Методические указания по изучению темы 2
Из всех кислородных соединений кремния наиболее известен и широко распространен диоксид кремния SiO2. Следует обратить внимание на физические и химические свойства основной кристаллической формы кремнезема-кварца, а также его цветных разновидностей. Важно также понять причины широкого распространения кварца в природе. Необходимо знать основные области использование кварца, особенно в производстве тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий. Для расширения знаний по данной теме рекомендуется использовать учебник Миловского «Минералогия и петрография».
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1 Укажите физические свойства кварца.
2 Укажите химические свойства кварца.
3 В чем причины широкого распространения кварца в природе?
4 Назовите цветные разновидности кварца.
5 Где используется кварц?
6 Где используется кварц, благодаря его пьезоэлектрическим свойствам?
7 Какую продукцию производства тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий можно получить с использованием кварца?
Тема 3 Полиморфные разновидности кремнезема
Полиморфные разновидности кремнезема: b-кварц, a-кварц, a-тридимит, b-тридимит, g-тридимит, a-кристобалит, b-кристобалит. Скрыто кристаллические формы кремнезема: халцедон, агат, яшма, кремень, их свойства и применение. Кремнекислородный тетраэдр-основа кристаллических структур кремнезема.
Практическое занятие №1- Составление схемы полиморфных превращений кремнезема.
Практическое занятие №2- Использование схемы превращений кремнезема в технологии производства динасовых изделий.
В результате изучения темы обучающийся должен:
- иметь представление о кремнекислородном тетраэдре;
- знать кристаллические и скрытокристаллические формы кремнезема.
Методические указания по изучению темы 3
При изучении темы необходимо хорошо представлять одно из свойств минералов - полиморфизм, строение кремнезема. Важно уяснить, чем отличаются друг от друга кристаллические полиморфные разновидности кремнезема – по строению, по свойствам. Следует обратить внимание на условия перехода одной разновидности в другую, роль минерализатора в этих превращениях. Данная схема превращений лежит в основе технологии обжига огнеупорных динасовых изделий, учет полиморфных переходов, их направленное, управляемое проведение позволяет обеспечить выход качественной продукции. Необходимо хорошо знать фазовый состав готовых динасовых изделий, способы его регулирования и влияние состава на свойства. Для ознакомления со скрытокристаллическими формами кремнезема можно использовать учебник Миловского «Минералогия и петрография».
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1 Назовите полиморфные разновидности кремнезема.
2 Что лежит в основе строения всех разновидностей?
3 Чем отличаются по строению разновидности?
4 В чем отличие в свойствах?
5 Составить схему превращений кремнезема при нагревании и охлаждении.
6 Образованием каких разновидностей заканчивается охлаждение?
7 Назовите переходы I порядка. При каких условиях они протекают?
8 Назовите переходы II порядка. При каких условиях они протекают?
9 Назовите температуру переходов.
10 Назовите объемные эффекты превращений.
11 Какой переход является самым опасным с точки зрения изменения объема?
12 Укажите значения плотностей образующихся разновидностей.
13 Какие переходы сопровождаются увеличением объема?
14 Какие переходы сопровождаются уменьшением объема?
15 Какая разновидность (форма) кремнезема наиболее желательна в готовых динасовых изделиях?
16 Какая разновидность (форма) кремнезема нежелательна в готовых динасовых изделиях?
17 Что такое минерализатор?
18 Какова роль минерализатора при переходах кремнезема?
19 Укажите фазовый состав готовых динасовых изделий?
20 Как можно регулировать фазовый состав изделий?
Тема 4 Аморфные разновидности кремнезема
Кварцевое стекло или лешательерит. Свойства и применение кварцевого стекла.
В результате изучения темы студент должен:
- иметь представление об аморфном строении кремнезема;
- знать свойства и применение кварцевого стекла.
Методические указания по изучению темы 4.
