З усіх кисневих з'єднань кремнію найбільш відомий і широко поширений діоксид кремнію SiO2. Слід звернути увагу на фізичні і хімічні властивості основної кристалічної форми кремнезему-кварцу, а також його кольорових різновидів. Важливо також зрозуміти причини широкого поширення кварцу в природі. Необхідно знати основні області використання кварцу, особливо у виробництві тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів і виробів. Для розширення знань з даної теми рекомендується використовувати підручник Міловського «Мінералогія і петрографія».
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1 Вкажіть фізичні властивості кварцу.
2 Вкажіть хімічні властивості кварцу.
3 У чому причини широкого поширення кварцу в природі?
4 Назвіть кольорові різновиди кварцу.
5 Де використовується кварц?
6 Де використовується кварц, завдяки його п'єзоелектричним властивостям?
7 Яку продукцію виробництва тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів і виробів можна отримати з використанням кварцу?
Тема 3 Поліморфні різновиди кремнезему
Поліморфні різновиди кремнезему: b-кварц, a-кварц, a-тридимит, b-тридимит, g-тридимит, a-кристобалит, b-кристобалит. Приховано кристалічні форми кремнезему: халцедон, агат, яшма, кремінь, їх властивості та застосування. Кремнекислородних тетраедр-основа кристалічних структур кремнезему.
Практичне заняття №1 - Складання схеми поліморфних перетворень кремнезему.
Практичне заняття №2 - Використання схеми перетворень кремнезему в технології виробництва динасових виробів.
В результаті вивчення теми навчається повинен:
- мати уявлення про кремнекіслородним тетраедра;
- знати кристалічні і скритокрісталліческіе форми кремнезему.
Методичні вказівки щодо вивчення теми 3
При вивченні теми необхідно добре представляти одне з властивостей мінералів - поліморфізм, будова кремнезему. Важливо усвідомити, чим відрізняються один від одного кристалічні поліморфні різновиди кремнезему - за будовою, за властивостями. Слід звернути увагу на умови переходу одного різновиду в іншу, роль мінералізатора в цих перетвореннях. Дана схема перетворень лежить в основі технології випалу вогнетривких динасових виробів, облік поліморфних переходів, їх спрямоване, кероване проведення дозволяє забезпечити вихід якісної продукції. Необхідно добре знати фазовий склад готових динасових виробів, способи його регулювання та вплив складу на властивості. Для ознайомлення зі ськритокрісталлічеського формами кремнезему можна використовувати підручник Міловського «Мінералогія і петрографія».
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1 Назвіть поліморфні різновиди кремнезему.
2 Що лежить в основі будови всіх різновидів?
3 Чим відрізняються за будовою різновиди?
4 У чому відмінність у властивостях?
5 Скласти схему перетворень кремнезему при нагріванні і охолодженні.
6 Освітою яких різновидів закінчується охолодження?
7 Назвіть переходи I порядку. За яких умов вони протікають?
8 Назвіть переходи II порядку. За яких умов вони протікають?
9 Назвіть температуру переходів.
10 Назвіть об'ємні ефекти перетворень.
11 Який перехід є найнебезпечнішим з погляду зміни обсягу?
12 Вкажіть значення щільності утворюються різновидів.
13 Які переходи супроводжуються збільшенням обсягу?
14 Які переходи супроводжуються зменшенням об'єму?
15 Який різновид (форма) кремнезему найбільш бажана в готових динасових виробах?
16 Який різновид (форма) кремнезему небажана в готових динасових виробах?
17 Що таке мінералізатор?
18 Яка роль мінералізатора при переходах кремнезему?
19 Вкажіть фазовий склад готових динасових виробів?
20 Як можна регулювати фазовий склад виробів?
Тема 4 Аморфні різновиди кремнезему
Кварцові скло або лешательеріт. Властивості і застосування кварцового скла.
В результаті вивчення теми студент повинен:
- мати уявлення про аморфному будові кремнезему;
- знати властивості та застосування кварцового скла.
Методичні вказівки щодо вивчення теми 4.
