Cтраница 3
Кроме того, Александер [40] нашел, что в области рН от 1 до примерно 4 рН 0 1-молярного раствора монокремневой кислоты - не ниже, чем рН разбавленного раствора неорганической кислоты, используемой в качестве растворителя, и что при полимеризации кремневой кислоты изменения рН не происходит. Это было отчетливо показано Гото и Окура [61], которые нашли, что растворимый кремнезем, который легко взаимодействует с силикомолибденовой кислотой, не перемещается в приборе для электрофореза. С другой стороны, было найдено, что более высоко полимеризованная коллоидная форма кремнезема, которая находилась в том же самом растворе, оказалась заряженной. [31]
В данном случае исходным материалом был метасиликат натрия; следовательно, это, вероятно, является суммарной теплотой, выделяемой при превращении монокремневой кислоты в высокомолекулярный полимер. [32]
Органический полимер, содержащий подобную конфигурацию N-оксида, например поли ( 2-винилпиридин - М - оксид), по-видимому, способен присоединять монокремневую кислоту [175], но в этом случае может иметь место образование водородных связей. [33]
Следовательно, монокремневая кислота может быть приготовлена гидролизом мо номерных соединений кремния, причем рН и температурные условия должны соблюдаться таковыми, чтобы монокремневая кислота являлась, по крайней мере, временно устойчивой в реакционной среде. [34]
Ниже рассматриваются константы диссоциации дикремневой и поликремневых кислот, коллоидных форм и гелей кремнезема в связи с их непосредственным отношением к процессу полимеризации монокремневой кислоты. [35]
Волластонит CaSiO3 содержит трехчленные силикатные кольца и при обработке кислотой, по данным Вейтца и его сотрудников, дает растворимые в воде поликремневые кислоты и очень мало монокремневой кислоты. Безводный метасиликат натрия является до некоторой степени волокнистым и содержит цепи ячеек Si2O ( r4, согласно Грунду и Пицци [27], эти цепи связаны друг с другом атомами натрия, с которыми координируется кислород. [36]
Их данные показали, что время, необходимое для того, чтобы 95 % кремнезема вступало в реакцию с молибденовой кислотой, приблизительно равно 1 5 мин для монокремневой кислоты, 2 5 мин - для дикремневой кислоты ( почти неразличимой в смеси) и 9 5 мин-для октакремиевой кислоты, имеющей молекулы кубической формы. [37]
В своих более ранних исследованиях, выполненных при 25 С и наиболее стабильном рН 2 0, Хоббель и Викер получили основные сведения по полимеризации в 0 4 М растворе монокремневой кислоты ( 2 4 % SiO2) при ее старении за время от 5 мин до 24 сут. [38]
Это наводит на мысль о том, что соответствующие циклические поликремневые кислоты в случае выделения из водного раствора гидролизом эфиров, вероятно, не сохраняют свою идентичность, а будут распадаться на силикагель и монокремневую кислоту. [39]
В струйном смесителе происходит перемешивание и взаимодействие хлора с жидким стеклом, в результате чего щелочность жидкого стекла снижается ( протекает реакция с образующимися при гидролизе хлора гипохло-ритной и соляной кислотами); одновременно в растворе образуется монокремневая кислота. Далее раствор поступает в зрельник ( время пребывания 3 - 5 мин), в котором монокремневая кислота полимеризуется - образуется АК, обладающая флокулирующими свойствами. АК поступает в гидроэлеватор, где ее разбавляют примерно до 0 1 % - ной концентрации и дозируют в обрабатываемую воду. [40]
Следовательно, если кремнезем переходит в раствор, то должно иметь место химическое взаимодействие поверхности твердой фазы с водой, благодаря чему поверхностные слои SiO2 гидратиру-ются, и тогда, когда каждый атом кремния с окружающими его атомами кислорода отделяется от поверхности, происходит дальнейшая реакция с водой и образуется растворимая монокремневая кислота. [41]
Насыщенные растворы монокремневой кислоты при 38 С, как было показано, содержат 0 017 % Si02 в равновесии с коллоидным аморфным кремнеземом. Это указывает на то, что кремнезем выделялся в виде мономера и вызывал поглощение воды, при этом объем выделяемой мочи удваивался или утраивался. [42]
Различные методы получения монокремиевой кислоты следующие. Насыщенный раствор монокремневой кислоты Si ( OH) 4, содержащий около 0 01 % SiCb, получается, если между чистым аморфным кремнеземом и водой наступает равновесие при комнатной температуре. Более концентрированный ( пересыщенный) раствор может быть получен только непрямым методом - путем выделения монокремнавой кислоты из ее соединений при тщательно контролируемых условиях: при низкой температуре и низком рН разбавленные растворы остаются пересыщенными по отношению к аморфному кремнезему в течение заметного периода времени. Например, при рН3 и 0 растворы монокремневой кислоты, вплоть до 0 1-молярного ( 0 6 % Si02), могут получаться при самопроизвольном гидролизе мономерных соединений кремния, таких как четыреххлористый кремний или метилортосиликат, а также при взаимодействии мономерных силикатов, таких как ортосили-каты атрия или магния или гидратированный кристаллический метасиликат натрия, с разбавленной холодной кислотой. [43]
Фильтрат содержит монокремневую кислоту, концентрацию которой определяют либо колориметрически, либо при помо-лци выпаривания. Начальное содержание полученного таким способом раствора составляет в общем 12 - 15 мг SiO2 в 100 мл воды. При разбавлении концентрацию доводят до 10 мг SiOj в 100 мл воды. [44]
Кислота в нейтральном растворе обычно инертна, если концентрация раствора по отношению к аморфному кремнезему ниже уровня насыщения. Таким образом, монокремневая кислота присутствует почти повсюду - в большей части природных вод и в живых организмах - в концентрациях несколько частей на миллион. [45]