Кристаллические силикаты щелочных металлов

Как уже отмечалось, осадки силикатов щелочноземельных металлов содержат в большей или меньшей степени и ионы щелочного металла, и анионы соли использованного щелочноземельного металла. Они рентгеноаморфны и обнаруживают признаки кристаллизации при нагревании. Растворы щелочных силикатов эффективно взаимодействуют также со многими твердыми веществами, в состав которых входят ионы щелочноземельных металлов различные глины, стекла, золы, шлаки и, конечно, малорастворимые соли этих металлов, такие как карбонаты, сульфаты, фосфаты, фториды, силикаты, оксиды и гидроксиды. Со всеми веществами этого типа жидкие стекла образуют твердеющие системы. Время твердения при этом широко варьируется от нуля до бесконечности. Оно существенно зависит от типа твердого вещества, типа его кристаллической структуры или степени его аморфности, от температуры процесса, степени его дисперсности, от концентрации и модуля жидкого стекла, соотношения Т Ж. [c.61]

Формула 02 белое кристаллическое вещество, встречающееся также в виде хорошо выраженных бесцветных кристаллов (горный хрусталь, кварц) обладает высокой твердостью устойчив к действию большинства кислот реагирует с гидроксидами щелочных металлов с образованием силикатов и воды. [c.153]

К природным неорганическим ионитам относят кристаллические силикаты типа цеолитов шабазит, глауконит и др. Их каркас представляет собой правильную сетчатую структуру алюмосиликата, в порах которой располагаются ионы щелочных или щелочноземельных металлов, выступающие в роли противоионов. Некоторые минералы, например апатит, способны к обмену анионов. [c.164]

Физические и химические свойства. Кремниевая кислота относится к слабым кислотам в ионно-молекулярной форме почти не встречается, а степень полимеризации ее в коллоидных растворах связана с концентрацией последних и с pH (кислая среда способствует полимеризации) и увеличивается по мере старения раствора. Кристаллическая структура силикатов разнообразна в зависимости от расположения кремнекислородных тетраэдров (5104) в скелете минералов они могут быть подразделены на несколько основных типов отдельные тетраэдры, кольца, бесконечные цепочки, бесконечные слои и т. д. Как и на поверхности 5102, при гидратации на поверхности излома силикатов образуются силанольные группы. За исключением простых силикатов щелочных металлов, все силикаты и алюмосиликаты практически нерастворимы в воде, хотя и отдают в раствор определимые количества кремниевой кислоты и ионов металлов бесцветны более или менее тугоплавки. [c.377]

К природным неорганическим ионитам относят кристаллические силикаты типа цеолитов шабазит, глауконит и др. И.ч каркас представляет собой правильную сетчатую структуру алюмосиликата, в порах которой располагаются ионы щелочных или щелочноземельны.х. металлов, выступающие в роли противоионов. К обмену анионов способны некоторые минералы, например апатит. Природными ионитами органического происхождения являются, например, содержащиеся в почве гу.миновые кислоты — высокомолекулярные соединения с различными функциональными группа.ми, способными к ионному обмену. Они обладают амфотерными свойствами и поэтому могут обменивать как катионы, так и анионы. Природные иониты не нашли широкого технического применения, так как имеют ряд недостатков, в частности, они химически нестойки и не обладают достаточной механической прочностью. [c.199]

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СИЛИКАТЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ [c.31]

Перечисленные выше продукты — жидкие стекла, стекловидные силикаты, гидросиликаты в кристаллическом и аморфном состоянии — являются так называемыми низкомодульными силикатами с мольным соотношением 8102/М20=1—4, Необходимость улучшения некоторых свойств композиционных материалов на их основе, таких как водостойкость и термические свойства, привели к разработке высокомодульных жидких стекол — поли-силикатов щелочных металлов, К полисиликатам относят [2] силикаты щелочных металлов (силикатный модуль от 4 до 25), пред- [c.6]

Как и силикаты щелочных металлов, силикаты органических оснований могут образовывать из раствора высокомодульные нерастворимые кристаллические структуры цеолитоподобного типа. Ввиду их практической значимости выдан ряд патентов на способы их получения, которые приведены Айлером в его монографии [2]. [c.88]

Осаждаемые солями кальция из растворов жидкого стекла силикаты кальция аморфны при обычных температурах. Кристаллические продукты могут образовываться или в автоклавных условиях, или из очень разбавленных растворов с низкой щелочностью, а также при старении. Осаждение силикатов щелочноземельных, многовалентных и тяжелых металлов возможно, кан правило, при pH чуть меньщих, чем pH осаждения соответствующих гидроксидов. Поэтому при смещении двух растворо наряду с силикатами металлов или раньше их всегда образуются в большем или меньшем количестве (в зависимости от интенсивности перемешивания) как гидроксиды металлов, так и гели кремнезема (см. разд. 2.4.4). Ионы кальция в воде сильно гидратированы. В некоторых случаях, например при взаимодействий a + со фторид-ионом, в водных средах образуются студенисты слизи высокой степени оводненности, и при комнатных темпер турах они не обнаруживают даже признаков кристаллизаций хотя растворимость кристаллов Са 2 крайне мала. [c.114]

Такой тройной контроль, естественно, исключает возможность существования некоторых соединений в виде природных минералов. Это явление хорошо иллюстрируется полевыми шпатами — алюмосиликатами калия, натрия и кальция. Уже по величине валентности можно ожидать, что другие щелочные металлы способны замещаться литием, однако благодаря значительной разнице в величинах атомных радиусов такое замещение невозможно. С другой стороны, рубидий и барий могут замещать калий, в то время как магний и железо (II) неспособны замещать кальций. Другими словами, при образовании кристаллических минералов доминирующее значение имеет величина ионов, а их валентность и сочетания энергии играют меньшую роль. Это положение особенно справедливо для силикатов. Кроме того, так как геометрические факторы до такой степени преобладают в минерализации, принцип изоморфизма приобретает большее значение для геохимика, чем для химика, задачей которого является приготовление чистых химических соединений в лаборатории. [c.12]

Как мы уже подчеркивали, выбор модельных объектов исследования диктуется требованиями метода радиоспектроскопии. В первую очередь будут исследованы вещества, в которых есть изотопы с ядерным спином, отличным от нуля в основной структуре. Сверхтонкие взаимодействия в спектрах ЭПР дают наиболее полную информацию о состоянии примесного центра и о его взаимодействии с решеткой. В Зй-группе ядерным спином обладает ядро при 100% естественного содержания. Титан также имеет нечетные изотопы, но их содержание составляет всего несколько процентов от общего числа ядер титана. Поэтому в первую очередь будет продолжено исследование ванадатов. Эти соединения представляют интерес также и как структурные аналоги силикатов. Их использование позволяет исследовать такие факторы, как координация ванадия, валентность и размеры катиона, локальная симметрия и сила кристаллического поля в различных узлах решетки. Эти исследования уже проведены на ванадатах щелочных металлов — структурных аналогах цепочечных силикатов. Сейчас лаборатория приступила к исследованию ванадатов щелочноземельных металлов. Они являются структурными аналогами силикатов трехвалентных металлов типа 80281207 и силикатов р. з. э. [c.105]

Поликарбонаты, несмотря на высокую термостойкость, при переработке и длительном воздействии высоких температур темнеют, при этом механическая прочность их также уменьшается. Стабилизаторы для этого полимера, который перерабатывается при высоких температурах, должны быть устойчивы приблизительно до 300° С и не должны вступать в реакцию с полимером. До сих пор известно очень мало таких стабилизаторов, например кристаллические силикаты свинца или цинка и силикаты щелочных и щелочноземельных металлов (см. ХП.1.2), можно также назвать некоторые оловоорганические соединения (см. III.8.1, Ш.8.3). [c.393]

