ГМ-19 хімія 27.11.2020
Виконану роботу надіслати на електронну пошту
27.11.2020
Комбіноване заняття (2 год.)
Тема 9.14. Сучасні силікатні матеріали.
Опрацювати: Хімія 11 клас (за посиланням «Підручники»), §29, с.175-180.
Виконати (письмово):
завдання 232-235, 237 на с.179:
232. Із наведеного переліку укажіть формули речовин, з якими реагує калій метасилікат: HNO3, NaCl, MgSO4, O2. Напишіть рівняння відповідних реакцій.
233. Як розпізнати карбонат і метасилікат Кальцію?
234. Запишіть рівняння реакцій, які необхідно здійснити, щоб добути метасилікатну кислоту із силіцій(IV) оксиду.
235. Знайдіть відповідність:
Назва матеріалу (речовини) Хімічна формула
1) звичайне скло; а) Na2SiO3, K2SiO3 (розчини);
2) рідке скло; б) Na2O•CaO•6SiO2;
3) кришталь; в) aNa2O•bK2O•cCaO• dB2O3•eSiO2;
4) хімічне скло; г) aK2O•bPbO•cB2O3•dSiO2.
237. За матеріалами з інтернету підготуйте повідомлення про фаянс, порцеляну та їх використання.
Силікати. Сполука SiO2 є кислотним оксидом. На запитання «Яка кислота походить від силіцій(IV) оксиду?» зазвичай відповідають: «Силікатна кислота H2SiO3 (точна назва сполуки — метасилікатна кислота)». Але відомо багато силікатів — природних і добутих у лабораторії, які містять не лише йони SiO32–, а і йони інших силікатних кислот — SiO44–, Si2O52– тощо. Склад мінералів, які є силікатами, часто подають за допомогою формул оксидів: діоптаз CuSiO3 · H2O, ортоклаз KAlSi3O8, каолініт Al2O3·2SiO2·2H2O, тальк 3MgO·4SiO2·H2O.
Більшість силікатів — хімічно пасивні сполуки. Лише водорозчинні солі Натрію і Калію вступають у реакції обміну з кислотами, іншими солями.
Розчини метасилікатів Na2SiO3 і K2SiO3 іноді називають рідким склом. Розчин солі Na2SiO3 — це відомий силікатний клей. Рідке скло використовують для просочування деревини з метою надання їй вогнетривкості.
Із силікатним клеєм можна провести цікавий дослід. Якщо цей клей розбавити водою і помістити в рідину кристалики забарвлених, розчинних у воді солей, наприклад ферум(ІІІ) хлориду, купрум(ІІ) сульфату, манган(ІІ) сульфату, нікель(ІІ) сульфату, то із них повільно виростатимуть різнобарвні «хімічні водорості». Це — суміші нерозчинних силікатів, гідроксидів і силікатної кислоти.
Силікатні матеріали. Силікати широко використовують на практиці, насамперед у будівництві. Найважливішими силікатними матеріалами є скло, кераміка, цемент.
Скло (звичайне, або віконне) — однорідна суміш (твердий розчин) силікатів Натрію та Кальцію і силіцій(IV) оксиду. Склад цього матеріалу подають як певної сполуки (силікату): Na2O•CaO•6SiO2.
Скло виробляють, здійснюючи реакцію соди й вапняку із кварцовим піском за температури 1400—1500 °С:
Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = Na2O•CaO•6SiO2 + 2CO2↑.
Утворюється в’язкий розплав скла. Його пропускають між вальцями, і він швидко застигає у вигляді листа. Посуд, інші предмети виробляють із розплавленої скломаси видуванням або формуванням.
Цікаво знати: скло почали виробляти в Єгипті та Месопотамії у IV тис. до н. е. Його використовували лише для прикрас.
Зелене і коричневе скло, із якого роблять пляшки, містить домішки оксидів Феруму. Компонентами скла для хімічного посуду є силіцій(IV) оксид, силікати і борати (солі кислот, що походять від кислотного оксиду B2O3) Натрію, Калію і Кальцію. Воно відрізняється від звичайного скла більшою хімічною і термічною стійкістю.
Кришталь — скло, яке замість силікатів Натрію і Кальцію містить силікати і борати Калію та Плюмбуму. Кришталь сильно заломлює світло і грає різними кольорами веселки.
Існує ще й кварцове скло — чистий переплавлений силіцій(IV) оксид. Це скло майже не змінює свого об’єму при зміні температури. Тому при зануренні розжареної кварцової склянки у холодну воду вона не тріскає. На відміну від звичайного скла кварцове пропускає ультрафіолетові промені; із нього виготовляють лампи для медицини.
Кераміка (слово походить від грецького keramos — глина) — найдавніший силікатний матеріал, винайдений людиною. Цей матеріал виготовляють із глини. Її замішують з водою й утвореній пластичній масі надають необхідної форми. Після термообробки виріб із глини твердне і набуває стійкості щодо води. Залежно від хімічного складу і технології розрізняють такі види кераміки: фаянс, порцеляна, майоліка, теракота. Керамічну основу мають цегла, черепиця, облицювальна плитка, сантехнічні вироби, кухонний і лабораторний посуд.
Цемент є сумішшю солей Кальцію — силікатів 2CaO•SiO2 (або Ca2SiO4), 3CaO•SiO2 (або Ca3SiO5) і алюмінату 3CaO•Al2O3 (або Ca3(AlO3)2). При додаванні води до цементу його компоненти повільно взаємодіють із нею, і суміш поступово твердне.
Цемент — в’яжучий складник бетону. Бетон готують змішуванням цементу і піску з водою. Заливаючи такою сумішшю залізну арматуру, дріт, рейки, отримують залізобетон.
ВИСНОВКИ:
Силікати — солі силікатних кислот. Вони нерозчинні у воді (крім солей лужних елементів), тугоплавкі, термічно стійкі й хімічно пасивні.
Найважливішими силікатними матеріалами є скло, кераміка, цемент. Їх використовують у будівництві, а скло і кераміку — ще й для виготовлення посуду різного призначення, художніх виробів, предметів домашнього вжитку.
Комментарии
Отправить комментарий