Слоистые силикаты монтмориллонитного состава являются типичными представителями катионных глин. Структура монтмориллонита трехслойна и имеет толщину силикатного слоя 0,9 – 0,94 нм. Одна элементарная ячейка монтмориллонита образована 20 атомами кислорода и четырьмя гидроксильными группами, что составляет 8 силикатных тетраэдров и четыре алюминийсодержащих октаэдра.
В межслоевом пространстве находятся обменные катионы ( Na, K, Ca ) и молекулы воды, препятствующие слипанию слоев. В монтмориллоните заряд сосредоточен в октаэдрических слоях и распределяется по всем атомам кислорода в структуре.
Кислотно-основные свойства монтмориллонита обусловлены наличием в их структуре гидроксильных групп кислотно-основного характера SiOH и AlOH. В монтмориллонитах кислые и основные гидроксильные группы расположены на боковых гранях и ребрах пластинчатых частиц.
Монтмориллониты – минералы белого или серого цвета, при наличии примесей – бурые, красные, зеленоватые, с розовым и серо-синим оттенком, имеющие матовый блеск. Плотность монтмориллонитов составляет 1,8 г/см3.
Монтмориллониты имеют трехслойный пакет – два слоя кремнекислородных тетраэдров, обращенных вершинами друг к другу с двух сторон покрывают слой алюмогидроксильных групп. В связи с этим связь между пакетами слаба, межпакетное расстояние велико и в него могут попадать ионы и молекулы воды, из-за этого минерал при смачивании сильно набухает.
Монтмориллониты обладают следующими свойствами:
-наличие изоморфных замещений ( свойство элементов замещать друг друга в структуре минерала);
-огромная удельная поверхность ( до 600 – 800 м2/г);
-легкость проникновения ионов в межпакетное пространство (это обуславливает значительную емкость катионного обмена);
2. Методическая часть
2.1 Используемые материалы и методы их исследования
В работе использовали неорганические оксиды: Bi2O3, La2O3 (марки ч.д.а. и х.ч.), растворы HNO3 (7 М), NaOH (2 М).
Кристаллизацию проводили для растворов концентрацией 1 г/мл; 0,9 г/мл; 0,8 г/мл.
2.2 Используемые приборы и оборудования
Использовали следующее оборудование:
1. Аналитические весы лабораторные равноплечие 2 класса модели ВЛР-200; основная погрешность по шкале 0,15 мг. Электронные весы ГОСМЕТР ВЛТЭ – 500.
2. Муфельная печь;
3. Вытяжной шкаф;
4. Сушильный шкаф;
5. Дифрактометор XRD-6000, Shimadzu;
6. Дифференциальный термический анализ проводили с использованием дериватографа фирмы «Netche» Q-1500 в атмосфере воздуха при скорости нагревания 20 К/мин
7. Изучение процессов кристаллизации капель оксидов, проводили с помощью микроскопов МБС – 9, Stemi 2000 – C, Observer.D1m.
Видеозапись производилась с применением настольной видеокамеры. Настольная видеокамера показывает легкость в управлении и широкий диапазон в применении. Устройство камеры позволяет нацеливать ее в любом направлении ручным способом или автоматически, с помощью специально предназначенных для этого кнопок.
В камере предусмотрена переменная линза центра. Это позволяет отрегулировать центр вручную на расстояния приблизительно от 0 см (макро) и до бесконечности.
Функции:
1. Светодиод на фронте камеры указывает, что электропитание включено. Когда светодиод мигает, имеются какие-то неполадки с функциональными возможностями камеры. Когда электропитание переключено к "резерву", камера функционально выключена. В таком режиме видеосигналы лишены восприятия камерой.
2. Переключите BLC-выключатель, чтобы улучшить качество изображения, когда фон имеет высокий уровень освещения (например, когда Вы сидите перед окном).
3. Баланс белого. Когда Wb-выключатель находится в установленном режиме, управление автоматическим балансом белого выключен. Фактическая установка цвета не предусмотрена средствами управления камеры. Рекомендуется поместить баланс белого в установленный режим, когда Вы имеете цветную сцену и устойчивые условия освещения.
Чтобы получить совершенное цветное воспроизведение необходимы следующие действия: поместите выключатель WB в авто режим, держите белую бумагу перед камерой и выключателем после нескольких секунд от авто до установленного режима. Теперь установка цвета останется даже в случае выключения электропитания камеры. Когда условия освещения изменяются рекомендуется поместить Wb-выключатель в авто режим.
4. В окружающей среде с флуоресцентным светом даже слегка значимое мерцание может вызывать изменение окраски картины. В этой ситуации рекомендуется использовать FL-выключатель. При использовании этой особенности эксплуатационные показатели камеры в служебной окружающей среде могут быть значительно улучшены.
5. Контраст. Посредством контраста изображение может быть настроено по персональному предпочтению. Используя эту кнопку, можно изменить яркость изображения. После прекращения нажатия кнопки, фактическая установка отобрана. В случае, если FL-выключатель переключен на режим работы, то функции контрастной кнопки ограничены.
6. Фокусный диапазон. Возможно, фокусировать на чрезвычайно коротком расстоянии (приблизительно 0 см) вращая линзу в необходимом направлении. Чтобы иметь четкое изображение в пределах широкого диапазона, надо нацелить камеру на объекты на расстоянии больше чем 5 метров и вращать линзу до тех пор, пока не получится чёткое изображение. В этом случае камера находится в фокусе от 0.6 метров до бесконечности.
Для приготовления раствора нитрата Bi(NO3)3-La(NO3)3 химическим соосаждением в термостойком стакане растворяли 2,33 г оксида висмута (III) и 0,33 г оксида лантана в 20 мл 7 М HNO3 при перемешивании и нагревании на электрической плите. После полного растворения оксидов раствор охлаждался до комнатной температуры. Осаждение проводили добавлением по каплям из делительной воронки 2 М раствора NaOH до рН = 12 при перемешивании на магнитной мешалке. Полученный осадок отфильтровывали, промывали дистиллированной водой, высушивали при ~383 К и перетирали в ступке.
Для исследования роста кристаллов полученный порошок растворяли в азотной кислоте.
Реакции, протекающие в процессе синтеза, можно представить в виде:
Bi2O3 + 6HNO3 → 2 Bi(NO3)3 + 3H2O
La2O3 + 6HNO3 → 2 La(NO3)3 + 3H2O
Bi (NO3)3 + 3 NaOH → Bi(OH)3↓ + 3NaNO3
La (NO3)3 + 3 NaOH → La(OH)3↓ + 3NaNO3
Bi(OH)3 + HNO3 → Bi(NO3)3 + H2O
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.