КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Характеристика вагонов 81-717(714) 27 страница
При высокой температуре кремний вступает в соединение со многими металлами, образуя силициды. Например, при нагревании диоксида кремния с избытком металлического магния восстанавливающийся кремний соединяется с магнием, образуя сили-. цид магния Mg2Si; 4Mg + SiOs = Mg2Si + 2MgO 179. Соединения кремния с водородом и галогенами. При действии соляной кислоты на силицид магния Mg2Si получается крем-неводород (силан) SiH4, подобный метану: Mg,Si + 4НС1 = 2MgCl2 + SiH4T Силан SiH4 — бесцветный газ, самовоспламеняющийся на воз-' духе и сгорающий с образованием диоксида кремния и воды: £Ш4 + 202 = Si02 + 2H20 Кроме SiH4, известно несколько других кремневодородов, которые носят общее название силанов, например дисилан Si2H6, три-силан Si3H8. Силаны аналогичны углеводородам, но отличаются от них малой стойкостью. Очевидно, что связь между атомами кремния гораздо менее прочна, чем связь между атомами углерода, вследствие чего цепи —Si—Si—Si— легко разрушаются. Непрочна также связь кремния с водородом, что указывает на значительное ослабление у кремния неметаллических свойств. Хлорид кремния SiCU получается нагреванием смеси диоксида кремния с углем в струе хлора: Si02 + 2С + 2С12 = SiCl4 + 2COf цли хлорированием технического кремния. Он представляет собой Жидкость, кипящую при 57 °С. При действии воды хлорид кремния подвергается полному гидролизу с образованием кремниевой и соляной кислот! SiCl4 + 3H20 = H2Si08 + 4НС1 Вследствие этой реакции при испарении SiCl4 во влажном воздухе образуется густой дым. Хлорид кремния применяется для синтеза кремнийорганических соединений. Фторид кремния SiF4 образуется при взаимодействии фтороводорода с диоксидом кремния; Si02 + 4HF = SiF4f + 2Н20 Это—бесцветный газ с резким запахом. Как и хлорид кремния, в водных растворах SiF4 гидролизуетсяг SiF4 + ЗН20 = H2Si03 + 4HF Образующийся фтороводород взаимодействует с SiF4. При этом получается гексафторокремниевая (или кремнефтористоводород* ная) кислота H2SiF6; SiF4 + 2HF =H2SiFe Суммарный процесс выражается уравнением! 3SiF4 + ЗН20 = 2H2SiFe + H2Si03 По силе гексафторокремниевая кислота близка к серной. Соли ее — кремнефториды, или фторосиликаты, в большинстве своем растворимы в воде; малорастворимы соли натрия, калия, рубидия, цезия, практически нерастворима соль бария. Сама кислота и все фторосиликаты ядовиты. Фторосиликат натрия Na2SiF6 применяется в качестве инсектицида, а также входит в состав смесей для производства цементов и эмалей. Растворимые фторосиликаты магния, цинка, алюминия применяют в строительстве. Эти вещества делают поверхность строительного камня — известняка, мрамора — водонепроницаемой. Такое их действие объясняется образованием малорастворимых фторидов и кремнезема. 180. Диоксид кремния. Наиболее стойким соединением кремния является диоксид кремния, или кремнезем, Si02. Он встречается как в кристаллическом, так и в аморфном виде. Кристаллический диоксид кремния находится в природе главным образом в виде минерала кварца. Прозрачные, бесцветные кристаллы кварца, имеющие форму шестигранных призм с шестигранными пирамидами на концах, называются горным хрусталем (рис. 134). Горный хрусталь, окрашенный примесями в лиловый цвет, называется аметистом, а в буроватый— дымчатым топазом. Но чаще кварц встречается в виде сплошных полупрозрачных масс, бесцветных или окрашенных в разные цвета. Одной из разновидностей кварца является кремень. К мелкокристаллическим разновидностям кварца относятся агат и яшма. Кварц входит также в состав многих сложных горных пород, например гранита и гнейса. Из мелких зерен кварца состоит обычный песок. Чистый песок— белого цвета, но чаще он бывает окрашен соединениями железа в желтый или красноватый цвет. Кристаллический диоксид кремния очень тверд, нерастворим в воде и плавится около 1610°С, превращаясь в бесцветную жидкость. По охлаждении этой жидкости получается прозрачная стекловидная масса аморфного диоксида кремния, по виду сходного со стеклом. Аморфный диоксид кремния распространен в природе гораздо меньше, чем кристаллический. На дне морей имеются отложения тонкого пористого аморфного кремнезема, называемого трепелом или кизельгуром. Эти отложения образовались из Si02, входившего в состав организмов диатомовых i водорослей и некоторых инфузорий,
Рис. 134, Кристаллы горного хрусталя, Кислоты, за исключением плавиковой, не действуют на диоксид кремния. Плавиковая же кислота легко вступает с ним в реакцию, образуя фторид кремния и воду (см. стр. 350). Кремнезем в виде песка широко применяется в строительстве, в производстве стекла (см. § 182), керамики (см. § 183), цемента (см. § 184), абразивов. Особая область применения кварца связана с тем, что он способен деформироваться под действием электрического поля. Это свойство кристаллов кварца используется в звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре и для генерации ультразвуковых колебаний. 181. Кремниевые кислоты и их соли. Диоксид кремния — кислотный оксид. Ему соответствуют слабые малорастворимые в воде кремниевые кислоты. Их можно представить общей формулой nSi02-mH20. В свободном состоянии выделены ортокремниевая HtSiOf, метакремниевая (или кремниевая) H2Si03 и несколько других кислот. Метакремниевая кислота довольно легко образует пересыщенные растворы, в которых она постепенно полимеризуется и переходит в коллоидное состояние. С помощью стабилизаторов можно получить стойкие золи кремниевой кислоты высокой концентрации. Эти растворы применяются в некоторых производствах, например, при изготовлении бумаги, для обработки воды. В отсутствие стабилизаторов золь кремниевой кислоты переходит в гель. При его высушивании образуются пористые продукты (с и л и к а г е л ь), применяемые в качестве осушителей и адсорбентов. Соли кремниевых кислот — силикаты — в большинстве своем нерастворимы в воде; растворимы лишь силикаты натрия и калия. Они получаются при сплавлении диоксида кремния с едкими щелочами или карбонатами калия и натрия, например: Si02 + 2NaOH = Na2Si03 + Н20 Si02 + K2C03 = K2Si03 + С02Т Благодаря внешнему сходству со стеклом и растворимости в воде силикаты натрия и калия получили название растворимого стекла. Растворимое стекло в виде водных растворов, называемых жидким стеклом, применяется для изготовления кислотоупорного цемента и бетона (см. § 184), для керосинонепроницаемых штука-турок по бетону, для пропитывания тканей, для приготовления огнезащитных красок по дереву, для химического укрепления слабых грунтов. В растворах Na2Si03 и K2Si03 сильно гидролизованы; эти растворы имеют щелочную реакцию. Силикаты чрезвычайно распространены в природе. Как уже упоминалось, земная кора состоит главным образом из кремнезема и различных силикатов. К природным силикатам принадлежат полевые шпаты, слюда, глины, асбест, тальк и многие другие минералы. Силикаты входят в состав целого ряда горных пород: гранита, гнейса, базальта, различных сланцев и т. д. Многие драгоценные камни, например изумруд, топаз, аквамарин, представляют собой хорошо образованные кристаллы природных силикатов. Состав природных силикатов выражается в большинстве случаев довольно сложными формулами. Ввиду сложности этих формул, а также недоказанности существования соответствующих поликремниевых кислот, принято писать их несколько иначе, чем обычные формулы солей. Дело в том, что всякую соль кислородной кислоты можно рассматривать как соединение кислотного оксида с основным (или даже с двумя основными оксидами, если это двойная соль). Например, СаСОз можно рассматривать как соединение СаО и С02, А12 (564)3 — как соединение А1203 и 3SO3 и т. д. На этом основании при изображении состава силикатов обычно пишут отдельно формулы диоксида кремния и всех оксидов, образующих