Главная  Термины [К] 

 

Химия силикатов

 

Хим. сродство кремния к кислороду чрезвычайно велико, и это определяет склонность его соединений к конденсации с образованием кремнекислых мостиков. Связь Si—О носит смешанный характер с долей ковалентной составляющей около 50 %, что обусловливает такие отличит, св-ва силикатов, как высокая темп-pa плавления, малая летучесть, низкая растворяемость. В основе структуры силикатов — тетраэдр [Si04]. Сочетание тетраэдров образует пространственные кольца, ленты, слои, каркасы. Вид и структура силикатов определяют осн. эксплуатац. св-ва материалов.

 

Химическая стойкость — способность материала противостоять растворяющему или разрушающему действию жидкого, твердого или газообразного агентов (шлак, стекло, расплав металлов, пыль, газ и др.). Наиболее агрессивен шлак, поэтому чаще всего говорят о шла-коразъедании. Это сложное явление включает хим. и физ.-хим. процессы, протекающие последовательно и параллельно: растворение твердой фазы в расплаве, хим. взаимодействие твердого в-ва с жидкостью, увеличение содержания жидкой фазы и снижение ее вязкости, образование новых фаз (твердых р-ров и хим. соединений), вымывание, пропитка и т.д. Обычно дают сравнит, оценку устойчивости материала, напр. огнеупора, к данному шлаку в одинаковых условиях эксперимента по определению уменьшения массы или размеров в ед. времени стандартных образцов. Интенсивность разрушения материала зависит прежде всего от хим. природы его и шлака (основные, кислые): как известно, наиболее опасен контакт основного в-ва с кислым; значит, роль здесь также играет термич. активация. Повышению стойкости заметно способствует снижение проницаемости и пористости вообще. Увеличение Х.с. является важной практич. задачей, поскольку 2/3 огнеупоров разрушается в службе хим. путем.

 

Искусств, получение соединений кремния (изготовление стекла) началось в Древнем Египте 3000 лет до н.э. Элементарный кремний впервые получил И.Я.Берцелиус (182 . Вопросы Х.с. отражены в работах М.В.Ломоносова и Д.И.Виноградова. Однако основоположниками Х.с. как самостоят, отрасли химии можно считать Д.И.Менделеева и В.И.Вернадского. В работе "О химическом составе и строении кремнеземистых соединений" (IJ85 Д.И.Менделеев обосновал ряд принципиально новых положений, являющихся и в наше время осн. в Х.с. В.И. Вернадский создал теорию комплексных алюмосиликатных к-т и ангидридов, дал хар-ку роли силикатов в земной коре.

 

Химия силикатов — отрасль химий, предметом изучения к-рой являются методы получения кремниевых соединений, анализ их состояния и св-в, кинетика и термодинамика хим. реакций при взаимодействии кремнезема, кремнекислых и кремнийорганич. соединений с разл. св-вами. Значимость Х.с. особенно высока, поскольку силикаты слагают более 87% земной коры.

 

Ведущее научное подразделение в России, специализирующееся в обл. Х.с, — Ин-т химии силикатов им. И.В.Гребенщикова РАН, открытый в 1947 в Ленинграде на базе созданной в 1933 акад. И.В.Гребенщиковым Лаборатории химии кремния. Интересные исследования ведутся в Российском химико-техно-логич. университете им. Д.И.Менделеева (Москва), а также в зарубежных университетах (Пенсильвания, США; Гренобль, Франция; Нагая, Япония).

