия топохимических реакций совершается в один-два элементарных акта, например поворот элемента структуры по оси связи или диффузионный скачок частицы по поверхности раздела.
Когда новый фронт реакции охватит всю поверхность гидра-тирующейся частицы СзБ, наступает максимум скорости реакции, соответствующий точке перегиба на кинетической кривой. Процесс начинает затухать в связи с сокращением поверхности реакции. Двойной электрический слой исчезает или уменьшается, как только хотя бы часть кальция из кристаллической решетки приобретает подвижность.
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 92 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed