Химия кремнезема: Часть 1, Айлер Р.

Кремнезем — самое распространенный химический элемент на планете Земля. По усредненным данным, в литосфере содержится 58,3 % SiO2, при­чем в виде отдельных самостоятельных пород (кварц, халцедон, опал) — около 12%. Земля, по-видимому, является самой «кремнеземной» частью нашей Вселенной; лунный грунт содержит примерно 41% SiO2, а изученные каменные метеориты — в среднем около 21 %. Вместе с тем необходимо отметить, что кремнезем встречается не только в виде минералов и в растворенном состоянии в водах, но содержится также (правда, в незначительных количествах) во многих живых организмах и растения, в том числе и в млекопитающих, играя в их процессе жизнедеятельности существенную и еще не до конца изученную роль. Традиционные изготовляемые человеком строительные и другие материалы, создаваемые на основе кремнезема — цемент и бетон, силикатные стекла, огнеупоры, тонкая и грубая керамика, эмали и т.п.— имеют огромное значение в жизни чело­века и по общим масштабам производства стоят на первом месте, превосходя даже продукцию металлургической и топливной промыш­ленности.

Основная цель настоящей книги — законченное и логически последовательное описание химии аморфного кремнезема, в том числе вопросов о растворимом кремнеземе и силикатных мате-риалах для его получения, о полимеризации такого кремнезема до поликремневых кислот, о коллоидных золях и гелях, химии поверхности кремнезема. При обсуждении практических применений золей и гелей акцент делается на химизм используемых процессов. Последняя глава, посвященная кремнезему в живых организмах, особенно важна ввиду того, что кремнезем обнаруживают во многих биологических системах и его можно считать важным микрокомпонентом. Со времени опубликования первого издания (1955 г.) необычайно сильно возрос объем литературы по коллоидным системам силикатов металлов, включая минералы, и по сложным кремневым эфирам. Поэтому указанные области пришлось исключить из рассмотрения.

Поскольку название книги «Химия кремнезема» может ввести в заблуждение широтой постановки вопроса, то для пояснения мы дали подзаголовок, более точно раскрывающий содержание: «Растворимость, полимеризация, коллоидные и поверхностные свойства, биохимия».

За последние годы наблюдается значительный рост областей науки и техники, связанных с получением и примене­нием различных коллоидных и микрогетерогенных форм кремнезема с развитой поверхностью — гелей, золей, порошков. Коллоидная химия кремнезема объединяет достаточно широкий и разнообразный круг научных и прикладных проблем, что по­зволяет выделять ее уже сейчас как важную, самостоятель­ную и прогрессирующую область коллоидной химии, перепле­тающуюся с рядом смежных физико-химических и других наук. На основе проведенных исследований созданы различные техно­логические процессы производства новых кремнеземсодержащих материалов, обладающих ценными предварительно заданными и специфиче­скими свойствами.