Lösungsgleichgewicht, Lösungsvorgang und Kolloidstruktur der Kieselsäure

Abstract

Durch Messungen des Lösungsgleichgewichtes, der Lösungsgeschwindigkeit und durch elektronenmikroskopische Abbildungen war es möglich, einen tieferen Einblick in Strukturen kolloider Kieselsäure zu gewinnen. In Lösung entstehendes Si (OH) 4 kondensiert zu der lepidoiden kolloiden Kieselsäure ( OH)6 bis zur Einstellung eines Kondensations-Hydrolyse-Gleichgewichts, in dem einzig nur diese beiden Verbindungen nachweisbar sind. Die Kolloidteilchen der Kieselsäure bauen sich in zwei einander überschneidenden Stufen auf. Die erste besteht in der Bildung kleiner Kieselsäurenetze, von denen, nachgewiesen durch Unterschiede in der Lösungsgeschwindigkeit, etwa 4% ihrer Siliciumatome in Form besonders OH-reicher. hydrolyseaktiver Gruppen am Netzrand verteilt sind. In der zweiten Stufe kondensieren die Netze über einzelne bewegliche Siloxan-Randbrücken zu Netzverbänden und diese untereinander weiter zu Teilchen größeren Mol.-Gew. ohne wesentliche Größenzunahme der Netze. Das ergibt sich daraus, daß das mittlere Verhältnis Gesamtsiliciumatome der Netze: Si-Atome der Netzränder weitgehend unabhängig von der Mol.-Gew.-Zunahme beim Altern eines Soles ist. Bei dem bekannten Ausfrieren eines Kieselsäuresoles bewirken Koagulation und Eisdruck die Ausscheidung fester, kristallin aussehender Schuppen. Ihre elektronenmikroskopisch sichtbar gemachte hexagonale Spaltbarkeit läßt darauf schließen, daß die Netze der durch Ausfrieren koagulierten Kolloidteilchen parallel- und strukturgerichtet durch zwischenmolekulare Kräfte aneinanderhaften.