Получение геля кремнезема и изучение его основных свойств

Гель кремнезема – гетерогенная система, состоящая из губчатой твердой фазы, в порах которой распределена жидкая фаза – вода. Вся вода, находящаяся в силикагеле, удерживается в абсорбционно-связанном виде, и ее полного удаления можно достигнуть только при продолжительном нагревании силикагеля при 900-1000°. Для приготовления геля кремнезема техническое жидкое стекло разбавляют дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы получить раствор с концентрацией 5-10%. К полученному раствору при помешивании приливают 10-процентный раствор серной кислоты до исчезновения розовой окраски от фенолфталеина. Выделившийся объемистый аморфный осадок геля Si02 переносят в фарфоровую чашку и без предварительной промывки водой высушивают на водяной бане. В процессе сушки гель Si02 время от времени растирают стеклянным пестиком. Когда осадок будет почти высушен, его переносят на фильтр и промывают горячей водой (дистиллированной) до исчезновения в промывной воде ионов. Такой высушенный осадок промывается гораздо легче и быстрее влажного. Весьма важное свойство геля Si02 – его способность удерживать большое количество воды, поэтому необходимо ознакомиться с процессами его обезвоживания. 1. Свежеполученный гель Si02 содержит: на один моль Si02 до 300 молей Н20, и в этом состоянии он представляет собой полужидкую массу, легко теряющую воду. 2. Путем сжатия геля Si02 между пластинками под некоторой нагрузкой можно довести содержание в нем воды до! 20 молекул на одну молекулу Si02. В этом состоянии он сохраняет некоторую пластичность, и его легко можно резать ножом. 3. При содержании шести молекул Н20 на одну молекулу Si02 гель становится настолько твердым, что легко растирается в порошок. При дальнейшей потере воды гель приобретает вид прозрачного вещества и становится еще более твердым. 4. В пределах содержания 1,5-2 молекул Н20 на одну молекулу Si02 происходит внезапное превращение прозрачного геля в мутный. Это помутнение постепенно растет, пока не образуется совершенно белое вещество. 5. При содержании в геле 0,5-1 молекулы Н20 на одну молекулу Si02 происходит внезапное просветление геля, остающегося без изменения до окончания высушивания – до содержания в нем 0,1-0,2 молекулы воды на 1 молекулу Si02. В процессе высушивания геля Si02 необходимо проследить изменение его состояния и сделать заключение о процессе обезвоживания Si02, отметив его характерные особенности.