Соли кремниевой кислоты

Соли кремниевой кислоты Соли кремниевой кислоты называются силикатами. Их состав обычно изображают формулой в виде соединений оксидов элементов. Например, силикат кальция СаSiО3 можно выразить так: СаО*SiО2 . Силикаты состава R2 О*nSiO2 , где R2 О — оксиды натрия или калия, называются , а их концентрированные водные растворы — жидким стеклом . Наибольшее значение имеет натриевое растворимое стекло. В технике его получают как сплавлением кварцевого песка с содой, так и обработкой аморфного кремнезема концентрированным раствором щелочи: SiO2 + Na2 CO3 = Na23 + CO2 SiO2 + 2NaOH = Na2 SiO3 + H2 O Жидкое стекло применяется в качестве связующего при изготовлении кислотоупорных бетонов, а также для изготовления замазок, конторского клея. Им пропитывают ткани, дерево и бумагу для придания им огнестойкости и водонепроницаемости. Природные соединения кремния . Земная кора состоит из оксида кремния (IV) и различных силикатов. Природные силикаты имеют сложный состав и строение. Вот состав некоторых природных силикатов: K 2 O * Al 2 O 3 *6 SiO 2 Асбест 3 MgO *2 SiO 2 *2 H 2 O Слюда К2 O *3 Al 2 O 3 *6 SiO 2 *2 H 2 O Каолинит Al 2 O 3 *2 SiO 2 *2 H 2 O Силикаты, содержащие в своем составе также оксид алюминия, называются . Из названных выше силикатов алюмосиликатами являются полевой шпат, каолинит и слюда. В природе наиболее распространены именно алюмосиликаты, например полевые шпаты. Распространены также смеси различных силикатов. Так, горные породы — граниты и гнейсы — состоят из кристалликов кварца, полевого шпата и слюды. реакции K2 O*Al2 O3 *6SiO2 +2H22 = Al2 O3 2 *2H2 O+ K2 CO3 + 4SiO2 Основным продуктом разрушения является минерал каолинит — главная составная часть белой глины. В результате выветривания горных пород образовались залежи глины, песка и солей. Строительные материалы Стекло. Состав обычного оконного стекла примерно выражается формулой Na 2 O * CaO * 6 SiO 2. Стекло получают сплавлением в специальных печах смеси соды Na2 CO3 , известняка СаСО3 и белого песка SiO2 . Химизм процесса можно представить так: при сплавлении образуются силикаты натрия и кальция: SiO2 + Na2 CO3 2 SiO32 ↑; SiO2 3 3 + CO2 ↑ Эти силикаты и кремнезем (он берется в избытке) сплавляются в массу, которая постепенно охлаждается: Na2 SiO3 3 2 = Na2 O*CaO*6SiO2 Часто в производстве стекла соду заменяют сульфатом натрия иуглем. В этом случае силикат натрия получается согласно уравнению реакции 2SiO2 2 SO4 2 SiO3 2 ↑+2SO2↑ Для получения специального стекла изменяют состав исходной смеси. Заменяя соду Na2 CO3 поташом К2 СO3 , получают тугоплавкое стекло (для химической посуды). Заменяя мел СаСО3 оксидом свинца (ІІ) РbО, а соду поташом получают . 2 O3 — зеленую, оксид кобальта (II) СоО — синюю, оксид марганца (IV) МnO2 — красновато-лиловую и т. д. Стекла при повышении температуры постепенно размягчаются и переходят в жидкое состояние. Обратный процесс также осуществляется постепенно — стеклянная масса загустевает по мере остывания. На этом свойстве стекла основано формование из него различны изделий. С помощью машин из стеклянной массы вытягивают листовое стекло. Особый вид стекла — кварцевое стекло. Оно представляет собой стеклообразную форму чистого кремнезема SiO2 . Такое стекло совершенно не чувствительно к резким колебаниям температуры. Ктому же оно обладает ценными оптическими свойствами (пропускает ультрафиолетовые лучи). Стекло широко используется почти во всех отраслях промышленности и в быту. Из него изготовляют трубы, тару, лабораторную посуду, детали оптических приборов, художественные изделия, бытовую посуду. На основестекла производят стекловолокно, которое применяется для изготовления спецодежды, а также стеклопластики, в частности стеклотекстолит. Этот стеклопластик — прекрасный строительный материал (очень прочный, не гнется, легко обрабатывается). Стеклотекстолит применяют в машиностроении какконструкционный материал, а в электронике — как изолятор. Современная стекольная промышленность производит специальное стекло, стойкое к воздействию радиоактивного излучения. Из стекла изготовляются волокна и ткани для технических нужд. Освоен выпуск стеклокристаллических материалов ситаллов , которые по сравнению со стеклом имеют большую прочность. Из них изготовляют электрические изоляторы, посуду и т. п. Цемент. Обычный силикатный цемент, или портландцемент, представляет собой зеленовато-серый порошок, который при смешении с водой затвердевает на воздухе (или в воде) в камнеподобную массу. Обычно его получают обжигом (1400—1600°С) до спекания сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины. Прокаливание производится в специальных цилиндрических вращающихся печах. Получаемая спекшаяся зернистая масса называется Это полуфабрикат. Клинкер с соответствующими добавками размалывают в тонкий порошок в шаровых мельницах и получают окончательный продукт. В природе встречаются породы, которые содержат известняк и глину в соотношениях, необходимых для получения портландцемента. Их называют мергелями . Большие залежи мергеля находятся в районе Новороссийска; на их основе работают крупные цементные заводы. Сырьевую смесь готовят и искусственным путем. Регулируя состав смеси, получают различные виды цемента — быстро твердеющие, морозостойкие, коррозионностойкие и др. бетон . Смесь этих материалов до затвердевания называется бетонной смесью. При затвердевании цементное тесто связывает зерна заполнителей. Затвердевание происходит даже в воде. Бетон со стальной арматурой (внутренним каркасом) называется железобетоном . Разработаны и изготовляются также бетоны, в которых в качестве вяжущего используются органические полимеры или полимеры совместно с цементом. Это так называемые пластобетоны , Производство стекла, цемента и керамики относится к силикатной промышленности, перерабатывающей природные соединения кремния. Керамика.2 . Из керамических изделий наибольшее значение имеют фарфор и фаянс. Фарфор22 O3 и К2 О. В качестве сырья для получения фарфора используют белую глину —каолин, кварцевый песок и полевой шпат. Фарфор имеет небольшую пористость (поэтому он водо- и газонепроницаемый), довольно высокую механическую прочность и термостойкость, электроизоляционные свойства. Из него изготовляют санитарно-технические изделия, электроизоляторы, предметы быта и художественные изделия. Фаянс —керамический материал, похожий на фарфор, покрыт тонкой стеклообразной пленкой — глазурью. Содержит те же компоненты, что и фарфор, но в других соотношениях. Из фаянса изготовляют облицовочные плитки, посуду, художественные изделия. Большая группа специальных керамических изделий используется в строительстве. Из керамики изготовляют кирпич, панели для стен, плитку для пола, черепицу, трубы, также глиняную посуду, вазоны.