Силикат кальция

Силикат кальция — неорганическое вещество, соль щелочноземельного металла кальция и метакремниевой кислоты с формулой CaSiO3. Бесцветные кристаллы.

Номенклатура

Известно большое количество силикатов кальция:

• CaSiO3 — метасиликат или просто силикат кальция
• Ca3Si2O7 — пиросиликат кальция
• Ca2SiO4 — ортосиликат кальция
• Около 30 гидросиликатов кальция

Т. н. цементные минералы: алит 3CaO*SiO2, белит 2CaO*SiO2.

Получение

• Обменная реакция между растворимыми солями кальция и силикатами щелочных металлов:

C a C l 2 + N a 2 S i O 3   →     C a S i O 3 ↓ + 2 N a C l {displaystyle {mathsf {CaCl_{2}+Na_{2}SiO_{3} {xrightarrow { }} CaSiO_{3}downarrow +2NaCl}}}

• В промышленных количествах получают сплавлением стехиометрических количеств карбоната кальция и оксида кремния:

C a C O 3 + S i O 2   → 950 − 1500 o C   C a S i O 3 + C O 2 ↑ {displaystyle {mathsf {CaCO_{3}+SiO_{2} {xrightarrow {950-1500^{o}C}} CaSiO_{3}+CO_{2}uparrow }}}

• В природе встречается минерал волластонит — практически чистый силикат кальция.

Физические свойства

Силикат кальция образует бесцветные кристаллы, нерастворимые в воде. Известен в нескольких полиморфных модификациях:

• низкотемпературная β-модификация (минерал волластонит) — кристаллы триклинной сингонии, пространственная группа P 1, параметры ячейки a = 0,794 нм, b = 0,732 нм, c = 0,707 нм, α = 90,03°, β = 95,37°, γ = 103,43°, Z = 6, плотность 2,905 г/см³.
• при температурах выше 1125°С существует α-модификация — кристаллы триклинной сингонии, пространственная группа P 1, параметры ячейки a = 0,690 нм, b = 1,178 нм, c = 1,965 нм, α = 90,00°, β = 90,80°, γ = 90,00°, Z = 8, плотность 2,915 г/см³.

Химические свойства

• Разрушается сильными кислотами:

C a S i O 3 + 2 H C l   →     C a C l 2 + H 2 S i O 3 {displaystyle {mathsf {CaSiO_{3}+2HCl {xrightarrow { }} CaCl_{2}+H_{2}SiO_{3}}}}

Применение

• Компонент шихты в производстве облицовочной керамики и огнеупоров, фарфора, глазурей.
• Пигмент и наполнитель для лакокрасочных материалов.
• Относится к многотоннажному производству, цена ~200-400$/т.
• Применяется при строительстве каминов. (Promasil, Silca)