 

Разнообразие силикатных соединений и методов их получения обусловило выделение в Х.с. неск. разделов: химия кремния, физ. химия силикатов, физ.-хим. механика дисперсных систем, химия кремнийорганич. соединений. Химия кремния изучает пути получения и использования элементарного кремния и его несиликатных соединений с водородом, металлами, углеродом, бором, азотом, галогенами. Физ. химия силикатов изучает методы получения кремнекислородных соединений кремния, особенности их структуры в кристаллич., жидком состояниях, механизм и кинетику процессов в твердофазовых системах, твердо- и жид-кофазового спекания, рекристаллизации, термохимию синтеза силикатов и электро-физ. св-в соединений. Физ.-хим. механика силикатных дисперсных систем исследует естеств. и искусств, коллоиды в силикатных системах, их коллоидно-хим. св-ва, реологию, тиксотропные явления, формирование коагуляционных, конденсационных, кристаллизационных структур в системах глина—вода, цемент—вода и др. Химия кремнийорганич. соединений изучает способы синтеза и св-ва в-в, в состав к-рых входят наряду с др. элементами кремний и углерод, как низкомолекулярных (силаны и их производные), так и высокомолекулярных (полиорганосиликаты).

 

Знание структурных типов силикатных соединений, зависимости от них физ. св-в позволило создать необходимые технике новые материалы. Силикатные кера-мич. и стеклообразные материалы — основа электронагреват. элементов, полупроводниковых устройств, фотоэлементов, термосопротивлений, детекторов и модуляторов. Силикаты редкоземельных элементов — составная часть лазерных и люминофорных материалов. Микропористые стекла эффективно используются в процессах разделения и очистки полимеров, в биохим. синтезе, в жидкостной хроматографии. На основе силикатных и бо-росиликатных расплавов созданы компо-зиц. покрытия для защиты конструкц. материалов. Развитие Х.с. и появление новых материалов обеспечили возможность интенсификации и мн. традиц. тех-нологич. процессов в металлургии, химии, энергетике, стр-ве.

 

Вклад в развитие Х.с. внесли мн. ученые. Первые работы по исследованию строения силикатов связаны с именем Брэгга, позднее Н.В.Белова и его школы. Теорию кристаллич. состояния в-ва впервые детально разработал Е.С.Федоров. В изучении силикатных расплавов существ. результатов достигли О.А.Есин и К.С.Ев-стропьев. А.А.Байкову принадлежат работы по теории и термохимии твердения цемента, физико-химии спекания огнеупоров. Громадное значение имели работы Д.С.Белянкина в обл. кристаллографии, минералогии и петрографии силикатов, И.Г.Гребенщикова и А.А.Лебедева по исследованию структуры стекла, П.П.Будни-кова по широкому кругу проблем, касающихся физ.-хим. св-в силикатных материалов и технологии их произ-ва. Существ, вклад в развитие Х.с. внесли также В.Ф.Журавлев, В.Е.Грум-Грижмайло, Г.В.Куколев, Э.К.Келлер, А.Н.Лазарев, Е.А.Порай-Кошиц, М.М.Сычев, В.В.Ти-машев, Н.А.Торопов и др.

 

Проблемы Х.с. рассматриваются на международных конгрессах по химии стекла, цемента, керамики, на съездах нац. хим. и керамич. обществ, в т.ч. и всероссийских. Работы по Х.с. публикуются в "Журнале неорганической химии", "Журнале прикладной химии", в отраслевых журналах "Стекло и керамика", "Цемент", а также в изданиях национ. АН, университетов, вузов и НИИ.

 

Использование соврем, методов анализа позволило Х.с. выйти на новый этап развития. Методы радиоспектроскопии дали информацию о силе и симметрии локальных кристаллич. полей, характере хим. связи, строении электронных уровней примесных ионов, их валентном состоянии и положении в кристаллич. структуре. Благодаря использованию дифракционных методов исследования кристаллич. структур была создана кристаллохимия силикатов. Быстродействующая вычислит, техника стала инструментом для квантохим. расчетов, выявления кинетич. закономерностей, расчета структуры и св-в сложных молекул.

 



Кран автомобильный. Кран на базе трактора. Краски на минеральной основе. Краткосрочный прогноз. Кровельные материалы мастичные. Крупнощитовая опалубка. Камень гипсовый.

 

Главная  Термины [К] 



0.0069