Кремнієва кислота та її застосування

Кремнієва кислота теоретично являє собою з'єднання оксиду кремнію і води. Причому співвідношення цих її складових може бути найрізноманітнішим. Тому в загальному вигляді їх склад може бути представлений формулою. При цьому кремнієві кислоти з наявністю різної кількості оксиду кремнію і води, тобто з різними значеннями параметрів n і m, можуть легко переходити з одного стану в інший. Таким чином, n і m в цьому випадку можна вважати змінними величинами.

Теоретично кремінна кислота може бути отримана при взаємодії силікату одного з лужних металів (наприклад, натрію) і однієї з «сильних» кислот (наприклад, соляної). Таким шляхом у вільному стані були виділені (отримані) деякі з таких кислот: метакремнієва, ортокремневая та інші. Приміром, хімічна реакція отримання метакремнієвої кислоти:

+ 2HCl = + 2NaCl

Однак отримати в чистому вигляді кремнієву кислоту практично неможливо. У водних розчинах (а вони виходять пересичені) кремнієва кислота в результаті процесу полімеризації стає основою освіти колоїдних розчинів, мають досить невеликий період існування. Далі з цих розчинів в результаті коагуляції утворюється гель. У цьому і укладена застосування кремнієвої кислоти, так як, осушивши це гель, отримують так званий силікагель, який використовується як осушувач і абсорбент. Крім того, застосовуючи спеціальні стабілізатори, з колоїдних розчинів отримують стійкі колоїди (або золи), які також знаходять застосування у виробництві.

Кремнієва кислота є малорастворимой, слабкою і термічно нестійкою. При нагріванні відбувається розкладання кремнієвої кислоти, що виражається наступною хімічною реакцією:

=

Вона також більш слабка кислота, ніж та ж вугільна. У силу цього кремнієва кислота у водних розчинах витісняється вугільної кислотою зі своїх різних солей. Як приклад, це можна бачити в реакції:

= +

Солі кремнієвих кислот отримали назву силікатів. Вони мають велике поширення в природі. Так, до складу земної кори в основному входять кремнеземи і силікати. До них відноситься польовий шпат, різні глини, слюда, тальк і багато інших. Силікати входять і в склади гірських порід - граніту, базальту та інших. Кристалами силікатів є і такі відомі камені, які в силу їх рідкості і краси вважають дорогоцінними, як смарагди, топази і аквамарини.

Більшість силікатів у воді не розчиняється. Винятком є лише силікати натрію і калію. Їх можна отримати при сплаву з відповідним гидроокислов або карбонатом. Наприклад,

+ = +

Водні розчини таким способом отриманих солей, мають назву «рідкого скла». Воно знаходить широке застосування як сполучна речовина при виробництві кислототривких бетонів, а крім того, використовуються при виготовленні всім відомих віконної замазки та канцелярського клею. В якості вогнестійкою і водонепроникної просочення їм обробляють також вироби з тканини, дерева та паперу.

Силікати, в складі яких є алюміній, отримали називання алюмосиликатов. До них відносяться слюда і польовий шпат, хоча їх склад набагато складніше. Так, польовий шпат, крім оксиду кремнію і оксиду алюмінію містить також оксиди натрію, калію і натрію. У складі слюди, крім алюмінію і кремнію, є водень, натрій або калій, але можуть бути, хоча рідше зустрічаються, також кальцій, магній або залізо.

Взагалі застосування силікатів в сучасних умовах досить широко і різноманітно. Гірські силікатні породи використовуються, як будівельні матеріали. Силікати застосовують як сировину у виробництві цементу, різних наповнювачів кераміки, скла тощо. Слюда і азбест використовуються при виробництві різних термо- і електроізоляційних матеріалів.