Кроме кристаллических разновидностей кремнезем также имеет и аморфную разновидность – кварцевое стекло. При изучении данной темы необходимо уяснить, чем отличается кварцевое стекло от кристаллических форм кремнезема, выделив положительные свойства, являющиеся основой для применения кварцевого стекла в производстве керамики и огнеупоров. Следует подробнее изучить вопрос, связанный с применением кварцевого стекла при получении и разливки стали.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1 Чем отличаются кристаллические тела от аморфных?
2 Под каким названием встречается кварцевое стекло в природе?
3 Как получить кварцевое стекло в промышленности?
4 Какое свойство кварцевого стекла является причиной его исключительной термостойкости?
5 Имеет ли кварцевое стекло точку плавления?
6 Где используется кварцевое стекло?
Тема 5 Водные разновидности кремнезема
Монокремневая и дикремневая кислота. Поликремневые кислоты. Золи и гели кремниевой кислоты. Силикагель. Использование силикагеля в качестве адсорбента. Природные гидраты кремнезема: опал, диатомит, трепел, опока.
В результате изучения темы студент должен:
- иметь представление о кремниевых кислотах;
- знать свойства и применение природных гидратов кремнезема.
Методические указания по изучению темы 5.
При изучении темы следует обратить внимание на многообразие кремниевых кислот, их общие свойства, золообразное и гелеобразное состояние, условия перехода золя в гель, области применения силикателя (ксерогеля). Дополнительная информация о природных гидратах кремнезема содержится в учебнике Миловского «Минералогия и петрография».
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1 Назовите основные виды кремниевых кислот.
2 Что называется золем?
3 Что называется гелем?
4 Что является условием перехода золя в гель?
5 Основные свойства силикателя (ксерогеля).
6 Где применяется силикагель (ксерогель).
7 Назовите природные гидраты.
8 Характерные свойства природных гидратов кремнезема.
9 Где применяются природные гидраты кремнезема?
Тема 6 Силикаты щелочных металлов
Силикаты натрия: метасиликаты, ортосиликаты. Силикаты калия. Растворимое жидкое стекло. Получение и применение растворимого стекла.
В результате изучения темы студент должен:
- иметь представление о разновидностях силиката натрия;
- знать свойства и способы получения растворимого стекла.
Методические указания по изучению темы
Тема связана с темой курса «Химия», в которой изучаются соли кремниевой кислоты. При проработке учебного материала по теме следует обратить внимание на многообразие солей – метасиликатов и ортосиликатов щелочных металлов, которые не пригодны для производства ТН и СМиИ вследствие низкой их температуры плавления. Наибольший интерес из содержания темы представляет жидкое (растворимое) стекло, используемое во многих отраслях производства, в том числе и в производстве огнеупорных материалов.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1 Что такое метасиликаты?
2 Что такое ортосиликаты?
3 Какими свойствами обладают силикаты натрия и калия?
4 Почему силикаты натрия и калия не пригодны для производства огнеупорных материалов?
5 Что называется жидким (растворимым) стеклом?
6 Какими свойствами обладает жидкое стекло?
7 Какие способы используются для получения жидкого стекла?
8 Что собой представляет сухой способ получения?
9 Что собой представляет мокрый способ получения?
10 Где используется жидкое стекло?
11 Приведите примеры использования жидкого стекла в производстве огнеупоров.
Тема 7 Силикаты щелочно-земельных металлов
Силикаты магния: метасиликат и ортосиликат магния. Форстерит, оливин, энстатит, клиноэнстатит. Гидросиликаты магния: серпентин, тальк, стеатит, асбест. Свойства и применение силикатов и гидросиликатов магния.
Силикаты кальция: метасиликат и ортосиликаты кальция. Волластонит, двухкальциевый силикат (белит), трехкальциевый силикат (алит). Образование силикатов при обжиге портландцементного клинкера. Гидросиликаты кальция. Процессы гидролиза и гидратации, схватывания и твердения цемента. Теория Байкова.
В результате изучения темы студент должен:
- иметь представление о силикатах и гидросиликатах магния и кальция;
- знать свойства и применение силикатов и гидросиликатов;
- роль силикатов и гидросиликатов в технологии производства вяжущих материалов, огнеупоров и керамики.