Наше экспериментальное исследование не подтвердило эту схему. Установлено, что в результате обработки газовой смесью (двуокись и трехокись серы) ванадатов щелочных металлов, смесей пятиокиси ванадия с сульфатами щелочных металлов, а также тройных смесей, содержащих двуокись кремния, сульфат трехвалентного ванадия не образуется. Низшей степенью восстановления является сульфат ванадила. Этот вывод основывается как на результатах химического анализа, так и на дан№1х микроскопического и рентгенографического исследований продуктов обработки. Не обнаружено также и образования силиката трехвалентного ванадия. Кроме того, как это неоднократно указывалось, неприемлемо и само допущение образования промежуточных кристаллических соединений. [c.205]

В технологии силикатных производств иногда, кроме перечисленных выше кремнекислых соединений щелочных и щелочноземельных металлов, используют силикаты других металлов, например цинка, свинца, марганца, железа, меди, никеля и кобальта. Безводные силикаты этих элементов составлены по общему принципу кремнекислых соединений. Силикаты цинка при соответствующих условиях выкристаллизовываются из расплавов специальных сортов стекол, богатых цинком. Кристаллические разновидности хорошо развиваются в глазурях, что и используют в керамике для получения так называемых кристаллических глазурей. [c.43]

Природные минеральные ионообменники являются, как правило, кристаллическими силикатами, жесткая решетка которых несет избыточный заряд. Наиболее важными представителями этой группы ионообменников считаются цеолиты, способные к обмену катионами (катионообменник). Они обладают правильной пространственной сетчатой структурой со сравнительно большими расстояниями между узлами решетки. Роль противоионов играют ионы щелочных и щелочноземельных металлов. [c.18]

Вайл Ш составил исчерпывающий обзор кристаллических силикатов щелочных металлов. Во всех безводных кристаллических силикатах кремний имеет координационное число 4, причем каждый атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода. [c.31]

Уже отмечалось, что растворы силикатов ш,елочных металлов весьма склонны к пересыш,ению. Эта склонность возрастает с увеличением модуля, и требуются специальные меры, например введение затравки, чтобы вызвать кристаллизацию пересыщенного раствора. При этом состав твердой фазы не отвечает определенной формуле, т. е. фаза не представляет собой индивидуального вещества. В системах с модулем 1 и ниже получение индивидуального кристаллического гидросиликата щелочного металла из раствора осуществляется значительно легче и технологически дО стижимо. Естественно, повышение температуры способствует более быстрому достижению равновесного состояния, но само равновесное состояние при высокой температуре, как правило, оказЫ- [c.48]

В кристаллическом силикате ионы металлов и силикат-анион располагаются определенным порядком в жесткой решетке, слагая пространственный правильный каркас. При синтезе силикатов используемый щелочной силикат несет в себе из-за наличия равновесия полимеризации силикат-ионов элементы нестехиоме-трического состава. Даже при высоком pH 3, когда силикат-ион находится в иопомерпом состоянии, небольшая добавка раствора соли двухвалентного металла вызывает интенсивную полимеризацию. Образующиеся при этом полисиликат-ионы имеют различную степень полимеризации и вызывают в дальнейшем осаждение гидросиликатов металла нерегулярного состава. [c.101]

Минеральные иониты. Природные минеральные иониты являются, как правило, кристаллическими силикатами, жесткая решетка которых несет избыточный заряд. Наиболее важными представителями этой группы ионитов являются цеолиты, способные к обмену катионами. К ним относятся минералы анальцим, шабазит, гармо-том, гейландит, натролит и некоторые другие. Все они обладают правильной пространственной сетчатой структурой со сравнительно большими расстояниями между узлами решетки. Роль противоионов играют ионы щелочных и щелочно-земельных металлов. Вследствие жесткости структуры цеолиты слабо набухают, а их противоионы малоподвижны. Катионы и нейтральные молекулы больших размеров не могут проникать в решетку цеолитов, вследствие чего цеолиты обладают ситовым эффектом и применяются в качестве ионных или молекулярных сит. [c.112]