силикат, соединяя их точками. Приведем формулы некоторых природных силикатов: Каолин Al203-2Si02-2H20 или H4Al,St209 Слюда белая К20 • ЗА1203 • 6Si02 • 2Н20 или H4K2Al6Sia024 Асбест CaO-3MgO-4Si02 или CaMg3Si40,2 Как уже указывалось ранее, силикаты, содержащие алюминий, называются алюмосиликатами. Самыми важными из них являются полевые шпаты. В состав полевых шпатов, кроме оксидов кремния и алюминия, входят еще оксиды калия, натрия или кальция. Обычный полевой шпат, или ортоклаз, содержит оксид калия; состав его выражается формулой КгО-А^Оз-бЗЮг. Преобладающий цвет полевых шпатов — белый или красный. Полевые шпаты встречаются в природе как в виде сплошных залежей, так и в составе сложных горных пород. К алюмосиликатам относятся также слюды, отличающиеся способностью раскалываться на тонкие, гибкие листочки. Слюды имеют сложный состав и наряду с кремнием и алюминием содержат водород, калий или натрий; в состав некоторых слюд входят также кальций, магний и железо. Обычная белая слюда, большие прозрачные пластинки которой вследствие их тугоплавкости часто применяются для закрывания отверстий в различных печах, представляет собой силикат калия и алюминия. Слюды, содержащие большое количество железа и магния, имеют черный цвет. Отдельно слюды встречаются не часто, но они входят в состав многих горных пород. Из кристалликов кварца, полевого шпата и слюды состоят самые распространенные сложные горные породы — грач ниты и гнейсы. На поверхности Земли минералы и горные породы, соприкасаясь с атмосферой и подвергаясь механическому и химическому действию воды и воздуха, постепенно изменяются и разрушаются. Это разрушение, обусловленное совместной деятельностью воды и воздуха, называется выветриванием. Например, вода, содержащая диоксид углерода, действует на ортоклаз таким образом, что КгО отщепляется и, соединяясь с С02, дает поташ К2СО3; отщепляется также часть Si02, а остаток соединяется с водой и образует новый силикат — каолин, составляющий основу различных глин. Разложение ортоклаза можно выразить уравнением: К20 • А1203 • 6S i02 + С02 + яН20 = = К2СО3 + 4S Ю2 • (ft - 2)Н20 + А1203 • 2Si02 • 2Н20 каолин Чистый каолин встречается сравнительно редко. Он имеет белый цвет и содержит лишь незначительную примесь кварцевого песка. Такой каолин используется для приготовления фарфора. Обычная глина представляет собой смесь каолина с другими веществами, окрашивающими ее в желтовато-бурый или синеватый цвет. Соединения кремния играют важную роль в народном хозяйстве. О применении диоксида кремния говорилось в § 180. Ряд силикатных пород, например граниты, применяются в качестве строительных материалов. Силикаты служат сырьем при производстве стекла, керамики и цемента (см. следующие параграфы). Слюда и асбест используются как электроизоляционные и термоизоляционные материалы. Из силикатов изготовляют наполнители для бумаги, резины, красок. Некоторые алюмосиликаты обладают рыхлой структурой и способны к ионному обмену. Такие силикаты — природные и особенно искусственные — применяются для водоумягчения (см. §212). Кроме того, благодаря своей сильно развитой поверхности, они используются в качестве носителей катализаторов, т. е. как материалы, пропитываемые катализатором. 182. Стекло. При нагревании смесей многих силикатов с другими силикатами или с диоксидом кремния получаются прозрачные аморфные сплавы, называемые стеклами. По структуре стекла представляют собой переохлажденные системы. Катионы и анионы вещества стекла расположены друг относительно друга как в жидкости, т. е. с соблюдением лишь ближнего порядка (см. § 53). В то же время тип движения ионов в стеклах — в основном колебания — характерен для твердого состояния. Такое строение находит отражение в том, что в отличие от веществ, находящихся в кристаллическом состоянии, стекла не имеют четких температур плавления и затвердевания. При нагревании стекло размягчается, постепенно переходя в жидкое состояние. При охлаждении расплавленного стекла затвердевание тоже происходит постепенно, 182. Стекло
