Дегидратация и дегидроксилирование бентонита Каратага Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН

2006, том 49, №3

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 552.52:543.42

Член-корреспондент АН Республики Таджикистан М.А.Куканиев, Ф.С.Шаропов ДЕГИДРАТАЦИЯ И ДЕГИДРОКСИЛИРОВАНИЕ БЕНТОНИТА КАРАТАГА

В последнее время бентонитовые глины находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Изучение и использование местных бентонитов и определение их физико-химических свойств является актуальной проблемой [1-5]. В настоящей работе исследуется изменение поверхностных гидроксильных групп в бентоните при его дегидратации и дегидроксилировании.

Весовым методом определяли количество воды, удаляемой в процессе нагревания порошка бентонита Каратагского месторождения. Результаты опыта показаны в таблице.

Таблица

Изменение массы бентонита при различных температурах

Т, °С 20 60 90 120 200 250 350

т - масса удаляемой воды, % - 1,5 3 5 10 12 12

После нагревания при различных температурах (20,60,90,120,200,250,350) были записаны инфракрасные спектры бентонитов с различной степенью дегидроксилирования, которые представлены на рисунке.

Рис. ИК-спектры бентонита Каратага, нагретого до различных температур (1 - 20°С, 2 - 90°С, 3 - 120°С, 4 - 200°С, 5 - более 250°С ).

60

Как видно из рисунка, при нагревании бентонита в ИК-спектрах в области длин волн 3610-3720см"1, которые характерны для к гидроксильных групп, наблюдается уменьшение пиков и при 250-350°С эти пики исчезают.

Данные таблицы и рисунка показывают, что дегидроксилирование бентонита Каратага начинается от температуры 90°С и продолжается до 250°С.

Из литературных данных известно [6], что бентониты имеют формулу А1203 х 4БЮ2 х 3Н20, которая соответствует следующей структуре:

OH

HO\ /\ /O A'

SiSi

hO

O-A'-O^ -V "'OH

OH

По нашим данным, при нагревании до температуры 90°С удаляются молекулы воды, которая присутствует в бентоните в количестве 3%, а при дальнейшем увеличении температуры до 250°С уменьшение массы бентонита составляет уже 9% (12-3).

Отсюда вычисляем число молекул воды в бентоните.

X(Al2O3 x 4SíO2)t(H2O) = W%(Al2O3 x 4SiO2)/Mr(AhO3 x 4SiO2): W%(H2O)/ Mr(H2O) =

= 91/342:9/18 = 0,26 : 0,5 = 1:2

Рассчитанная нами формула бентонита соответствует Al2O3 x 4SiO2 x 2Н2О, а не Al2O3 x 4SiO2 x 3H2O.

Такое несовпадение, по нашему мнению, зависит от расположения гидроксильных групп в молекуле бентонита, и дегидроксилирование происходит по следующей реакции:

OH

HO\ /\ /O-A'

Si Si

O Q .OH

HO V N

УХ

^-</4/ "'OH

OH

-2H2O

OH

O /O A' O=SL Si

v\

O

\Л-

O--A'-O o

O

OH

Как видно, одна молекула бентонита имеет 6 гидроксильных групп, из которых 2 расположенных рядом пары образуют 2 молекулы воды, а две остающиеся, которые расположены далеко друг от друга, не могут образовать воду и для их отщепления, по-видимому, нужна огромная энергия.

Институт химии им. В.И. Никитина Поступило 27.02.2006 г.

АН Республики Таджикистан

ЛИТЕРАТУРА

1. Шаропов Ф.С. Эфирное масло иссопа зеравшанского и его сорбция на бентонитовых глинах. - Автореферат дисс. на соискание учёной степени канд.хим.наук. Душанбе, 2002.

2. Бургеева Е.В., Евстратова К.Н. и др. Практикум по физической и коллоидной химии. М.: Высшая школа. 1990, 255с.

3. Тарасевич Ю.И., Радул Н.М., Овчаренко Ф.Д. - Коллоидный журнал. 1968, т. 30, №1, с.137-143.

4. Майнулов Л.А., Клюковский Г.И. Физическая химия и химия кремния. М.: Промстройиздат, 1950, 290с.

5. Л. Литтл. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул. М: Мир. 1969, 515с.

6. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. М.: Мир, 1982, 327с.

М.А.Куканиев, Ф.С.Шаропов БЕОБСОЗЙ ВА БЕГИДРОКСИЛСОЗИИ БЕНТОНИТИ ^APATOF

Дар мак;олаи зерин бо усули спектрх,ои ИС хднгоми гарм кардани бентонити ^аратог беобсозй ва бегидроксилсозии он нишон дода шуда аст.

М.А. Kukaniev, F.S.Sharopov THE DEHEDRATION AND DEHYDROXYLATION OF BENTONITE OF KARATAG

In this article have shown with method of IR-spectra dehydration and dehydroxylation of bentonite of Karatag.