Химические свойства

При нагревании кислые карбонаты переходят в нормальные карбонаты:

При сильном нагревании нормальные карбонаты разлагаются на оксиды и углекислый газ:

Карбонаты реагируют с кислотами сильнее угольной (почти все известные кислоты, включая органические) с выделением углекислого газа:

Распростронение

Нормальные карбонаты широко распространены в природе, например: кальцит СаСО₃, доломит CaMg(CO₃)₂, магнезит MgCO₃, сидерит FeCO₃, витерит ВаСО₃, баритокальцит BaCa(CO₃)₂ и др. Существуют и минералы, представляющие собой основные карбонаты, например, малахит CuCO₃·Cu(ОН)₂.

Гидрокарбонаты натрия, кальция и магния встречаются в растворённом виде в минеральных водах, а также, в небольшой концентрации, во всех природных водах, кроме атмосферных осадков и ледников. Гидрокарбонаты кальция и магния обуславливают так называемую временную жёсткость воды. При сильном нагревании воды (выше 60 °C) гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются на углекислый газ и малорастворимые карбонаты, которые выпадают в осадок на нагревательныхэлементах, дне и стенках посуды, внутренних поверхностях баков, бойлеров, труб, запорной арматуры и т. д., образуя накипь.

73. Соединения кремния…

Соли кремниевых кислот — силикаты — в большинстве своем нерастворимы в воде; растворимы лишь силикаты натрия и калия. Они получаются при сплавлении диоксида кремния с ед- кими щелочами или карбонатами калия и натрия, например:

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.

Приведем формулы некоторых природных силикатов:

Каолин А1₂0₃ • 2Si0₂ * 2Н₂0 или ^Al₂Si₂O₉

Слюда белая К2О* 3AI2O3 * 6S1O2 * 2Н₂О или Н₄ К₂ АL₆Si₆О₂₄

Асбест СаО * 3MgO* 4SiO₂ илиCaMg3Si4O₁₂

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, но 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 рперации 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[А1₂Oз* 2SiO₂ * 2Н₂0] = ЗА1₂0з*2Si0₂ + 4SiO₂ + 6H₂0

Некоторые керамические изделия покрывают глазурью — тон­ким слоем стекловидного материала. Для этого изделие с нанесен­ным на йего 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.