Istnienie określonych kwasów krzemowych

Istnienie określonych kwasów krzemowych nie jest jeszcze udowodnione z całą pewnością. W każdym razie kwas krzemowy byłby kwasem bardzo słabym. Jak wykazały badania van Bemmelena (1896), podczas dalszego odwadniania następuje w pewnym momencie zmętnienie uwodnionej krzemionki, a równocześnie kurczenie się jej na skutek dalszej utraty wody ustaje. Punkt ten, nazwany przez van Bemmelena punktem przemiany („Umschlagspunkt”), odpowiada mniej więcej składowi osadu, wyrażonemu wzorem Si02 2H2Q lub Si(OH)4. Można by więc sądzić, że ma się tu do czynienia z określonym związkiem, który należałoby nazwać kwasem ortokrzemowym. Pomiary prężności pary nasyconej nad osadem krzemionki uwodnionej wykazały jednak, że prężność ta maleje stopniowo w miarę wysychania osadu (rys. 117). Na przykładzie rozkładu węglanu wapniowego stwierdzono natomiast (§ 227), że prężność rozkładowa substancji stałej w określonej temperaturze zachowuje wartość stałą, dopóki substancja ta nie ulega całkowitemu rozpadowi.

Wysuszony osad krzemionki bezpostaciowej może być z powrotem uwodniony. Ten proces uwadniania przedstawiony jest na wykresie przez inną krzywą, leżącą ponad krzywą odwadniania. Osiągnięcie przez osad tej samej zawartości wody podczas procesu uwadniania wymaga zawsze prężności pary wodnej większej od tej, która odpowiadała stanowi równowagi podczas odwadniania. Van Bemmelen wnioskuje z wyników swych badań, że dwutlenek krzemu nie tworzy z wodą określonych związków, lecz zatrzymuje ją w swoich porach. Pozostała po odwodnieniu krzemionka bezpostaciowa dzięki zdolnościom chłonnym służy pod nazwą „silicagel” do usuwania barwników z roztworu, a także jako środek osuszający.

Przez ostrożną hydrolizę czterochlorku krzemu wobec tlenku srebrowego można otrzymać wodne roztwory kwasu krzemowego. Podobne roztwory powstają też przez działanie na krzemian sodowy, Na-jSiC, pewnymi żywicami organicznymi, mającymi zdolność wymieniania kationów metalicznych w roztworze na jony wodorowe (kationity, § 294). Z pomiarów ciężaru cząsteczkowego metodą kriometryczną (około 60 w przeliczeniu na Si02) wynika, że roztwory te zawierają głównie kwasy jednokrzemowe, HiSiC lub HSiO.

W roztworach o pH 5,15—3,20 w 0°C kwas jednokrzemowy daje się przechowywać w ciągu kilkudziesięciu godzin, ulega jednak stopniowej kondensacji przechodząc w kwasy zawierające dwa i więcej atomów krzemu w cząsteczce (np. kwas dwukrzemowy HS-jOg, czterokrzemowy HSiO) itd.). Polimeryzacja jest przyśpieszana przez podwyższenie temperatury lub zmianę pH w jednym czy w drugim kierunku. Wobec pH = 6 zachodzi prawie natychmiast. W wyniku wytrąca się galaretowaty osad uwodnionej krzemionki o zmiennym składzie.

Osady takie mają dużą skłonność do tworzenia z wodą roztworów koloidowych (rozdział VII). Rzekome otrzymanie przez niektórych autorów kwasu jedno- i dwu- krzemowego w stanie stałym nie zostało potwierdzone przez badania późniejsze.