Силіцій(IV) оксид. Силікати. Сучасні силікатні матеріали

Тема заняття: Силіцій(IV) оксид. Силікати. Сучасні силікатні матеріали

1. Силіцій(IV) оксид (кремнезем)

1.1. Фізичні властивості

Дуже тверда, тугоплавка речовина. Найбільш поширена сполука у земній корі (12% маси). Чиста речовина – кварц.

Різновиди кварцу:

•      пісок;
• гірський кришталь;
• аметист (фіолетовий);
• топаз (димчастий);
• халцедон (агат та яшма).

1.2. Хімічні властивості

SiO₂ + 2NaOH  Na₂SiO₃ + Н₂О

SiO₂ + CaO  CaSiO₃

SiO₂ + Na₂CO₃  Na₂SiO₃ + CO₂

SiO₂ + 4HF  SiF₄ + H₂O (взаємодія плавикової кислоти зі склом)

1.3. Добування

H₂SiO₃  SiO₂ + H₂O

2. Силікатна кислота

Біла драглиста речовина, нерозчинна у воді. Дуже слабка кислота.

H₂SiO₃ + 2NaOH  Na₂SiO₃ + 2Н₂О

H₂SiO₃  SiO₂ + H₂O

Добування

Na₂SiO₃ + 2HC1  2NaCl + H₂SiO₃

3. Силікати

3.1. Природні силікати

К₂О  А1₂О₃  6SiO₂ – польовий шпат;

Аl₂О₃  2SiO₂  2Н₂О – каолін (біла глина);

3MgO  2SiO₂  2Н₂О – асбест.

Гірські породи вивітрюються під впливом навколишнього середовища:

К₂О  А1₂О₃  6SiO₂ + 2Н₂О + СО₂  А1₂О₃  2SiO₂  2Н₂О + К₂СО₃ + 4SiO₂

             ^{польовий шпат                                                                                             глина                                     солі                  пісок}

3.2. Сучасні силікатні матеріали

  Скло:

– віконне Na₂O  СаО  6SiO₂;                                              

– тугоплавке К₂О  СаО  6SiO₂;                                      кольорове:

– кришталеве К₂О  РbО  6SiO₂;                                      Cr₂O₃ – зелене;

– скловолокно, склотканина.                                           CoO – синє;

                                                                                      Fe₂O₃ – червоно-буре;

                                                                                             MnO – фіолетове.

  Цемент – добувають випалюванням суміші глини, вапняку та піску. Після змі-шування з водою стає каменеподібним:

СаО  SiO₂ + СО₂ + Н₂О  СаСО₃ + H₂SiO₃

  Бетон – це суміш цементу, води та наповнювачів (пісок, гравій, щебінь, шлак).

  Кераміка – це матеріали та вироби з природної глини, одержані шляхом випалю-вання та сушки:

– груба кераміка (цегла, черепиця, гончарні вироби);

– тонка кераміка (фарфор, фаянс).