Отвлечемся на время от конкретного примера с тем, чтобы вернуться к нему после более подробного обсуждения вопроса о влиянии процессов сорбции на результаты химического анализа. Вспомним прежде всего, что стекло представляет собой особый, переохлажденный, очень вязкий расплав окислов кремния, алюминия, иатрия, кальция и некоторых других элементов. Внутренняя структура стекол неоднородна. Она характеризуется наличием участков с упорядоченной кристаллической решеткой силикатов и относительно разупорядочен-ных участков, похожих по структуре на растворы. Связь ионов щелочных металлов с анионной матрицей стекол носит преимущественно ионный — электростатический характер. Отсюда вытекает возможность обмена таких ионов, как N3+ и К+, находящихся на поверхности стекла, на катионы из раствора. Стекло является своеобразным нрнообменником, на чем основано, в частности, исполь-дрванне стеклянных электродов для измерения активностей и концентраций ионов водорода, щелочных и щелочноземельных металлов. [c.61]

Особенно интенсивная флуоресценция наблюдается у силикатов магния, кальция, бериллия, бария, фосфатов кальция, бария и особенно галогенидов щелочпых металлов, активированных небольшими количествами солей таллия. Интенсивность флуоресценции зависит от содержания таллия в кристаллах [21]. Свечение в этих случаях объясняется вхождением таллия в кристаллическую рещетку галогенидов с образованием смешанных кристаллов и, возможно, комплексных ионов [134]. Образование кристаллофосфоров удачно используется для обнаружения малых количеств таллия. При введении соли таллия в раствор галогенида щелочного металла и высушивании получаются кристаллофосфоры, флуоресцирующие при облучении ультрафиолетовыми лучами [210] [c.32]

Жидкие стекла — растворы щелочных силикатов натрия и калия являются представителями более обширного класса водорастворимых силикатов и жидких стекол, выпускаемых в промышленных масштабах. К водорастворимым силикатам относятся кристаллические безводные силикаты натрия и калия, кристаллические и аморфные гидросиликаты натрия и калия в виде порошков и др. Аморфные порошки гидросиликатов щелочных металлов, выпускаемые за рубежом [ 1 ], характеризуются составами в пределах 8Ю2/М20=2—3,5 при содержании связанной воды 15—20%. Такие порошки получают, как правило, распылительной сушкой концентрированных жидких стекол и высокотемпературной гидратацией стекловидных силикатов порошки сыпучи, быстро растворяются в холодной и горячей воде. Кристаллические гидросиликаты промышленного производства относятся обычно к кристаллогидратам двузамещенного ортосиликата Ыа2Н28Ю4, содержащим чаще всего 4 или 8 молекул связанной воды. Этот гидросиликат называют также метасиликатом с формулами ЫагО-ЗЮг-5НгО и ЫагО-ЗЮг-еНгО. [c.6]

Если в одной и той же пробе одновременно с кремнекислотой и пр. должны быть определены и щелочные металлы, то необходимо применять для сплавления борную кислоту, совершенно этих металлов не содержащую ее можно приготовить двойной или тройной перекристаллизацией продажного препарата. Очищенную таким образом кристаллическую борную кислоту обезвоживают плавлением в большом платиновом тигле. Тигель затем быстро охлаждают, чтобы полученный борный ангидрид распался на куски, которые легко могут быть растерты в порошок. Куски эти сохраняют в плотно закрывающемся сосуде и измельчают каждьш раз только необходимое для определения количество, потому что безводный борный ангидрид гигроскопичен. При условии очень тонкого измельчения почти все силикаты легко разлагаются сплавлением с этим плавнем. Авторы рекомендуют измельчать пробу массой от нолуграмма до грамма в продолжение 0,5—1 ч. [c.921]

Щелочные металлы в карбонатных породах являются, без сомнения, компонентами силикатных нримесей. Так как они обычно присутствуют в небольших количествах, то следует брать для обработки не менее 1 г породы и следовать методу Смита почти во всех его деталях (стр. 1006). Так как уже с самого начала в породе присутствует большое количество карбоната кальция, прибавление сверх того еще осажденного карбоната кальция мон ет показаться излишним. Что это, однако, не так, следует из опытов, проведенных с прибавлением и без прибавления карбоната кальция. В первом случае было найдено немного больше щелочных металлов, чем во втором по всей вероятности это объясняется тем, что искусственно приготовленный тонкоизмельченный карбонат кальция лучше реагирует с хлоридом аммония, чем природный кристаллический карбонат кальция. Вполне достаточно, однако, брать половинное количество карбоната кальция но сравнению с тем, какое применяется в анализе силикатов. [c.1060]

