Original title: Gelace vodních skel v závislosti na jejich složení
Translated title: Gelation of waterglasses depending on their composition
Authors: Otřísalová, Pavlína ; Kalina, Lukáš (referee) ; Bílek, Vlastimil (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2024
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract: [cze] [eng]
Tato bakalářská práce se zabývá gelací sodných a draselných vodních skel (VS) v závislosti na jejich složení. Jejím hlavním cílem bylo sledování vlivu koncentrace křemičitanů, křemičitého modulu a druhu alkalického kationtu na dobu gelace. Bylo též provedeno kvalitativní posouzení vzniklých gelů. Součástí práce je literární rešerše z oblasti chemie křemičitých solů a gelů. V experimentální části byly připraveny vzorky VS obou kationtů o koncentraci křemičitanů 15 M a křemičitém modulu 0,53,0, u kterých byla přídavkem vápenatých iontů indukována gelace. Vyhodnocení doby gelace probíhalo pomocí reologických oscilačních testů (časový test) a vizuální metody. Charakterizace gelu byla provedena pomocí reologických oscilačních testů (amplitudový a frekvenční test) a vizuální metody. Byly pozorovány 3 výrazné trendy: 1) vzorky NaVS měly vždy kratší dobu gelace než ekvivalentní vzorky KVS 2) s koncentrací křemičitanů vzrůstala doba gelace 3) doba gelace vzorků o křemičitém modulu 2 byla nejvíce závislá na koncentraci křemičitanů. Také bylo pozorováno, že vznik prostorové gelové struktury byl podporován 1) vyšším křemičitým modulem 2) vyšší koncentrací křemičitanů 3) přítomností kationtů K+. Gely o křemičitém modulu 2 byly zároveň výrazně méně pevné než gely s moduly 2,5 a 3,0. This bachelor thesis studies how are gelation of sodium and potassium silicates (water glass) influenced by their composition. The main goal of the thesis was to investigate the effect of silicate concentration, molar ratio, and alkaline ions on the gelation time. Qualitative analysis of obtained gels was also performed. The thesis includes literature research in the field of chemistry of silicate sols and gels. In the experimental part were prepared samples of both sodium and potassium silicates with silicate concentrations of 15 M and molar ratios of 0,53,0. Gelation was induced by adding calcium ions. Gelation time was measured using rheological oscillation tests (time sweep) and visual method. Qualitative analysis of the gels was performed using rheological oscillation tests (amplitude and frequency sweep) and visual method. Three significant trends were observed: 1) NaVS samples always had shorter gelation time than KVS samples 2) the higher the silicate concentration the higher the gelation time 3) gelation time of samples with molar ration of 2 was most influenced by silicate concentration. It was also observed that the formation of gel network was promoted in systems with 1) higher molar ratios 2) higher silicate concentrations 3) presence of K+ ions. Gels with molar ratios 2 were significantly weaker than those with ratio of 2,5 or 3,0.
Keywords: gelation; gelation time; loss modulus; rheology; rheometry; silicate; storage modulus; water glass; doba gelace; elastický modul; gelace; křemičitany; reologie; reometrie; vodní sklo; ztrátový modul

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: https://hdl.handle.net/11012/248628

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-618089


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses