Bedeutung der ausgelaugten Schicht für die chemische Beständigkeit: Untersuchungen an einem Kalk-Natronsilicatglas

Abstract

Complete concentration profiles as well as the extraction of components into the solution were determined in leaching experiments on a soda-lime-silica glass using 0,1 mol/1 HCl, H2O and various alkali chloride solutions. Leaching was found to be independent of pH in the range 1 to 7. During Na+ ⇌ H+ ion exchange each proton was accompanied by 0,75 molecules of water. Almost all of the water entering the leached layer was present as water molecules, that is to say the first formed Si-OH groups condense. This causes a change in the original network structure of the glass as frequently discussed in the recent literature. These changes must be rigorously investigated if the chemical durability is to be better understood. Des essais de lixiviation ont ete effectues sur un verre silicosodocalcique dans 0,1 mol/1 d'HCl, H2O et differentes solutions de chlorures alcalins, ce qui a permis de determiner non seulement les composants qui sont entres dans la solution, mais egalement les profus de concentration du verre lixivie. La lixiviation est independante du pH dans le domaine 1 à 7. Lors de l'echange d'ions Na+ ⇌ H+, chaque proton est associe à 0,75 molecule d'H20. Presque toute l'eau se retrouve dans la couche lixiviee sous forme de molecules d'H20, c'est-à-dire que les groupements Si—OH d'abord formes se condensent. Ceci entraine un changement de la structure du reseau d'origine du verre, ce qui est mentionne à plusieurs reprises dans des etudes recentes sur ce sujet. Ces changements doivent etre etudies de plus pres si l'on veut mieux comprendre la durabilite chimique des verres. An einem Kalk-Natronsilicatglas werden Auslaugversuche in 0,1 mol/l HCl, H2O und verschiedenen Alkalichloridlösungen durchgeführt, wobei nicht nur die in Lösung gegangenen Komponenten, sondern auch vollständige Konzentrationsprofile des ausgelaugten Glases bestimmt werden. Die Auslaugung ist unabhängig vom pH-Wert im Bereich 1 bis 7. Beim lonenaustausch Na+ ⇌ H+ wird jedes Proton von 0,75 Molekülen H2O begleitet. In der ausgelaugten Schicht liegt fast alles eingetretene Wasser als H2O-Molekül vor, d. h. die sich zuerst bildenden Si-OH-Gruppen kondensieren. Dies führt zu einer Änderung der ursprünglichen Netzwerkstruktur des Glases, wofür es in der neueren Literatur mehrere Hinweise gibt. Diese Änderungen müssen verstärkt untersucht werden, wenn man die chemische Beständigkeit von Gläsern besser verstehen will.