Силикаты. Часть 1

Реакции в кристаллических смесях, образующих силикатные системы, составляют одну из самых больших областей химии твердых тел. Их научное и практическое значение в производстве стекла, вяжущих веществ и огнеупорных материалов хорошо известно. Эти реакции, так же как и процессы образования шпинелидов в смесях твердых веществ, можно разделить по взаимодействию в системах с R2O, RO, R2O3, R02 и другими окислами. Рассмотрим важнейшие из этих взаимодействий.

Системы с R2O

Эти системы и в первую очередь относящиеся к ним взаимодействия между кремнеземом и углекислым натрием, углекислым калием, углекислым литием и сульфатом натрия, представляют особенно большой интерес для стекольной и глиноземной промышленности. Их изучению посвящены многочисленные исследования (см., например, [247, 360, 364, 491, 635—638]).

Тамман и Эльсен [635] на основании отмеченного ими эндотермического эффекта на кривой нагревания смеси соды с кварцем полагали, что эти вещества начинают взаимодействовать между собой при температуре 780° С. В дальнейшем Хоуэрс и Тернер [421] показали, что в эквимолекулярных смесях соды и кремнезема уже при температуре 650° С в течение 14 ч реагирует почти 90% веществ, а за 50 ч реакция протекает практически нацело. Заметить же начало реакции можно при температуре около 400° С. Авторы изучали течение реакций в смесях кремнезема с содой с молярным отношением 4; 3; 2 и 1. При этом установлено, что скорость взаимодействия реагентов тем выше, чем больше содержание кремнезема в смеси: наименьшей оказывается скорость реакции в четвертой смеси. Это наблюдение легко объяснить исходя из представления о диффузии как о лимитирующей стадии процесса. Действительно, слой продуктов, образующихся в данном случае на зернах кремнезема, тем тоньше и соответственно оказывает тем меньшее сопротивление реакции, чем больше содержание SiO2 в смеси.

Тернер [360, 421] пришел к выводу, что кинетику взаимодействия соды с кремнеземом (рис. 158) можно описать уравнением мономолекулярной реакции. В дальнейшем [247] была показана несправедливость этого представления. По Строкову [636], продуктом реакции является в данном случае метасиликат натрия Na2Si03. Строков утверждал даже, что при спекании смесей соды с кремнеземом образуется лишь одно это соединение независимо от соотношения реагирующих веществ. Это убеждение было опровергнуто впоследствии в работах Лилеева [3641, Торопова [124], Гибсона и Уорда [637] и Гинстлинга [247].


В этих работах было установлено, что при достаточном содержании углекислого натрия в смеси (когда Na2CO3:SiO2 > 2) он реагирует с кремнеземом с образованием ортосиликата натрия по формуле

Будников и Матвеев 16391 установили возможность синтеза в смесях Na2CO3 + 3SiO2 при температурах 700—750° С трисилика-та натрия — Na2O-3SiO2 и исследовали свойства этого соединения. Его показатели преломления Ng = 1,5025 и Np = 1,4965, удельный вес (кристаллического силиката) 2,9443, коэффициент термического расширения 165*10-7.

 

Другие части:

Силикаты. Часть 1

Силикаты. Часть 2

Силикаты. Часть 3

Силикаты. Часть 4

Силикаты. Часть 5

Силикаты. Часть 6

Силикаты. Часть 7

Силикаты. Часть 8

Силикаты. Часть 9

Силикаты. Часть 10

Силикаты. Часть 11

Силикаты. Часть 12

Силикаты. Часть 13

Силикаты. Часть 14

Силикаты. Часть 15

Силикаты. Часть 16

Силикаты. Часть 17

Силикаты. Часть 18

Силикаты. Часть 19

Силикаты. Часть 20

Силикаты. Часть 21

Силикаты. Часть 22

Силикаты. Часть 23

Силикаты. Часть 24

Силикаты. Часть 25

Силикаты. Часть 26

 

 

Содержание