Стекло известно человеку с древних времен. Но на протяжении многих столетий им пользовались только для изготовления оконных стекол и посуды. В настоящее время получают стекла с раз"-нообразными свойствами и используют их в различных целях. Для получения стекол с определенными свойствами пользуются разными исходными материалами. Кроме того, свойства стекол зависят от технологического процесса их изготовления. Обычное оконное стекло, а также стекло, из которого приготовляется большая часть стеклянной посуды (бутылки, стаканы и т. п.), состоит главным образом из силикатов натрия и кальция, Сплавленных с диоксидом кремния. Состав такого стекла приблизительно выражается формулой Na20-CaO-6Si02. Исходными материалами для его получения служат белый песок, сода и известняк или мел. При сплавлении смеси этих веществ происходят следующие реакции: СаСОз + Si02 = CaSi03 + C02t Na2C03 + Si02 = Na2Si03 + C02f Часто соду заменяют сульфатом натрия Na2S04 и углем. Уголь восстанавливает сульфат натрия в сульфит натрия■ Na2S03, который, вступая в реакцию с песком, образует силикат натрия: 2Na2S04 + 2Si02 + С = 2Na2Si03 + 2S02f + C02f Если при варке стекла заменить соду поташом, то получается тугоплавкое стекло. Оно применяется для изготовления посуды, способной выдерживать сильное нагревание. При сплавлении диоксида кремния с поташом и оксидом свинца получается тяжелое стекло, называемое хрусталем и содерл<ащее силикаты калня и свинца. Такое стекло обладает большой лучепреломляющей способностью н прн шлифовании приобретает сильный блеск; из него делают оптические стекла н художественную посуду. Большое влияние на свойства стекла оказывает замена части Si02 борным ангидридом В203. Прибавление борного ангидрида увеличивает твердость стекла, делает его более стойким к химическим воздействиям и менее чувствительным к резким изменениям температуры. Из такого стекла изготовляется высококачественная химическая посуда. Стекло обычно причисляют к веществам, нерастворимым в воде. Однако при продолжительном действии воды на обычное стекло вода отчасти извлекает из него силикат натрия. Если, например, взболтать истертое в порошок стекло с водой и затем прибавить несколько капель фенолфталеина, то жидкость окрашивается в розовый цвет, обнаруживая щелочную реакцию (вследствие гидролиза Na2Si03). Кроме перечисленных видов стекла, большое значение имеет стекло, приготовленное непосредственно из расплавленного в электрической печи кварца. Кварцевое стекло можно подвергать действию более высоких температур, чем обычное. Оно пропускает ультрафиолетовые лучи, которые обычное стекло задерживает, Очень ценным качеством" кварцевого стекла является то, что коэффициент его термического расширения весьма мал. Это значит, что при нагревании или охлаждении объем кварцевого стекла почти не изменяется. Поэтому сделанные из него предметы можно сильно накалить и затем опустить в холодную воду: они не растрескиваются. Кварцевое стекло применяется для изготовления лабораторной посуды и в химической промышленности. Оно используется также для изготовления электрических ртутных ламп, свет которых содержит много ультрафиолетовых лучей. Ртутные лампы применяют в медицине, для научных целей и при киносъемках. К недостаткам кварцевого стекла относятся трудность его обработки и хрупкость. Вытягиванием расплавленного стекла через мелкие отверстия (фильеры) можно получать нити диаметром от 2 до 10 мкм — так называемое стеклянное волокно. Оно не хрупко и имеет очень большую прочность на разрыв. Ткани из этого волокна негорючи, обладают тепло-, электро- и звукоизолирующими свойствами, химически стойки. Ценные свойства получаемых из стеклянного волокна материалов позволяют широко использовать их в различных областях техники. Большое