Кремний
Кремний
Страница 13

Нагреванием силицидов Са, Mg и Li в парах серы были синтезированы некоторые простые тиосиликаты этих металлов — CaSiS3, CaSi2S5, Ca2SiS4, Mg2SiS4, Li2SiS3, Li4SiS4 (синтезирован также Ca2SiSe4). Oни представляют собой бесцветные кристаллические вещества, легко подвергающиеся гидролизу.

Под совместным действием различных природных факторов, главным образом воды и углекислого газа, природные силикаты, алюмосиликаты и т. п. на земной поверхности постепенно разрушаются (“выветриваются”), причём растворимые продукты уносятся водой в океан, а нерастворимые частично отлагаются на месте, частично оседают в руслах рек или выносятся в море. Основными нерастворимыми продуктами распада наиболее распространённых в природе алюмосиликатов являются кварц (SiO2), оседающий в виде песка, и каолин (Н4AI2Si2O9 или AI2O3·2SiO2·2H2O), представляющий собой основу обычных глин (окрашенных в бурый цвет примесями железа), а в более чистом состоянии образующий иногда залежи белой глины. Процесс выветривания алюмосиликата может быть изображён следующей схемой:

К2АI2Si6O16 + 2 H2O + CO2 = K2CO3 + H4AI2Si2O9 + 4 SiO2 ортоклаз каолин кварц

Песок и глина создают минеральную основу всех видов почв. Характер последних зависит в основном от условий температуры и влажности данной местности.

В действительности процесс проходит, по-видимому, через следующие стадии:

K2Al2Si6O16 + H2CO3 = K2CO3 + H2Al2Si6O16 и

H2Al2Si6O16 + 14 H2O = 2 Al(OH)3 + 6 H4SiO4, затем

2 Аl(OH)3 + 2 H4SiO4 = 5 H2O + H4Al2Si2O9 и

4 H4SiO4 = 8 H2O + SiO2.

Уравнения показывают, что под действием угольной (или какой-либо другой) кислоты и воды первоначально происходит полное разрушение алюмосиликата, после чего из остатков формируется каолин и постепенно выкристаллизовывается кварц.

Из получаемых искусственно нерастворимых в воде силикатов наиболее важным является стекло, известное человечеству ещё с глубокой древности.

Состав “нормального” стекла выражается формулой Na2CaSi6O14 или Na2O·CaO·6SiO2. Довольно близко к этому составу подходит обычное оконное стекло. Путём частичной замены Na, Ca и Si на другие элементы удаётся получать различные специальные сорта, характеризующиеся теми или иными требуемыми для отдельных применений качествами.

Основными продуктами стекольного производства являются сода, известняк и песок. Процесс образования “нормального” стекла может быть выражен уравнением:

Na2CO3 + CaCO3 + 6 SiO2 = 2 CO2­ + Na2O·CaO·6SiO2.

Смесь исходных веществ нагревают приблизительно до 1500 °С и выдерживают расплавленную массу до полного удаления газов, после чего она пускается в дальнейшую переработку.

Хотя стекло в целом практически нерастворимо, однако вода частично разлагает его с поверхности, вымывая преимущественно натрий. Подобно воде действуют и кислоты (кроме плавиковой) — стекло, находящееся некоторое время в соприкосновении с водой или кислотами, дальше практически не разрушается ими. Напротив, из-за сильного преобладания SiO2 в составе стекла действие на него щелочей имеет длительный характер. Поэтому хранящиеся в стеклянных сосудах жидкости обычно содержат примеси растворимых силикатов.

При выработке стекла соду нередко заменяют более дешевой смесью сульфата натрия и угля. В этом случае идёт реакция:

Na2SO4 + C + CaCO3 + 6 SiO2 = Na2O·CaO·6SiO2 + SO2­ + CO2­.

Страницы: 9 10 11 12 13 14 15 16 17

ФЕТИДА , в греческой мифологии морская богиня, одна из нереид, мать Ахилла.

ЕГЕР Сергей Михайлович (1914-87) , российский ученый, член-корреспондент АН СССР (1984), Герой Социалистического Труда (1972). Участник создания ряда самолетов КБ А. Н. Туполева. Ленинская премия (1958), Государственная премия СССР (1949, 1952, 1986).

ГОЛЬБЕЙН Х ., см. Хольбейн Х.