3. Силікатна кислота та її солі

Силікатна (кремнієва) кислота H 2 Si O 3 — дуже слабка, нерозчинна у воді кислота. Її отримують у вигляді драглистого осаду при дії сильних кислот на розчини силікатів:

Особливості властивостей силікатної кислоти пояснюються її будовою. Силікатна кислота не має постійного складу, тому замість формули H 2 Si O 3 інколи використовують запис Si O 2 ⋅ n H 2 O . Кислота має полімерну будову:

Силікатна кислота нестійка і при тривалому зберіганні або підвищеній температурі розкладається на воду і силіцій(\(IV\)) оксид:

Силікатна кислота не розчиняється у воді, не дисоціює, не змінює забарвлення індикаторів. Як і всі кислоти, вона реагує з основними і амфотерними оксидами і г ідроксидами . У результаті реакцій утворюються солі силікати ( Na 2 Si O 3 , CaSi O 3 ).

З силікатів розчинні лише солі лужних металів, і їх називають розчинним або рідким склом . Силікати натрію і калію входять до складу силікатного клею .

Концентровані розчини цих солей використовуються для просочення дерев’яних виробів і тканин з метою надання їм вогнетривких властивостей . При висиханні силікати утворюють склоподібний шар, який не пропускає воду, тому застосовуються і в якості водовідштовхувальних покриттів .

У природі зустрічаються силікати і алюмосилікати . До них належать граніт , слюда , азбест , глина . Ця доступна сировина давно освоєна людиною і широко використовується у будівництві.

Глина легко формується, при спіканні стає твердою, тому вона застосовується для виготовлення керамічних виробів.

Кремнієва кислота

Кремнієва кислота – H2SiO3, її солі – силікати. Розчиняються лише солі лужних металів (натрію і калію), решта – ні, вони тугоплавкі.

На повітрі водні розчини дуже швидко мутніють, тому що вуглекислий газ витісняє H2SiO3 з її солей. Кремнієва кислота – нерозчинна кислота. Це якість відіграє велику роль для визначення силікатів в розчині (якісна реакція):

Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2SiO3 + H2SiO3↓.

Отримання кремнієвої кислоти.

Кремнієву кислоту одержують сплавленням оксиду кремнію з лугами:

SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2.

Концентровані розчини силікатів лужних металів (калію та натрію) називають рідким склом. Воно дуже гидролизовано:

K2SiO3 + H2O ⇄ 2KOH + H2SiO3↓.

Рідке скло застосовують для приготування клею, водонепронецаемых тканин.

Цемент використовують в якості будівельного матеріалу як в’яжучий засіб, що твердне на повітрі. Існує кілька видів, серед яких розрізняють: звичайний і портландський цемент.

«Схоплювання» звичайного цементу відбувається через утворення карбонату кальцію з СО2:

CaO· SiO2 + CO2 + H2O = CaCO3 + H2SiO3.

«Схоплювання» портландського цементу відбувається за рахунок гідролізу силікатів, в результаті чого утворюються нерозчинні кристалогідрати:

Ca3SiO5 + H2O = Ca2SiO4 + Ca(OH)2

Ca2SiO4 + 4h 2 o = Ca2SiO·4h 2 o.