значение при этом имеет доступность и дешевизна основного сырья и сравнительная простота производства стеклянного волокна. Путем сочетания стеклянного волокна с различными синтетическими смолами получают новые конструкционные материалы — стеклопластики. Они в 3—4 раза легче стали, но не уступают ей по прочности, что позволяет с успехом заменять ими как металл, так и дерево. Из стеклопластиков, например, изготовляют трубы, выдерживающие большое гидравлическое давление и не подвергающиеся коррозии. Стеклопластики находят все большее применение в автомобильной, авиационной, судостроительной промышленности. Стеклообразное состояние вещества термодинамически неустойчиво. Стекла существуют лишь благодаря тому, что при охлаждении расплавленного стекла его вязкость возрастает очень быстро, так что кристаллизация не успевает произойти. Вводя в исходные вещества добавки, ускоряющие кристаллизацию, и проводя варку по определенному режиму, можно получать стеклокристалли-ческие материалы — с и т а л л ы. По своей структуре ситаллы представляют собой мелкие кристаллы, спаянные пленками иезакристаллнзовавшегося стекла. Они обладают высокой прочностью, твердостью, химической и термической стойкостью. По электрическим свойствам ситаллы относятся к изоляторам. Из ситаллов можно изготовлять дешевые и прочные строительные материалы, электроизоляторы, радиодетали, аппаратуру для химических производств. 183. Керамика. Керамикой называются материалы и изделия, изготовляемые из огнеупорных веществ, например из глины, карбидов и оксидов некоторых металлов. В зависимости от применения различают строительную, огнеупорную, химически стойкую, бытовую и техническую керамику. К строительной керамике относятся кирпич, черепица, трубы, облицовочные плитки. Огнеупорные керамические материалы применяются для внутренней обкладки различных печей, например, доменных, сталелитейных, стеклоплавильных. Химически стойкая керамика устойчива к действию химически агрессивных сред не только при комнатной, ио и при повышенных температурах; она применяется в химической промышленности. К бытовой керамике относятся фаянсовые и фарфоровые изделия. Техническая керамика применяется для изготовления изоляторов, конденсаторов, автомобильных и авиационных зажигательных свечей, высокотемпературных тиглей, термопарных трубок. Процесс изготовления керамических изделий состоит из приготовления керамической массы, формования, сушки и обжига. Эти Операции проводятся по-разному в зависимости от природы исходных материалов и от требований, предъявляемых к продукту. Например, при изготовлении кирпича сырье — глина с добавками других минералов — измельчается, перемешивается и увлажняется. Получающуюся пластичную массу формуют, сушат и подвергают Обжигу (обычно при 900 °С). При обжиге происходит спекание, обусловленное химическими реакциями в твердой фазе. Спекание проводится по строго определенному режиму и приводит к получению материала, обладающего заданными свойствами. Основную реакцию, претекающую при обжиге глины, можно схематически представить уравнением 3[А1203 • 2Si02 • 2Н20] = ЗА1203 ■ 2Si02 + 4Si02 + 6Н2От Некоторые керамические изделия покрывают глазурью — тонким слоем стекловидного материала. Для этого изделие с нанесенным на Него слоем порошка, состоящего из кварца, полевого шпата и некоторых добавок, подвергают повторному обжигу. Глазурь делает керамику водонепроницаемой, предохраняет ее от загрязнений, защищает от действия кислот и щелочей, сообщает ей блеск. 