Крім кристалічних різновидів кремнезем також має і аморфну різновид - кварцове скло. Під час вивчення цієї теми необхідно усвідомити, чим відрізняється кварцове скло від кристалічних форм кремнезему, виділивши позитивні властивості, які є основою для застосування кварцового скла у виробництві кераміки і вогнетривів. Слід докладніше вивчити питання, пов'язане із застосуванням кварцового скла при отриманні і розливання сталі.
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1 Чим відрізняються кристалічні тіла від аморфних?
2 Під якою назвою зустрічається кварцове скло в природі?
3 Як отримати кварцове скло в промисловості?
4 Яке властивість кварцового скла є причиною його винятковою термостойкости?
5 Чи має кварцове скло точку плавлення?
6 Де використовується кварцове скло?
Тема 5 Водні різновиди кремнезему
Монокремневая і дікремневая кислота. Полікремневие кислоти. Золі і гелі кремнієвої кислоти. Силікагель. Використання силікагелю в якості адсорбенту. Природні гідрати кремнезему: опал, діатоміт, трепел, опока.
В результаті вивчення теми студент повинен:
- мати уявлення про кремнієвих кислотах;
- знати властивості та застосування природних гідратів кремнезему.
Методичні вказівки щодо вивчення теми 5.
При вивченні теми слід звернути увагу на різноманіття кремнієвих кислот, їх загальні властивості, золообразное і гелевидний стан, умови переходу золю в гель, області застосування сілікателя (ксерогель). Додаткова інформація про природні гідратах кремнезему міститься в підручнику Міловського «Мінералогія і петрографія».
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1 Назвіть основні види кремнієвих кислот.
2 Що називається золем?
3 Що називається гелем?
4 Що є умовою переходу золю в гель?
5 Основні властивості сілікателя (ксерогель).
6 Де застосовується силікагель (ксерогель).
7 Назвіть природні гідрати.
8 Характерні властивості природних гідратів кремнезему.
9 Де застосовуються природні гідрати кремнезему?
Тема 6 Силікати лужних металів
Силікати натрію: Метасилікати, ортосілікати. Силікати калію. Розчинне рідке скло. Отримання і застосування розчинного скла.
В результаті вивчення теми студент повинен:
- мати уявлення про різновиди силікату натрію;
- знати властивості і способи отримання розчинного скла.
Методичні вказівки щодо вивчення теми
Тема пов'язана з темою курсу «Хімія», в якій вивчаються солі кремнієвої кислоти. При опрацюванні навчального матеріалу по темі слід звернути увагу на різноманіття солей - метасиликат і ортосілікатов лужних металів, які не придатні для виробництва ТН і СМіІ внаслідок низької їх температури плавлення. Найбільший інтерес з утримання теми представляє рідке (розчинне) скло, яке використовується в багатьох галузях виробництва, в тому числі і в виробництві вогнетривких матеріалів.
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1 Що таке Метасилікати?
2 Що таке ортосілікати?
3 Якими властивостями володіють силікати натрію і калію?
4 Чому силікати натрію і калію не придатні для виробництва вогнетривких матеріалів?
5 Що називається рідким (розчинним) склом?
6 Якими властивостями володіє рідке скло?
7 Які методи застосовуються для отримання рідкого скла?
8 Що собою являє сухий спосіб отримання?
9 Що собою являє мокрий спосіб отримання?
10 Де використовується рідке скло?
11 Наведіть приклади використання рідкого скла в виробництві вогнетривів.
Тема 7 Силікати лужноземельних металів
Силікати магнію: метасиликат і ортосілікат магнію. Форстер, олівін, енстатіт, кліноенстатіт. Гідросилікати магнію: зміїний, тальк, стеатит, азбест. Властивості і застосування силікатів і гідросилікатів магнію.
Силікати кальцію: метасиликат і ортосілікати кальцію. Волластонит, двухкальціевий силікат (білить), трехкальциевого силікат (Аліто). Освіта силікатів при випалюванні портландцементного клінкеру. Гідросилікати кальцію. Процеси гідролізу і гідратації, схоплювання і твердіння цементу. Теорія Байкова.
В результаті вивчення теми студент повинен:
- мати уявлення про силікату і гідросилікат магнію і кальцію;
- знати властивості і застосування силікатів і гідросилікатів;
- роль силікатів і гідросилікатів в технології виробництва в'яжучих матеріалів, вогнетривів і кераміки.