Алюмосиликаты. Сюда относятся природные минералы, их синтетические аналоги и алюмосиликаты. Описаны способы получения алюмосиликатов методом осаждения из растворов силиката натрия и солей алюминия, сплавлением или спеканием солей алюминия и кремния со щелочью (или спеканием дешевого алюмоси-ликатного сырья, например, с карбонатами щелочных металлов) [147, 189]. Для получения кристаллических цеолитов и полевых шпатов широкое промышленное применение получил гидротермальный синтез [190, 191]. [c.173]

Кристаллические станнаты и плюмбаты щелочных металлов можно получить в виде тригидратов, например К-гЗпОз-ЗНоО. В действительности такие соединения являются не просто гидратированными мета станнатами или плюмбатами, а содержат анионы 5п (ОН) б или РЬ (ОН)е , в которых Зп и РЬ октаэдрически окружены шестью ОН -ионами. Силикаты, содержащие 51 (ОН) -ионы, не известны, но известно несколько таких германа-тов, например Ре[0е(0Н)б1. В последнем соединении атомы Ре и Ое расположены, как в решетке каменной соли, и каждый из них окружен искаженным октаэдром из атомов кислорода. [c.327]

Частицы коллоидного серебра размером около 8 нм в процессе проявления при 550°С становятся центрами кристаллизации силиката лития при дальнейшем повышении температуры до 600 °С. В результате этого выделяются кристаллы, вызывающие помутнение стекла. При многократной фотообработке вся масса стекла переводится в кристаллическую фазу. Ионизирующим облучением стекол, содержащих галогениды, могут быть получены и распределены в стекле ультрамикрочастицы щелочных металлов [25]. [c.170]

Как отмечалось ранее, кристаллические окислы, например, щелочных (iNa20, К2О и т. п.) и щелочноземельных (СаО, MgO и т. д.) металлов, их силикаты, алюминаты, ферриты, а также стекла состоят из простых и сложных ионов. Хотя при плавлении доля гомеополярной связи обычно несколько усиливается [9], однако отсюда не следует, что ионы, существовавшие в кристаллах, объединятся в жидкости только в нейтральные молекулы 110]. Напротив, рентгеноструктурное изучение расплавленных карбонатов, сульфатов [11] и нитратов [12] щелочных металлов, а также боратов свинца [12] показывает, что в жидкости сохраняются те же простые (L1+, iNa+, К+, РЬ +) н сложные ионы (С0 , S0 ), которые наблюдались и в твердом состоянии. [c.141]

В настоящей работе было проведено экспериментальное исследование кинетики и механизма восстановлезпгя кристаллических силикатов свинца, свинцовых стекол, смесей окиси свинца с кварцем и расплавленных силикатов свинца окисью углерода. Изучалась также кинетика восстановления силиката цинка окисью углерода и влияние па этот процесс добавок малых количеств соединений щелочных металлов. [c.187]

Кристаллическая структура включает тетраэдры 8104 и АЮ4. Катионы должны компенсировать избыточный заряд [АЮ4] . Цеолиты встречаются в природе в виде минералов, например, шабазита, фожази-та, морденита или синтезируются при нафеве в вакууме силикатов или алюминатов щелочных металлов. Алюмосиликатные тетраэдры образуют ажурные структуры, состоящие из содалитовых ячеек, кубооктаэдров, образующих большие и малые полости (см. рис. 3.8). [c.121]

Распределение форм кристаллических решеток по сингониям и классам неравномерно. Как правило, чем проще химическая формула вещества, тем выше симметрия его кристалла. Так, почти все металлы имеют кубическую или гексагональную структуру. Аналогичное положение характерно для многих простых химических соединений (галогениды щелочных и щелочноземельных металлов). Усложнение химической формулы ведет к понижению симметрии его кристалла (например, силикаты). Причин такого поведения много, но главнейшей из них является плотность упаковки, т. е. число частиц в узлах кристаллической решетки. Чем плотность упаковки больше, тем более устойчива и вероятна структура кристалла. Свободное пространство здесь оказывается, наименьшим. Указанный принцип наиболее плотной упаковки, однако, применим не ко всем кристаллам. Его нельня использовать, например, для льда, где большое влияние на формирование кристалла оказывает образование направленных водородных связей. [c.142]

