Дегидратация

Многие минералы, используемые в технологии силикатов, содержат связанную воду. В зависимости от ее вида и расположения в структуре различают конституционную, кристаллизационную и адсорбционную воду.

Конституционная вода входит в структуру соединений в виде аниона ОН^- (гораздо реже в виде ионов оксония — Н3О^-), являющихся структурной единицей кристаллической решетки. Соединения содержащие конституционную воду, относятся к классу гидроксидов.

Удаление подобной воды, которая, строго говоря, образуется только в процессе ее удаления, сопровождается полным разрушением структуры соединения и образованием безводного соединения с другой структурой.

Кристаллизационная вода входит в состав минералов в виде моле­кул Н₂О. Соединения, содержащие молекулярную воду (гидраты), могут иметь постоянный или переменный состав. К гидратам посто­янного состава относятся так называемые кристаллогидраты — соединения, в которых молекулярная вода входит в состав кристалли­ческой решетки, занимая в ней определенные кристаллографические положения. Удаление такой воды, так же как и конституционной, сопровождается полным разрушением структуры с образованием соединения с новой структурой. В гидратах переменного состава молекулярная вода не входит в качестве структурной единицы в кри­сталлическую решетку (хотя последняя может формироваться толь­ко в присутствии воды), а располагается в междоузлиях, пустотах или каналах структуры. Такие гидраты можно условно рассматривать как твердые растворы внедрения, равновесное содержание воды в кото­рых определяется температурой и давлением паров воды в окружа­ющей среде. Удаление подобной воды не сопровождается разрушением структуры соединения, которая остается одинаковой как для гидра­та, так и для соответствующего безводного соединения, причем по­следнее может также без изменения структуры обратно поглощать воду, переходя в гидрат. Такая вода характерна для одного из классов алюмосиликатных соединений, называемых цеолитами, и поэтому на­зывается иногда цеолитной водой. Она присутствует также в некото­рых глинистых минералах, полуводном гипсе и других соединениях.

Под дегидратацией в общем случае понимается процесс удаления из минералов связанной воды, происходящий под воздействием ка­ких-либо внешних факторов. К таким факторам относятся прежде всего нагревание, а также понижение упругости паров воды в окружающем пространстве, поглощение воды другим соединением, активно связывающим воду. Термин дегидратация обычно отно­сится к удалению конституционной и кристаллизационной воды, удаление адсорбционной воды обычно называют обезвоживанием. Поведение веществ при дегидратации может быть весьма различным. Потеря конституционной воды представляет собой типичную реакцию диссоциации, при которой вещество начинает терять воду при достижении определенной температуры, когда давление дис­социации достигнет внешнего давления. В результате диссоциации образуются пар и новая твердая фаза. Так же как и при термической диссоциации безводных солей, давление диссоциации с потерей конституционной воды сильно зависит от температуры.