uabooks.top

E téma tananyaga segít nektek:

bővíteni ismereteiteket a szilikátokról; információt kapni a szilikátipar termékeiről és azok alkalmazásáról.

A szilikátok. A szih'cium-dioxid - SiO₂ a savképző oxidokhoz tartozik. Arra a kérdésre, hogy milyen savnak felel meg a szilídum(IV)-oxid, többnyire azt a választ kapjuk: a H₂SiO₃ képletű kovasav (szili-kátsav¹) anhidridje. Csakhogy nagyon sok tennészetes és mesterségesen előállított szilikát ismeretes, amely nemcsak

-ionokat, hanem más szi-

likátsavak ionjait

is tartalmazzák.

Ezért a szilikáttartalmú kőzetek, ásványok képleteit többnyire oxidok formájában írják fel.

83. ábra

Szilikát-

ásványok

A szilikátok vízben nem oldódnak (kivéve az alkáli fémek szilikátjait), hőállóak, magas az olvadáspontjuk. A kaolinit - agyagásvány.

A szilikátok többsége kémiailag passzív, csak a vízben oldódó nátrium- és kábum-szilikátok lépnek cserebomlási reakcióba a savakkal és a sók vizes oldataival.

A nátrium- és a kálium-metaszilikátok (Na₂SiO₃ és K₂SiO₃) oldatait vízüvegnek is nevezik. A nátrium-szilikát vizes oldata a számotokra is jól ismert szili-kátalapú ragasztó. Vízüveget használnak a fa imp-regnálására (átitatására), hogy tűzállóvá tegyék.

A szilikátalapú ragasztóval érdekes kísérletet lehet végezni. Egy nagyobb főzőpohárba vízüveg (nátri-um-szilikát) oldatot töltünk, hogy körülbelül a pohár feléig legyen a folyadék. Dolyunkazoldatba néhány színes, vőben oldódó kristályt Iehetezvas(III)-Idorid, réz(ll)-szulfát, mangán(ll)-szulfát, nikkel(ll)-szutfát A sók az oldatban feloldódnak és színes szilikátgélek formájában azonnal kiscsapódnak a kristályok körül. Egy kis idő múlva a kristályok elkezdenek felfelé növekedni, és úgy néznek ki, mintha korallszálak lennének (84. ábra). A virágaink anyaga vőben nem oldódó szilikátok, hidroxidok és kovasav keveréke.

A szilikátipar anyagai. A szüikátokat széleskörűen alkalmazzák, különösen az építőiparban. Az üveg, a kerámia, a cement - mind a szilikátipar termékei.

84. ábra

A vegyész virágoskertje -kísérlet

Az üveg (közönséges- vagy ablaküveg) - a nátrium- és a kaldum-szilikát, valamint a Szikcium(IV)-oxid homogén keveréke (szilárd oldata). Összetételét oxidokkal ábrázolják: Na₂0*Ca0-6Si0₂.

A közönséges ablaküveget szódából, mészkőből és kvarchomokból állítják elő 1400-1500 °С hőmérsékleten:

Viszkózus üvegolvadék képződik. Az olvadt üveget lassan húzzák és hengersorral továbbítják, majd méretre darabolják. így készül a síküveg. Az edényeket vagy egyéb üvegtárgyakat fuvással vagy formázással alakítják ki.

Színes üvegek előállításakor a kiindulási anyagokhoz színt adó fémoxidokat vagy fémeket adnak. A vas-oxidok összetételüktől függően zöldre vagy sárgára színezik az üveget (85. ábra). A laboratóriumi edények összetétele: szilícium(IV)-oxid, nátrium-, kálium- és kaldum-szihkátok és borátok¹.

85. ábra

Szállítószalag az üveggyárban

¹A B₂O₃ anhidridből kialakuló bórsav sója.

A laboratóriumi üveg jól viseli a hőmérsékletváltozásokat és ellenáll a kémiai hatásoknak.

A kristályüveget kálium-karbonátból, ólom(II)-oxidból és kvarchomokból gyártják. A kristálynak nagy a fénytörő képessége, ezért alkalmas igényesen megmunkált, díszes üvegtárgyak gyártásához.