Взаимодействие растворов щелочных силикатов с растворимыми солями других поливалентных металлов, таких как цинк, кадмий, медь, никель, железо, марганец, свинец и другие, во многом протекает аналогично взаимодействию с солями щелочноземельных металлов. Образование студенистых осадков малорастворимых гидроксидов металлов происходит еще более легко и также способствует созданию мембран на границах смешиваемых фаз. Образование кристаллических продуктов тоже маловероятно ввиду полимерности не только анионов, но и катионов. Редкое исключение составляет относительно легко кристаллизующийся силикат меди, образующийся при взаимодействии щелочных силикатов с растворами сульфата или хлорида меди. В местах контакта фаз pH резко изменяется, так как ионы гидроксила поглощаются катионами поливалентного металла, что способствует полимеризации кремнезема. Поверхность студенистых осадков более развита и склонность к адсорбции и соосаждению различных ионов больше. Продукты взаимодействия представляют собой смесь гидроксидов, силикатов и основных солей в аморфном состоянии, причем соотношение между ними определяется теми же условиями проведения реакции. Оксиды цинка и свинца, в том числе сурик РЬз04, осаждают кремнезем из растворов жидких стекол, причем их активность зависит от температурной обработки, которой они подвергались. Хорошо сформированные состарившиеся окислы большинства тяжелых металлов практически инертны в щелочных силикатных системах. С высшими окислами молибдена и вольфрама, находя-, щимися в ионной форме молибдатов и вольфраматов, в кислых средах мономерный кремнезем образует гетерополикислоты. Полимерные и коллоидные формы кремнезема взаимодействуют с молибденовой кислотой медленней по мере образования мономерных форм, на этом основано условное деление общего содержания кремнезема в жидких силикатных системах на растворимый (а-5102) и коллоидный. Хроматы и бихроматы осаждают кремнезем из растворов щелочных силикатов, при этом отмечается появление полезных технических свойств осажденных форм. [c.62]

Другие матрицы получают из природных глин. При обработке каолина, галлуазита или бентонита серной кислотой из кристаллической решетки удаляется алюминий, а остаток представляет собой выщелаченную глину, обогащенную кремнием [168—171]. Последнюю обрабатывают силикатом натрия в щелочной среде, а затем подвергают иопному обмену с ионами редкоземельных металлов или ионами магния и смешивают с алюминиевой глиной, обработанной кислотой [172]. Один из типов катализатора крекинга готовят из каолина путем частичного превращения его в соединение, подобное цеолиту типа Y, тогда как оставшийся каолин выполняет роль матрицы [173—175]. Такие катализаторы на основе глин содержат много макропор и поэтому хороши для кре- [c.52]

Теория структурных дефектов имеет большое значение для понимания природы нарушений кристаллической решетки. В этой связи представляют интерес гипотеза Строка и теория электропроводности твердых шелочных галогенидов, которая была развита Френкелем и Шоттки на основании процесса обмена местами щелочных ионов в этих солях. Над этой же проблемой работал и Вагнер он изучал многочисленные соли серебра, свинца и родственных им металлов. Лишь кратко можно упомянуть о значении окрашивания кристаллов щелочных галогенидов, полевого шпата и т. д. за счет радиоактивного излучения. Это окрашивание, согласно мeкaлy является следствием нейтрализации ионов до образования незаряженных атомов и, таким образом, искусственного создания структурных дефектов в местах их расположения в решетке. Наконец, можно указать на большое значение структурных дефектов в кристаллических фосфорах, в которых некоторые силикаты, например виллемит, первичный фенакит, а также диопсид, волластонит и т. д., играют важную роль. Были широко изучены также родственные изоструктурные соединения, такие, как ортогерма-наты Роль мельчайших примесей посторонних металлов, введенных в этот вид структуры, можно легко понять в свете теории структурных дефектов. [c.700]