制备硅酸的试验研究

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1、制备硅酸的实验研究一、实验方法制备硅酸溶胶向盛有适量lmol-L1稀盐酸的试管里，逐滴加入适量饱和硅酸钠溶液，用力振荡，即得到无色透明硅酸溶胶。制备硅酸凝胶向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里，逐滴加入几滴浓盐酸，振荡，静置，即得到无色透明果冻状硅酸凝胶。向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里，慢慢通入二氧化碳或二氧化硫气体，一会儿可得到无色透明果冻状硅酸凝胶。向试管里注入半试管水，通lmin〜2min二氧化硫气体，直至饱和，配成亚硫酸溶液备用。向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里，滴入儿滴酚駄试液，溶液呈红色，然后逐滴加入亚硫酸，振荡，待红色消失或接近

2、消失时，迅速形成透明果冻状硅酸凝胶。向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里，滴入儿滴酚駄试液，溶液呈红色，然后逐滴加入稀盐酸，振荡，至红色退到接近无色时，静置一会儿，即形成透明的硅酸凝胶。向盛有少量饱和硅酸钠溶液的试管里，加入氯化钱的浓溶液，可以立即得到白色的硅酸凝胶。向盛有少量饱和硅酸钠的试管里,加入氯化铝的浓溶液，可以立即得到白色的硅酸沉淀。试管里盛有少量饱和碳酸氢钠溶液，滴入儿滴酚駄试液作指示剂，溶液呈无色，然后逐滴加入硅酸钠溶液至混合液呈红色，同样析出硅酸沉淀。3.有关化学反应方程式Na2SiO3+2HCl==H2SiO31+2NaCIN

3、a2SiO3+2CO2+H2O==H2SiO3i+Na2CO3Na2SiO3+2SO2+H2O==H2SiO31+Na2SO3Na2SiO3+2CH3COOH==H2SiO31+2CH3COONaNa2SiO34-2NH4Cl+2H2O=H2SiO3l+2NH3H2O+2NaCl3Na2SiO3+2AlC13+6H2O==3H2SiO31+6NaClNa2SiO3+2NaHCO3==H2SiO3i+2Na2CO3二、实验研究1.硅酸是二元弱酸（&=2><10一叫K2=1x10~,2）,酸性比碳酸还要弱。在可溶性的硅酸盐（硅酸钠、硅酸钾）溶液

4、里加入强酸（盐酸、硫酸等）可得到硅酸。制备硅酸的反应比较SZ杂，反应先生成正硅酸（H4SQ4），然后转化为硅酸溶胶，若硅酸溶胶浓度大，可在一定条件下转化为硅酸凝胶。硅酸脱水可生成焦硅酸（H6Si2O7）及其他多硅酸。将硅酸凝胶脱水（加热），可得到白色透明的多孔性固体硅胶。硅胶对极性物质有较强的吸附作用，常用作干燥剂和吸附剂，也可作为催化剂的载体。1.硅酸钠与盐酸反应可能出现三种情况：（1）形成稳定的溶胶；（2）形成不稳定的溶胶；（3）生成凝胶沉淀。在实验过程中溶液的浓度、温度、反应混合溶液的酸碱度（pH）、试剂添加的顺序等，对产物都有很大的

5、影响。2.反应混合溶液的酸碱度（pH）对产物的影响都很大，经实验研究有下列规律：（1）当混合溶液的pH为3〜5时，可得到是室温下稳定的硅酸溶胶；加热该硅酸溶胶也不易凝聚，难以形成硅酸凝胶。如果再缓慢继续向该溶液里加入硅酸钠溶液，当pH调到约为8〜9时，则有白色胶状硅酸凝胶沉淀。（2）当混合溶液的pH为6〜7时，可以得到不稳定的硅酸溶胶。用这种硅酸溶胶做丁达尔胶体实验，现象很明显。将该硅酸胶体稍稍加热，就会立即得到白色胶状硅酸凝胶沉淀。（3）当混合溶液的pH为8〜9时，迅速生成稳定的硅酸溶胶，这种溶胶迅速凝聚，很快将整个混合物凝结成一种果冻的

6、胶状物质。（4）硅酸钠是强碱弱酸盐，它能与强酸（盐酸、硫酸）、H2SO3,H2COs等反应，生成酸性更弱的硅酸。硅酸钠溶液显强碱性，它也能与显酸性的盐（NH.（CL,ALCL3等）溶液发生水解反应，生成硅酸沉淀。硅酸钠、碳酸蛍钠溶液都显碱性，它们之间也能反应生成硅酸沉淀，这是因为硅酸钠溶液里的SiOs2-只能水解，而碳酸氢钠里的HCO厂既能水解又能电离：SiO32_+H2O=HSiO3_+OH_KH]=1・Oxl（p2HSiO3~+H2O=H2SiO3+OH_KH2=5.Ox10-3HCO3~+H2O=H2CO3+OH_KH2=2.3x10

7、-8HCO3_+H2O=H3O++CO32"K2=5.6x10-11硅酸根离子的水解程度比碳酸氢根的水解程度大得多，硅酸根水解生成的氢氧根离子抑制了碳酸氢根的水解，迫使碳酸氢根电离，从而促进了硅酸钠和碳酸氢钠溶液反应，生成了硅酸沉淀。（5）在制备硅酸溶胶、凝胶时可以不断准确控制好溶液的酸碱度（pH）,以生成溶胶或生成硅酸凝胶。通常是先制备稳定的硅酸溶胶（pH为3〜5）,再逐滴加入少量硅酸钠溶液，制备不稳定的硅酸胶体（pH为6〜7）,稍稍加热，或再加入几滴硅酸钠溶液，就会立即转化为硅酸溶胶。若要制备硅酸凝胶，可在硅酸钠溶液里加1滴〜2滴酚瞅溶

8、液，溶液显红色，然后加入酸性物质(HC1,H2SO4,SO2，C02,NH4CI,ALCI3等)待红色消失或接近消失时，迅速形成透明果冻状硅酸凝胶。这种方法操作简单，迅速准确，现