184. Цемент. К важнейшим материалам, изготовляемым силикатной промышленностью, относится цемент, потребляемый в огромных количествах при строительных работах. Обычный цемент (силикатцемент) получают путем обжига смеси глины с известняком. При обжиге цементной смеси карбонат кальция разлагается на диоксид углерода и оксид кальция; последний вступает во взаимодействие с глиной, причем получаются силикаты и алюминаты кальция. Цементная смесь обычно приготовляется искусственно. Но местами в природе встречаются известково-глинистые породы — мергели, которые по составу как раз подходят к цементной смеси. Химический. состав цементов выражают обычно в процентах содержащихся в них оксидов, из которых главными, являются СаО, А120з, Si02 и FeaOa. При замешивании силикатцемента с водой получается тестообразная, через некоторое время затвердевающая масса. Переход ее из тестообразного состояния в твердое называется «схватыванием». Процесс затвердевания цемента протекает в три стадии. Первая стадия заключается во взаимодействии поверхностных слоев частичек цемента с водой согласно схеме: ЗСаО • Si02 + «Н20 = 2СаО • Si02 • 2Н20 + Са(ОН)2 + (я - 3)Н20 Из содержащегося в цементном тесте раствора, насыщенного гндроксидом кальция, последний выделяется в аморфном состоянии и, обволакивая цементные зерна, превращает их в связную массу. В этом состоит вторая стадия —» собственно схватывание цемента. Затем начинается третья стадия — кристаллизация или твердение. Частицы гидроксида кальция укрупняются, превращаясь в длинные игольчатые кристаллы, которые уплотняют массу силиката кальция. Вместе с тем нарастает механическая прочность цемента. При употреблении цемента в качестве вяжущего материала его обычно смешивают с песком и водой; эта смесь называется ц е». ментным раствором. При смешивании цементного раствора с гравием или щебнем получают бетон. Бетон — важный строительный материал; из него строят своды, арки, мосты, бассейны, жилые дома и т. п. Сооружения из бетона с основой из стальных балок или стержней называются железобетонными. В царской России производилось небольшое количество цемента. После Октябрьской революции непрерывно возрастающая потребность народного хозяйства в строительных материалах вызвала значительный рост цементной промышленности, особенно усилившийся в последние годы, в связи с обширной программой промышленного и жилищного строительства. На цементных заводах нашей страны было выработано цемента: Годы Млн. т Годы Млн. т 1913 1,8 1953 16 1940 5,8 1985 131 Кроме силикатцемента, выпускаются и другие виды цементов, в частности глиноземистый и кислотоупорный. Глиноземистый цемент получают сплавлением тонко размолотой смеси боксита (природного оксида алюминия) с известняком. Этот цемент содержит В процентном отношении больше оксида алюминия, чем силнкатцемент. Глав* ными соединениями, входящими в его состав, являются различные алюминать! Кальция. Глиноземистый цемент затвердевает гораздо быстрее, чем силикатный. Кроме того, он лучше противостоит действию морской воды. Глиноземи-стый цемент гораздо дороже силикатцемента, поэтому он применяется в строительстве лишь в специальных случаях. Кислотоупорный цемент представляет собой смесь тонко размолотого квар-. цевого песка с «активным» кремнеземистым веществом, обладающим высоко* развитой поверхностью. В качестве такого вещества применяют или трепел, подвергнутый предварительно химической обработке, или искусственно получен* «ый диоксид кремния. После прибавления к указанной смеси раствора силиката катрия получается Пластичное тесто, превращающееся в прочную массу, про* тивостоящую всем кислотам, кроме фтороводорода. Кислотоупорный цемент применяется главным образом в качестве вяжущего вещества при футеровке химической аппаратуры кислотоупорными плитками, JB ряде случаев им заменяют более дорогой свинец. 