New&

Doświadczenie 15. Badanie zachowania krzemianu sodu wobec tlenku węgla(IV) i mocnych kwasów

Przygotuj: krzemian sodu. węglan wapnia, roztwór kwasu solnego, wodę. probóirti, szkiełko zegarkowe, zestaw do sączenia

Nalej do dwóch probówek roztwory krzemianu sodu (szkła wodnego) rozcieńczonego wodą w stosunku objętościowym 1 : I. Jeden z roztworów nasycaj tlenkiem węgla(IV), aż do wytrącania osadu. Do drugiego roztworu dodawaj kroplami rozcieńczony roztwór kwasu solnego, aż do wytrącania osadu. Osad wytrącony kwasem solnym zmieszaj z wodą. przesącz i pozostaw na szkiełku zegarkowym do wyschnięcia. Zapisz obserwacje i równanie reakcji chemicznej w zeszycie.

Stężone roztwory wodne metakrzemianu sodu lub potasu zawierające nadmiar tlenku krzemu(IV) są nazywane popularnie szkłem wodny— (odpowiednio sodowym lub potasowymi). Szkło wodne sodowe stosuje się do wyrobu kitów, impregnowania drewna i tkanin, konserwacji ją. Krzemiany są solami bardzo słabych kwasów (znacznie słabszych ci kwasu węglowego; Ki = 1.2 ■ 10^-10, Ko = 1,6 • 1(J^-12) i dlatego krzemiany litowców (jedynie rozpuszczalne w wodzie) ulegają hydrolizie anionc-wej z utworzeniem mieszaniny nierozpuszczalnych w wodzie kwasów krzemowych nSi0₂-/nH₂0 (początkowo powstąją kwasy metakrzemo-.y-i ortokrzemowy odszczepiające następnie cząsteczki wody i tworzące w wyniku kondensacji kwasy polikrzemowe), np.:

Si(Ą- + 2H₂0-* H₂Si0₃ + 20H"

SiOf + 3H₂0-- H₄Si0₄ + 20H‘

2H₂Si0₃-- H₂Si₂0₅ +    H₂0

2H₄Si0₄-*    H~Si₂0₇ +    H₂0

3H₄Si0₄-* H_aSi₃O₁₀ + 2H_aO itp.

Kwasy krzemowe można także otrzymać w reakcji krzemianów z tlenkiem węgla(IV) i mocnymi kwasami (np. HCl_liW, II₂S0₄):

Na₂Si0_3:il(i) + C0₂ + H₂0 -—> H₂Si0_3|fi) + Na₂C0₃ Na₂Si0_3<nq> + 2HC1—> R₂SiO,_1lf| + 2NaCl H₂Si0₃ + H₂0 —>    H₄SiO.

SiO|" + 2H⁺->    HoSiOg

Przebieg reakcji z udziałem C0₂ świadczy o tym, że kwasy krzemowe są słabszymi elektrolitami od kwasu węglowego.

Pierwiastki - węg łowca

Tlenek krzemu(IV) nie roztwarza się w kwasach, z wyjątkiem kwasu fluorowodorowego (i gazowego fluorowodoru). Reakcja przebiega z utworzeniem gazowego SiF, i nazywana jest trawieniem szkła:

Si0₂ + 2 H₂F₂-* SiF._1(gl + 2 H₂0

Stopiony tlenek podczas ochładzania nie krystalizuje, lecz tworzy bezpostaciową masę - szkło kwarcowe. O budowie wewnętrznej i właściwościach fizycznych szkieł pisaliśmy w rozdziale III (I część podręcznika

244