A kvarcüveg összeolvasztott, nem kristályos szi-lícium-dioxid. A kvarcüveg hőmérsékletváltozáskor szinte nem is változtatja meg térfogatát. Míg a felhevített ablaküveg hirtelen hűtés hatására darabokra törik, a kvarcüveg nem változik. A kvarcüveg, ellentétben az ablaküveggel, átereszti az ultraibolya sugárzást, ezért lámpákat készítenek belőlük, amit az orvosi gyakorlatban használnak.

Érdekes

tudnivaló

Az üveget Egyiptomban és Mezopotámiában kezdték el készíteni і. e. a IV. évezredben. Csak díszítésre használták.

A kerámiagyártás a szilikátipar egyik ágazata. A kerámia¹ nyersanyaga az agyag. Az agyagot meg-őrlik, tisztítják, vízzel keverik és megfelelő keménységűre gyúrják. Majd formázzák, szárítják és égetéssel szilárddá, keménnyé, vízzel szemben ellenállóvá teszik. A nyersanyag alapján és a technológiai folyamat szerint különböző kerámiafajtákat különböztetünk meg: fajansz, porcelán, majolika, terrakotta. A kerámiatermékekhez sorolható a tégla, a tetőcserép, a kályhacsempe, a burkoló csempe, a mosdókagyló, a konyhai és a laboratóriumi edények (86. ábra).

86. ábra

A kerámiagyártás termékei

A cementet mészkő és agyag keverékéből készítik égetéssel, majd utána őrléssel. Vagyis a cement kalcium-sók -2Ca0«Si0₂ (vagy Ca₂SiO₄), 3Ca0*Si0₂ (vagy Ca₃SiO₅) és aluminátok -3CaO*Al₂O₃ (vagy Ca₃(AlO₃)₂) keveréke. Amikor a

cementhez vizet adunk, összetevői lassan kölcsönhatásba lépnek egymással és a keverék fokozatosan megszilárdul.

A cement a beton kötőanyaga. A beton összetevői a kavics, a homok, a cement és a víz. A beton-építmények szilárdsága fokozható, ha az építménybe vasrudakból készült rácsozat van beágyazva és ezt töltik fel betonkeverékkel. Ez az építőanyag a vasbeton.

ÖSSZEFOGLALÁS

A szilikátok a szilikátsavak sói. Vízben nem oldódnak (kivéve az alkáli fémek szili-kátjai), magas az olvadáspontjuk, hőállóak és kémiailag passzív anyagok.

A szilikátipar termékei az üveg, a kerámia és a cement. Ezeket az építőiparban alkalmazzák; az üveget és a kerámiát különböző eszközök, művészeti termékek, háztartási cikkek gyártására is használják.

232. Az alábbi képletekből válasszátok ki, melyik anyaggal lép reakcióba a kálium-metaszilikát: HNO₃, NaCl, MgSO₄, O₂. írjátok fel a megfelelő reakcióegyenleteket.

233. Hogyan lehet megkülönböztetni a kalcium-karbonátot a kalci-um-metaszilikáttól?

234. írjátok fel azokat a reakcióegyenleteket, amelyek segítségével szilícium(IV)-oxidból kovasav (metaszilikát-sav) állítható elő.

235. Keressétek meg az anyag neve és a képlete közötti megfelelőséget:

Az anyag neve

1) közönséges üveg;

2) vízüveg;

3) kristályüveg;

4) laboratóriumi üveg;

236. A kémiai kísérletekhez miért üvegedényt és nem műanyagból készült edényt használnak?

237. Internet vagy más információforrás segítségével készítsetek rövid ismeretterjesztő előadást a fajanszról és a porcelánról, valamint alkalmazási területükről.

238. Az optikai üveg összetétele tömegszázalékban kifejezve: PbO -65,3; SiO₂ - 31.6, a többi szennyező anyag. Vezessétek le az optikai üveg képletét, írjátok fel oxidok alakjában.

 

Ez a tankönyv anyaga Kémia a 11. osztály számára Pavlo Popéi