185. Кремнийорганические соединения. Для кремния известно большое число соединений, а которых атомы кремния химически саязаны с атомами углерода. Эти соединения называются крем* нийорганическими. В 1936 г. советский ученый К. А. Андрианов разработал метод синтеза высокомолекулярных кремнийорганических соединений, положенный в основу промышленного способа получения ряда продуктов, обладающих ценными свойствами. Андрианов синтезировал сложные эфиры веществ, являющихся производными ортокремниевой кислоты Si (ОН) 4, в которой одна, две или три гидроксильные группы заменены углеводородными радикалами, например; СНз СНз О-СНз 1 I 1 СНз—Si—О—СН3 СНз—Si—О—СНз СН3—Si—О—СН3 СН3 О—СНз О—СНз При гидролизе этих эфиров должны были бы получаться соответствующие гидроксилсодержащие соединения кремния, но они тотчас же конденсируются с отщеплением молекул воды и образованием поликонденсатов. Например, вещества, получающиеся при гидролизе смеси (CH3)2Si (ОСН3)2 и (CH3)3SiOCH3, могут далее конденсироваться согласно схеме: СНз СНз СНз СНз СНз—S i— Oi" Н + H0l- s i—о! Н + HO "j— S i—О; Н"+НО"(—Si—СН3 —* С Н3 С Нз С Нз СНз СНз СНз СНз СНз | J | 1 ■—> СНз—Si—O—Si—О—Si—О—Si—CH3 + 3H20 I I I I СНз СНз СНз СНз г При небольшой степени конденсации (если молекулы содержат около десяти атомов кремния) получаются жидкости, применяв* мые в качестве смазочных масел. К их ценным свойствам относит* ся незначительное изменение вязкости в широком интервала температур и химическая стойкость. По сравнению с обычными смазочными материалами, представляющими собой смеси пределы ных углеводородов, они значительно более стойки к действию вы*; соких температур. При более высокой степени конденсации получаются смолооб* разные вещества. Вследствие прочности связей Si—О такие смоль! весьма стойки к нагреванию; они обладают также хорошими элек«троизоляционными свойствами и применяются для изоляции элек* тропроводов там, где обычная изоляция ввиду высокой температуч ры может быстро разрушаться^ На основе кремнийорганические смол получают каучукоподобные материалы, сохраняющие свою эластичность при температурах от —60 до +200 °С и не разрушающиеся даже при 300 °С. Кремнийорганические соединения применяются для придания несмачиваемости стеклу, бумаге, ткани, строительным материалам.
ГЕРМАНИЙ, ОЛОВО, СВИНЕЦ 186. Германий (Germanium). Этот элемент, существование которого было в 1871 г. предсказано Д. И. Менделеевым на основе периодического закона, открыт в 1886 г. немецким химиком Винк-лером (см. § 19). Общее содержание германия в земной коре составляет около 0,0007 % (масс). Минералы, содержащие германий в сколько-нибудь значительных количествах, крайне редки. Источником получения германия обычно служат побочные продукты, получающиеся при переработке руд цветных металлов, а также зола от сжигания некоторых углей. В компактном состоянии германий имеет серебристый цвет и по внешнему виду похож на металл. При комнатной температуре он устойчив к действию воздуха, кислорода, воды, соляной и разбавленной серной кислот. Азотная и концентрированная серная кислоты окисляют его до диоксида Ge02, особенно при нагревании} Ge + 2H2SO4 = Ge02| + 2S02T + 2Н20 Германий взаимодействует также со щелочами в присутствии пероксида водорода. При этом образуются соли германиевой кис~ лоты — германаты, например: Ge -f 2NaOH + 2Н202 = Na2GeOa + 3H20 Соединения германия(II) малоустойчивы. Гораздо более характерны для германия соединения, в которых степень его окисленности равна +4. Диоксид германия Ge02 — белые кристаллы плотностью 4,703 г/см8, заметно растворимые в воде, причем раствор проводит электрический ток. Получают Ge02 различными способами; в частности, он может быть получен нагреванием германия в кислороде или окислением его концентрированной азотной кислотой. Диоксид германия — амфотерное соединение с сильно преобладающими кислотными свойствами, вследствие чего он легко растворяется в щелочах, образуя германаты. Германоводороды. Действуя на хлорид германия GeCl4 амальгамой натрия в токе водорода или же разлагая кислотами сплав германия с магнием, можно получить тетрагидрид германия GeH4. Это бесцветный газ, который аналогично гидриду мышьяка при нагревании разлагается, образуя на стенках реакционного сосуда металлическое зеркало.
Дата добавления: 2014-11-16; Просмотров: 426; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |