Vigtigste Godbid

Sodium plus Silicon

Interaktion af silicium med alkaliopløsning

Silicone findes i form af to modifikationer, krystallinsk og amorf. Mere aktiv amorf modifikation. Gnid silicium i en mørtel. Pulver af amorft silicium - brun. I et reagensglas med amorf silicium prilim alkali-opløsning. Når blandingen opvarmes, begynder en kraftig reaktion. Silicon reagerer med alkali for at frigive hydrogen. Natriumsilicat dannes i opløsningen.

Udstyr: Porcelænmørtel med pistle, prøvningsrør med dampør, en brænder.

Sikkerhed. Følg reglerne for arbejde med alkalier og brandfarlige gasser.

Formulering af erfaring og tekst - Ph.D. Pavel Bespalov.

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ee05d9e6-4b54-4ce0-f06e-651ce04f6662/index.htm

silicium

Silicon (Si). Dette kemiske element er 1/4 af jordskorpenes sammensætning. Kvarts, stenkrystal, sand, ler, granit, glimmer, asbest er alle kemiske forbindelser af silicium

Silicon er et mellemliggende element (amfotere) og kan udvise både metalliske og ikke-metalliske egenskaber. Det kan danne kemiske forbindelser, både med metaller og ikke-metaller.

Ren silicium er et kemisk simpelt stof af grå farve, hård, ildfast og skør. Krystallinsk silicium har en metallisk glans og anvendes i vid udstrækning i halvlederindustrien (er en halvleder).

Silicium kan strømme i krystallinsk tilstand (krystallinsk silicium) og i amorf tilstand (amorft silicium). Krystallinsk silicium dannes ved at afkøle en opløsning af amorft silicium i et smeltet metal. Til gengæld er krystallinsk silicium et meget skørt materiale og er let knust i et amorft pulver. Amorft silicium repræsenterer således fragmenter af krystaller af krystallinsk silicium.

I fri tilstand er silicium ret vanskeligt at opnå. Dets industrielle produktion er forbundet med genvinding af kvarts, hvis kemiske formel er SiO2, Reduktionsreaktionen udføres med varm koks (kulstof).

I laboratoriet reduceres rent silicium fra siliciumsand med metallisk magnesium ved anvendelse af følgende reaktion:

Under denne reaktion dannes et brunt pulver af amorft silicium. Ved opvarmning kan pulveret langsomt reagere med koncentrerede opløsninger af alkalier (for eksempel natriumhydroxid-NaOH)

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3+2H2, - Det resulterende komplekse stof kaldes også flydende glas.

Det er interessant, at silicons kemiske aktivitet afhænger af størrelsen af ​​dets krystaller. Kokrystallinsk silicium er mindre kemisk aktiv end amorf. Sidstnævnte reagerer let med fluor selv ved almindelig temperatur, og ved en temperatur på 400 - 600 ° C reagerer den med oxygen, chlor, brom, svovl til dannelse af de tilsvarende kemiske forbindelser. Ved meget høje temperaturer reagerer silicium med nitrogen og carbon til dannelse af henholdsvis nitrid og siliciumcarbid.

Hvis du forsøger at opløse silicium i en blanding af flydende HF (flydende) og salpetersyre HNO3 syrer vil reaktionen ikke fortsætte. Men hvis du udfører en kemisk reaktion med en alkali, for eksempel med kaliumhydroxid, vil reaktionen finde sted med dannelsen af ​​saltet af kiselsyre

Hvis siliciumoxid (sand) med koks calcineres i en ovn, opnås der et meget fast krystallinsk stof. Carborund SiC

SiO2 + 3C → SiC + 2CO

Carborundum er et meget hårdt og ildfast stof. I industrien produceres den i store mængder på grund af disse egenskaber. Interessant nok er carborundum krystalgitteret ligner gitteret af det hårdeste stof - diamant, men i det enkelte carbonatomer erstattes individuelle carbonatomer ensartet med siliciumatomer.

Ved høje temperaturer såvel som under kemiske reaktioner under virkningen af ​​syrer på metalforbindelser med siliciumdannes silan SiH.4.

Silan er en selvantændende, farveløs gas. Det kan antændes i luften for at danne silica og vand.

Hvis siliciumoxid er SiO2 opvarmes i nærværelse af kulstof i en strøm af chlor, så sker en kemisk reaktion med dannelsen af ​​siliciumchlorid

Siliciumchlorid er en væske, hvis kogetemperatur er kun 54 ° C. Siliciumchlorid opløses let i vand med dannelse af en opløsning af to syrer: siliciumchlorid og saltsyre

Hvis denne kemiske reaktion fortsætter i en atmosfære af fugtig luft, vil der forekomme tykk røg under dannelsen af ​​to syrer.

SiF siliciumfluorid4 - dannet af den kemiske reaktion af flussyre og siliciumoxid

Siliciumfluorid er en farveløs gas med en "stærk" lugt. Ud over siliciumchlorid i vand danner denne gas to syrer: silicium og flussyre. Men interessant, kan siliciumfluorid interagere med flussyre til dannelse af hexafluorosilicinsyre, hvis kemiske formel er H2SiF6. Dets salte og selve syren er giftige.

http://www.kristallikov.net/page115.html

I de fleste reaktioner virker Si som et reduktionsmiddel:

Ved lave temperaturer er silicium kemisk inert; ved opvarmning øges reaktiviteten dramatisk.

1. Det interagerer med ilt ved T over 400 ° С:

Si + O2 = SiO2 siliciumoxid

2. Det reagerer med fluor allerede ved stuetemperatur:

Si + 2F2 = SiF4 flint tetrafluorid

3. Med de resterende halogener fortsætter reaktionerne ved en temperatur på = 300-500 ° С

4. Med svovldamp ved 600 ° C dannes et disulfid:

5. Reaktionen med nitrogen forekommer over 1000 ° C:

6. Ved temperatur = 1150 ° C reagerer med kulstof:

SiO2 + 3С = Siї 2СО

Ved hårdhed er carborundum tæt på diamant.

7. Silikone reagerer ikke direkte med hydrogen.

8. Silicon er modstandsdygtig over for syrer. Interagerer kun med en blanding af salpetersyre og flussyre (flussyre) syrer:

9. Reagerer med alkaliopløsninger til dannelse af silicater og frigivelse af hydrogen:

10. Silikons reducerende egenskaber anvendes til at adskille metaller fra deres oxider:

2MgO = Si = 2Mg + SiO2

I reaktioner med Si-metaller er oxidanten:

Silicium danner silicider med s-metaller og de fleste d-metaller.

Sammensætningen af ​​silicider af dette metal kan være forskellig. (For eksempel FeSi og FeSi2; Ni2Si og NiSi2.) Et af de mest kendte silicider er magnesiumsilicid, som kan opnås ved direkte interaktion af enkle stoffer:

Silan (monosilan) SiH4

Silaner (siliciumhydrider) SinH2n + 2, (jf. alkaner), hvor n = 1-8. Silaner er analoger af alkaner, afviger fra dem ved ustabiliteten af ​​kæderne-Si-Si.

SiH monosilan4 - farveløs gas med en ubehagelig lugt; opløst i ethanol, benzin.

1. Nedbrydning af magnesiumsilicid med saltsyre: Mg2Si + 4HCI = 2MgCl2 + SiH4

2. Reduktion af Si-halogenider med lithiumaluminiumhydrid: SiCl4 + LiAlH4 = SiH4↑ + LiCl + AlCl3

Silan er et stærkt reduktionsmiddel.

1.SiH4 det oxideres ved ilt selv ved meget lave temperaturer:

2. SiH4 let hydrolyseret, især i alkalisk medium:

Siliciumoxid (IV) (silica) SiO2

Silika findes i form af forskellige former: krystallinsk, amorf og glasagtig. Den mest almindelige krystallinske form er kvarts. Ved ødelæggelsen af ​​kvarts klipper dannes kvartsand. Kvarts enkeltkrystaller er transparente, farveløse (stenkrystal) eller farvet med urenheder i forskellige farver (ametyst, agat, jaspis, etc.).

Amorf SiO2 forekommer i form af opalmineral: silicagel er kunstigt sammensat af SiO-kolloide partikler2 og være en meget god adsorbent. Glasagtigt SiO2 kendt som kvartsglas.

Fysiske egenskaber

I SiO-vand2 opløses meget lidt, i organiske opløsningsmidler også praktisk talt ikke opløse. Silica er en dielektrisk.

Kemiske egenskaber

1. SiO2 - syreoxid, derfor opløses amorft silica langsomt i vandige opløsninger af alkali:

2. SiO2 Interagerer også ved opvarmning med basiske oxider:

3. At være ikke-flygtige oxid, SiO2 fordømmer carbondioxid fra Na2CO3 (under fusion):

4. Kisel reagerer med flussyre for at danne flussyre H2SiF6:

5. Ved 250 - 400 ° С SiO2 interagerer med gasformigt HF og F2, dannelse af tetrafluorosilan (siliciumtetrafluorid):

Silicinsyre

- orthosilsyre H4SiO4;

- metasilicic (silicic) acid H2SiO3;

- di- og polysilinsyrer.

Alle kiselsyrer er letopløselige i vand, der danner nemt kolloide opløsninger.

Måder at opnå

1. Deponering af syrer fra alkalimetalsilicatopløsninger:

2. Hydrolyse af chlorosilaner: SiCl4 + 4H2O = H4SiO4 + 4HCl

Kemiske egenskaber

Silicinsyrer er meget svage syrer (svagere end kulsyre).

Når de opvarmes, dehydreres de til dannelse af silica som slutproduktet.

Silikater - Kiselsyresalte

Da silicinsyrer er ekstremt svage hydrolyseres deres salte i vandige opløsninger:

SiO3 2- + H2O = HSiO3 - + OH - (alkalisk medium)

Af samme grund, når kuldioxid passerer gennem silicatopløsninger, forskydes kiselsyre fra dem:

Denne reaktion kan betragtes som en kvalitativ reaktion på silicationer.

Blandt silicater er kun Na meget opløseligt.2SiO3 og K2SiO3, som kaldes opløseligt glas, og deres vandige opløsninger er flydende glas.

glas

Almindeligt vinduesglas har en sammensætning af Na2O • CaO • 6SiO2, det vil sige, det er en blanding af natrium- og calciumsilicater. Det fremstilles ved fusion af soda Na2CO3, kalksten SASO3 og sand sio2;

cement

Pulverbindemiddel, der, når det interagerer med vand, danner en plastmasse, der bliver til en solid rocklignende krop over tid; hovedbygningsmateriale.

Den kemiske sammensætning af den mest almindelige Portlandcement (i masse%) er 20-23% SiO2; 62 - 76% CaO; 4 - 7% Al2O3; 2-5% Fe2O3; 1-5% MgO.

http://examchemistry.com/content/lesson/neorgveshestva/kremnyi.html

Si + NaOH + H20 =? reaktionsligning

Haster med hjælp! Hvilke produkter dannes som et resultat af interaktionen mellem silicium og en vandig opløsning af natriumhydroxid (Si + NaOH + H2O =?)? Skriv den molekylære, komplette og forkortede ioniske ligning. Karakteriserer den opnåede forbindelse. Tak på forhånd!

Som et resultat af interaktionen mellem silicium og en vandig opløsning af natriumhydroxid (Si + NaOH + H20 = a), dannelsen af ​​et mediumsalt, natriummetasilikat og frigivelsen af ​​hydrogengas. Den molekylære reaktionsligning er:

I dette tilfælde er det ikke muligt at skrive reaktionsligningen i den ioniske form, da interaktionen fortsætter ikke i opløsning, men ved vaz-væsken-fast grænsefladen.
Natriummetasilikat er et hvidt faststof, hvis krystaller smelter uden nedbrydning ved opvarmning. Det opløses i koldt vand (det hydrolyseres i anionen), den koncentrerede opløsning er kolloidal ("flydende glas", indeholder en hydrosol). Det nedbrydes i varmt vand, reagerer med syrer, alkalier, kuldioxid.

I industrien opnås natriummetasilikat ved fusion af siliciumdioxid med hydroxid () eller natriumcarbonat (), såvel som nedbrydning af natriumorthosilikat ().

http://ru.solverbook.com/question/si-naoh-h2o-uravnenie-reakcii/

Si + NaOH =? reaktionsligning

Opret en kemisk ligning i henhold til ordningen Si + NaOH =? Beskriv sammensatte natriumhydroxid: Giv dets grundlæggende fysiske og kemiske egenskaber, angiv produktionsmetoderne. Tak på forhånd.

Som et resultat af opløsningen af ​​amorft silicium i en koncentreret opløsning af natriumhydroxid (Si + NaOH = a), dannes dannelsen af ​​et mellemsalt, natriumorthosilikat og frigivelsen af ​​hydrogengas. Den molekylære reaktionsligning er:

Natriumhydroxid (kaustisk soda, kaustisk soda) er en solid, hvid, meget hygroskopisk krystal, der smelter ved. Det opløses i vand med frigivelse af en stor mængde varme på grund af dannelsen af ​​hydrater. Det absorberer let kuldioxid fra luften og bliver gradvis til natriumcarbonat.
Natriumhydroxid reagerer med syrer for at danne salte og vand (neutraliseringsreaktion):

Natriumhydroxidopløsning ændrer indikatorens farve, for eksempel når der tilsættes litmus, phenolphthalein eller methylorange til en opløsning af denne alkali, bliver deres farve blå, crimson og gul.
Natriumhydroxid reagerer med salteopløsninger (hvis de indeholder et metal, der er i stand til at danne en uopløselig base) og syreoxider:

Den vigtigste måde at opnå natriumhydroxid på er elektrolyse af en vandig opløsning af natriumchlorid:

Ud over den elektrolytiske metode til fremstilling af natriumhydroxid anvendes undertiden en ældre metode - kogning af en sodavand med slagtende kalk:

http://ru.solverbook.com/question/si-naoh-uravnenie-reakcii/

CHEMEGE.RU

Forberedelse til eksamen i kemi og olympiader

Silikonkemi

silicium

Placering i det periodiske system med kemiske elementer

Silicon er placeret i hovedgruppens undergruppe IV (eller i gruppe 14 i den moderne form af PSCE) og i den tredje periode af det periodiske system af kemiske elementer D.I. Mendeleev.

Elektronisk struktur af silicium

Den elektroniske konfiguration af silicium i jordtilstanden:

+14Si 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

Elektronisk konfiguration af silicium i ophidset tilstand:

+14Si * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3

Silicon-atomet indeholder på det eksterne energiniveau 2 upparerede elektroner og et uafbrudt elektronpar i jord energitilstanden og 4 opparrede elektroner i den ophidsede energitilstand.

Oxidationstilstanden af ​​siliciumatomet er fra -4 til +4. Typiske oxidationstilstande er -4, 0, +2, +4.

Fysiske egenskaber, metoder til opnåelse og bevarelse af silicium

Silicon er det næststørste element på jorden efter ilt. Det findes kun i form af forbindelser. SiO silica2 danner et stort antal naturlige stoffer - rockkrystal, kvarts, silica.

Et simpelt stof silicium - en atomkrystal af mørkegrå farve med en metallisk glans, ret skrøbelig. Smeltepunkt 1415 ° C, massefylde 2,33 g / cm3. Semiconductor.

Kvalitative reaktioner

Højkvalitetsreaktion på silicationer SiO3 2- interaktion mellem silicatsalte og stærke syrer. Silicinsyre er svag. Det frigives let fra opløsninger af kiselsyre salte under påvirkning af stærkere syrer på dem.

Hvis en stærkt fortyndet saltsyreopløsning f.eks. Tilsættes til en natriumsilicatopløsning, vil kiselsyre ikke frigives som bundfald, men som en gel. Løsningen vil vokse overskyet og "hærde".

na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2 NaCl

Video oplevelse af natriumsilicat interaktion med saltsyre (produktion af kiselsyre) kan ses her.

Siliciumforbindelser

De vigtigste oxidationstilstande af silicium er +4, 0 og -4.

http://chemege.ru/silicium/

Silicium - den generelle karakteristika for et element og kemiske egenskaber

Stedet for silicium i det periodiske system

Silicium er placeret i den 14. gruppe i Periodic Table of the Chemical Elements D.I. Mendeleev.

På det ydre energiniveau af carbonatomet indeholder 4 elektroner, som har en elektronkonfiguration på 3s 2 3p 2. Silicon udviser oxidationstilstande -4, +2, +4. Silicon er et typisk ikke-metal, afhængigt af typen af ​​transformation, kan elementet være et oxidationsmiddel og et reduktionsmiddel.

Silikotilotropi

Krystallinsk silicium er et mørkegrå stof med en metallisk glans, stor hårdhed, skør, halvleder; t ° pl. 1415 ° C; t ° kip 2680 ° C

Det har en diamantlignende struktur (sp 3 - hybridisering af siliciumatomer) og danner stærke kovalente σ-bindinger. Er inert

Amorft silicium - brunt pulver, hygroskopisk, mere reaktivt.

Får silicium

1) 2, + Si + 402 - t ° → Si 0 + 2CO

2) 2Mg + Si + 402 - t ° → 2MgO + Si 0

At finde silicium i naturen

Silicon er det næststørste element på jorden efter ilt. Indholdet i jordskorpen er 27,6% (vægt). Det findes kun i form af forbindelser.

Siliciumoxid danner et stort antal naturlige stoffer - rockkrystal, kvarts, silica. Det danner grundlaget for mange halvædelstener - agat, ametyst, jaspis, etc.
Silicium er også en del af stendannende mineraler - silikater og aluminosilicater - feldspar, lerarter, glimmer osv.

Si kemiske egenskaber

Typisk ikke-metal medium aktivitet.

Som reduktionsmiddel:
1) med ilt
Si 0 + O2 - t ° → Si + 402

2) Med halogener, med fluor uden opvarmning.
Si 0 + 2F2 → SiF4

3) med kulstof
Si 0 + C - t ° → Si + 4 C

(SiC - karborundum - hård, brugt til slibning)

5) Reagerer ikke med syrer. Det opløses kun i en blanding af salpetersyre og flussyre:
3Si + 4HNO3 + 18HF → 3H2[SiF6] + 4NO + 8H2O

6) Med alkalier (når opvarmet):
Si 0 + 2NaOH + H2O → Na2Si + 403+ 2H2

6) Med metaller (silicider dannes):
Si 0 + 2Mg - t ° → Mg2Si-4

Ved nedbrydning af metalsilicider med syre opnås silan (SiH4)
mg2Si + 2H2SO4 → SiH4+ 2MgSO4

http://himege.ru/kremnij-ximicheskie-svojstva/

§ 3. Silicon

Den nærmeste analog af kulstof, silicium, er den tredje (efter ilt og hydrogen) med hensyn til dens udbredelse: den tegner sig for 16,7% af det samlede antal atomer i jordskorpen. Hvis kulstof kan betragtes som hovedelementet for det organiske liv, spiller silicon en lignende rolle med hensyn til fast jordskorpen, da hovedparten af ​​sin masse består af silicatklipper, som er siliciumforbindelser med ilt og en række andre elementer.

Elementært silicium kan opnås ved at reducere dets dioxid (SiC) med magnesium. Reaktionen starter, når blandingen af ​​fint formede stoffer antændes og fortsætter i overensstemmelse med ligningen

SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si

Til frigivelse fra MgO og overskud af SiO2 Reaktionsproduktet behandles sekventielt med saltsyre og flussyre.

1) I praksis opnås silicium sædvanligvis som en legering med jern (ferrosilicium) ved stærk inkandescens af SiO-blandingen.2, jernmalm og kul. Den vigtigste anvendelse af ferrosilicium er i metallurgi, hvor den bruges til at indføre silicium i forskellige kvaliteter af specialstål og støbejern.

Egenskaberne af silicium er meget afhængige af partiklernes størrelse. Opnået - når SiO er reduceret2 Magnesium amorft silicium er et brunt pulver. Ved omkrystallisering fra nogle smeltede metaller (for eksempel Zn) kan silicium opnås i form af grå, fast, men ret skrøbelige krystaller med en massefylde på 2,4. Silicium smelter ved 1415 ° С og koger ved 2620 ° С.

Krystallinsk silicium er kemisk ret inert, mens amorf er meget mere reaktivt. Med fluor reagerer den under normale forhold med ilt, chlor og svovl - omkring -500 ° C. Ved meget høje temperaturer kan silicium også kombineres med nitrogen og kulstof. Det er opløseligt i mange smeltede metaller, og med nogle af dem dannes forbindelser (for eksempel Mg2 Si), kaldet silicider.

Syrer på silicium under normale forhold virker ikke (undtagen blandingen af ​​HF + HNO3 ). Alkalier med udvikling af hydrogen omdanner den til salte af kiselsyre:

Den mest karakteristiske og stabile forbindelse af silicium er dens dioxide (SiO2 ), hvor dannelsen af ​​elementerne kommer med en meget stor varmefrigivelse:

Siliciumdioxid er et farveløst fast stof, der kun smelter ved 1713 ° C.

Fri silica (ellers silica, siliciumanhydrid) findes hovedsagelig i form af kvartsmineral, som danner basis for almindeligt sand. Sidstnævnte er et af hovedprodukterne ved ødelæggelsen af ​​sten og samtidig et af de vigtigste byggematerialer, hvor verdens forbrug er omkring 500 millioner tons årligt. Fri siliciumdioxid tegner sig for ca. 12% af skorpenes vægt. Meget mere SiO2 (ca. 43% af jordens jordskorpenes vægt) er bundet kemisk i sammensætningen af ​​forskellige stenarter. Generelt er jordskorpen derfor mere end halvdelen bestående af silica.

2) Store gennemsigtige kvartskrystaller (tæthed 2.65) kaldes ofte rockkrystal, en violetfarvet sort-ametyst osv. Små krystallinske silica modifikationer (med blandinger af andre stoffer) omfatter agat, jaspis, etc.

3) Baseret på SiO2 Forberedelse af et vigtigt ildfast materiale - dinas. Sidstnævnte opnås ved stegning ved 1500 ° С knust kvarts, hvortil 2-2,5% kalk tilsættes. Dinas mursten blødgør kun omkring 1700 ° C og tjener især til at lægge udhuller af åbenhaardsovne.

I SiO-vand2 praktisk taget uopløselig. Syrer virker ikke på det, undtagen HF, som reagerer ifølge ordningen:

Alkali overfører gradvist SiO2 ind i opløsningen, danner de tilsvarende salte af kiselsyre (kaldet silicat eller silicater), for eksempel ved reaktionen:

I praksis opnås silicatsalte sædvanligvis ved at fusionere SiO2 med de tilsvarende carbonater, hvorfra CO frigives ved høj temperatur2, for eksempel i henhold til ordningen:

Som et resultat reduceres reaktionen til frigivelsen af ​​carbonsyre med kiselsyre.

Silikatsaltene er som regel farveløse, ildfaste og praktisk talt uopløselige i vand. Blandt de meget få opløselige er Na2 Si03. I praksis kaldes dette salt ofte "opløseligt glas" og dets vandige opløsninger - "flydende glas".

4) Produktion af natriumsilikat når en meget betydelig størrelse (ca. hundrede tusinde tons årligt), da "flydende glas" bruges til at styrke jorden under byggearbejde og i en række brancher. Opløsninger bør opbevares i beholdere med gummipropper (da glas og kortikale holder stærkt fast i nakken).

Da kiselsyre er meget svag, viser "flydende glas" en kraftig alkalisk reaktion som følge af hydrolyse, medens silicater af svage baser hydrolyseres i opløsning praktisk taget

delelig. Af samme grund frigives kiselsyre fra opløsningerne af dets salte med mange andre syrer, herunder kulsyre.

Hvis kiselsyre i opløsning opløses kiselsyre fra dets salte, så sker der efter inkandescens som omtalt ovenfor omvendt. Den første retning skyldes den lavere styrke (dissociationens grad) af silicinsyre, den anden til dens mindre volatilitet, når den opvarmes. Da en række syrer i deres komparative volatilitet kan afvige dramatisk fra de af de samme syrer i deres styrke, kan retningen af ​​frigivelsesreaktionerne i opløsning på den ene side og under glødning på den anden side også være helt forskellige, som det fremgår af nedenstående i som et eksempel på ordningen:

Fri kiselsyre er praktisk talt uopløselig i vand (i form af en sand opløsning). Det danner dog let kolloidale opløsninger og udgår derfor normalt kun delvis. Bundfaldet har form af en farveløs gelé, og dens sammensætning svarer til en ikke-simpel formel H2 SiO3 (methacrytinsyre) eller H4 SiO4 (orthosilicinsyre) og mere almindeligt - xSiO2 · YH2 O med x og y værdier varierende med nedbør betingelser. Når x> 1 opnås forskellige polysilinsyrer, hvis derivater med hensyn til kemisk sammensætning kan betragtes som mange mineraler.

5) Den opløste del af silicinsyre er ekstremt lille dissocieret (K1 = 3 · 10-1 0, K2 = 2 · 10-12). Naturlige hydratiserede former for silica indeholdende x >> y findes i form af uorganiske formationer - silicium, opal, tripoli mv. Samt rester af skallerne fra de engangslivende mindste marine organismer - diatomit ("infusor earth"). Dannelsen af ​​peroxidforbindelser til silicium er ukarakteristisk, og derivaterne af peraciderne af dette element er ikke opnået.

Silicinsalte er kendt for hydreret form med de mest varierede x og y værdier. Produkter af fuldstændig eller delvis udskiftning af hydrogen i dem til visse metaller er de såkaldte simple silicater. Et eksempel på dem er mineral asbest (Mg3 H4 Si2 09 eller 3MgO · 2H2 O · 2SiO2 ).

Komplicerede silicater er meget mere almindelige i form af kemisk sammensætning, der hovedsageligt fremstilles af syrer med den generelle formel xE2 Oh3 · YSiO2 · ZH2 O. De vigtigste forbindelser af denne type er aluminosilicater (E = Al), der især tilhører gruppen af ​​feldspars, som tegner sig for mere end halvdelen af ​​jordskorpenes vægt.

kan kaldes som deres vigtigste repræsentanter.

6) Den rumlige struktur af et antal silicater blev undersøgt ved anvendelse af røntgenstråler. Det viste sig, at de undersøgte strukturer kan klassificeres med en sammenbrud i et lille antal typer, der afviger fra hinanden i forhold til kombinationen af ​​tetrahedrale SiO-ioner.4 4.

De enkleste silikatanioner svarer til nogle af disse typer. Som det fremgår af fig. 142, her er primært tilfælde af at fylde gitterknuden med individuelle SiO-ioner4 4. Den anden type er karakteriseret ved tilstedeværelsen af ​​Si-ioner i gitterstederne.2 O7 6- (dannet af to SiO tetrahedra4 4- med en fælles vinkel), den tredje er tilstedeværelsen af ​​cykliske Si-ioner i gitterstederne3 O9 6- (dannet af tre SiO tetrahedra4 4- med to fællesarealer for hver af dem).

Andre typer af silikatstrukturer kan kaldes gruppegrupper, da de er sammensat af et teoretisk uendeligt antal Si tetrahedra.4 4. Sådanne kombinationer (fig. 143) kan have karakteren af ​​en enkel kæde (A), en dobbeltkæde (B) eller et plan (C). Endelig er der typer, der repræsenterer en tredimensionel struktur. I alle sådanne gitter kan nogle Si4 + ioner erstattes med Al3 + ioner mv., Og nogle O-ioner kan erstattes med OH-ioner mv. En del af silicationerne (K +, Na +, etc.) kan være placeret mellem kæder eller fly såvel som mellem den tredimensionelle struktur.

Under den kombinerede virkning af forskellige naturlige faktorer, primært kuldioxid og vand, naturlige silicater, aluminosilicater mv., Bliver gradvis ødelagt ("forvitret"), og opløselige produkter transporteres væk med vand i havet og uopløselig delvist deponeret på plads eller taget ud til havet. De vigtigste uopløselige nedbrydningsprodukter af den mest almindelige karakter af aluminosilicater er silica (SiO2 ), sedimentering i form af sand og kaolin (H4 Al2 Si2 O9, eller al2 O3 · 2SiO2 · 2H2 O), som er grundlaget for almindelige lerarter (farvet med brune urenheder af jernoxid) og i en renere tilstand danner undertiden forekomster af hvid ler. Processen med deres dannelse under ødelæggelsen af ​​aluminosilicat kan afbildes ved hjælp af følgende omtrentlige skema:

Sand og ler skaber mineralbasen af ​​alle jordtyper. Sidstnævnte karakter afhænger hovedsageligt af forholdene for temperatur og fugtighed i området (figur 144).

Fra silicaterne opnået kunstigt vanduopløselige er det vigtigste glas, der er kendt for menneskeheden siden oldtiden. Sammensætningen af ​​"normalt" glas udtrykkes af formlen Na2 CaSi6 O14 eller Na2 O · CaO · 6SiO2. Helt tæt på det kommer det sædvanlige vinduesglas. Ved passende ændringer af denne basissammensætning er det muligt at opnå forskellige specielle typer briller, der er kendetegnet ved forskellige kvaliteter, der kræves til individuelle anvendelser.

De vigtigste kildeprodukter fra glasproduktionen er sodavand, kalksten og sand. Fremgangsmåden til dannelse af "normalt" glas kan udtrykkes af ligningen:

Blandingen af ​​udgangsmaterialerne opvarmes til ca. 1400 ° C, og den smeltede masse opretholdes, indtil gassen fjernes fuldstændigt, hvorefter den optages til yderligere behandling.

7) Når man laver glas, erstattes sodavand ofte med en billigere blanding af natriumsulfat og kul. I dette tilfælde går reaktionen ifølge følgende ligning:

8) Undersøgelser ved hjælp af røntgenstråler viste, at en glasagtig tilstand af et stof (som en væske) adskiller sig fra en krystallinsk tilstand ved den ufuldstændige ordre af den relative placering af de enkelte elementer i det rumlige gitter. I fig. 145 viser diagrammerne af strukturerne af Al2 O3 i krystallinske (L) og glasagtige (B) tilstande. Som det fremgår af disse ordninger, der er karakteristiske for krystalgitteret AI2 O3 hexagoner i den glasagtige tilstand er ikke strengt modnet, men den generelle karakter af partiklernes placering er stadig ligner den, der finder sted i en krystal.

Vist på fig. 146 diagram af strukturen af ​​natrium-silicatglas giver en ide om placeringen af ​​metalliske ioner i gitteret: sidstnævnte er anbragt i vakuum af silicatnetværket uden nogen klar rækkefølge. Da der ikke er nogen strengt regelmæssig gentagelse af strukturelle elementer i dette net, er dets individuelle forbindelser karakteriseret ved ulige styrke. Derfor har glas, i modsætning til krystal, ikke et specifikt smeltepunkt, og i opvarmningsprocessen blødgør det gradvis.

9) For nylig har produktionen af ​​kvartsglas, som er et næsten rent silica ved kemisk sammensætning (SiO2 ). Dens mest værdifulde fordel i forhold til det sædvanlige er ca. 15 gange lavere termisk ekspansionskoefficient. Takket være dette overfører kvartsværker meget skarpe temperaturændringer uden revner: det kan for eksempel opvarmes til rødt varmt og straks nedsænkes i vand. På den anden side holder kvartsglas næsten ikke op med ultraviolette stråler, der absorberes stærkt af almindeligt glas. Ulempen ved kvartsglas er dens større skrøbelighed i forhold til det normale.

Selvom glasset som helhed er praktisk taget uopløseligt nedbrydes vandet delvist fra overfladen og udvaskes hovedsageligt natrium. Syrer (undtagen flussyre) virker som vand; glas, der har været i kontakt med vand eller syrer i nogen tid, bliver så praktisk taget ikke ødelagt af dem. Tværtimod på grund af den stærke overvejelse af SiO2 i sammensætningen af ​​glasset har virkningen på det af alkalier en lang karakter. Derfor indeholder alkaliske væsker opbevaret i glasbeholdere sædvanligvis urenheder af opløselige silicater.

Halidderivater af silicium med generel formel SiF4 kan opnås ved direkte syntese ifølge skemaet: Si + 2G2 = SiG4. Halider SiG4 farveløs. Under normale forhold, SiF4 gasformigt, SiCl4 og sibr4 er væsker, sij4 - fast krop

Af de kemiske egenskaber af halogenider. silicium er mest karakteristisk for dem kraftig interaktion med vand ifølge ordningen:

I tilfælde af Сl, Br og J er ligevægten næsten fuldstændigt skiftet til højre, mens i tilfælde af F er reaktionen reversibel. På grund af dannelsen af ​​faste partikler under hydrolysen af ​​SiO2 (mere præcist, xSiC2 · Y2 O) Gaverne af silicium haliderer røg i fugtig luft.

10) Nogle konstanter af siliciumhalogenider sammenlignes nedenfor:

Væsentlige mængder af SiF4 opnås som et biprodukt af superphosphatproduktion. Siliciumfluorid er meget giftigt.

Når interagerer SiF4 kompleks flussyre dannes med HF:

Parvis er denne reaktion mærkbart reversibel, men i en vandig opløsning forskydes ligevægten til højre. Lignende komplekse syrer H2 SiF6 med andre halogenider dannes ikke.

Gratis H2 SiF6 er en stærk dibasinsyre. De fleste af dets salte (silicofluorid eller fluorosilicater) er farveløse og velopløselige i vand.

11) På grund af dannelsen af ​​H2 SiF6 SiF hydrolyseskema4 mere præcist udtrykt af ligningen:

Saltsyre opnås sædvanligvis med denne pug.

Gratis H2 SiF6 brugt til brygning (som desinfektionsmiddel) og dårligt opløselige fluorosilicater Na og Ba - for at bekæmpe skadedyr i landbruget. Meget opløselige Mg, Zn og Al fluorosilicater under det tekniske navn "Fluates" anvendes i konstruktion (for at give vandtæthed til cementerede overflader).

12) Hvidt siliciumsulfid (SiS2 ) dannet ved fusion af "amorft" silicium med svovl. Vand nedbrydes langsomt i SiO.2 og H2 S.

13) Kombinationen af ​​silicium med nitrogen forekommer kun over 1300 ° C. Det resulterende siliciumnitrid (Si3 N4 ) er et hvidt pulver. Ved kogning med vand, hydrolyseres det langsomt til SiO.2 og NNZ.

14) Når glødende blanding af SiO2 med kulstof i en elektrisk ovn op til 2000 ° C dannes siliciumcarbid (SiC), normalt kaldet carborundum. Reaktionen går af ligningen: SiO2 +3C = 2CO + SiC. Ren carborundum er en farveløs krystaller, og det tekniske produkt er normalt malet med urenheder i en mørk farve. Af egenskaberne af carborundum er dens hårdhed det mest praktisk vigtige, andet kun til diamanthårdhed. Derfor anvendes carborundum i vid udstrækning til at behandle faste materialer. Især er cirkler af slibemaskiner normalt fremstillet af det.

15) Carborundum har en ret høj elektrisk ledningsevne og bruges til fremstilling af elektriske ovne. Oftere bruges til denne såkaldte. silit, opnået ved stegning ved 1500 ° С (i atmosfæren af ​​CO eller N2 a) masse dannet ud fra en blanding af carborundum, silicium og glycerin. Silite er karakteriseret ved mekanisk styrke, kemisk modstand og god elektrisk ledningsevne (som stiger med stigende temperatur).

Siliciumhydrogenforbindelser (silikoner eller silaner) opnås i en blanding med hinanden og med hydrogen under virkningen af ​​fortyndet HCI på magnesiumsilicid (Mg2 Si). Sammensætningen og strukturformlerne af silicium (SiH4, Si2 H6 osv. op til det sidste kendte udtryk - Si6 H14 ) svarende til kulbrinterne af en række metan. Der er meget lighed med fysiske egenskaber. Tværtimod er de generelle kemiske egenskaber for begge klasser af forbindelser stærkt forskellige: i modsætning til meget inerte carbonhydrider er silaner ekstremt reaktive. I luften tændes de let og brændes til SiO med en stor mængde varme2 og vand ved reaktion, for eksempel:

16) Som antallet af siliciumatomer i et molekyle stiger, falder silanernes stabilitet hurtigt. Konstanterne for de første medlemmer af serien er anført nedenfor:

Alle silaner er farveløse, har en karakteristisk lugt og er meget giftige. Med vand nedbrydes de langsomt med hydrogenudvikling i henhold til ordningen, for eksempel: SiH4 + 4H2 O = 4 timer2 + Si (OH)4.

17) For silicium er et stort antal forskellige organosiliconforbindelser kendt i mange henseender svarende til de tilsvarende carbonderivater. Som regel er de resistente over for luft og uopløselig i vand. Syntesen af ​​højmolekylære derivater af denne type har åbnet mulighed for deres brede praktiske anvendelse til udvikling af lakker og harpikser, der er kendetegnet ved høj termisk stabilitet og en række andre værdifulde egenskaber.

http://www.xumuk.ru/nekrasov/x-03.html

Sodium plus Silicon

Under normale forhold er silicium ret inert, hvilket forklares af styrken af ​​dets krystalgitter, det virker kun direkte sammen med fluor og viser samtidig reducerende egenskaber:

Det reagerer med chlor ved opvarmning til 400-600 ° C:

Interaktion med ilt

Det knuste silicium reagerer med oxygen ved opvarmning til 400-600 ° C:

Interaktion med andre ikke-metaller

Ved meget høje temperaturer omkring 2000 ° C reagerer det med carbon:

Ved 1000 ° C reagerer den med nitrogen:

Interagerer ikke med hydrogen.

Interaktion med hydrogenhalogenider

Det reagerer med hydrogenfluorid under normale forhold:

med hydrogenchlorid - ved 300 ° C, med hydrogenbromid - ved 500 ° C.

Interaktion med metaller

Oxiderende egenskaber for silicium er mindre karakteristiske, men de manifesterer sig i reaktioner med metaller og danner således silicider:

Interaktion med syrer

Silicium er resistent over for syrer, i et surt miljø, det er dækket af en uopløselig oxidfilm og passiveret. Silicon interagerer kun med en blanding af flussyre og salpetersyrer:

Alkali-interaktion

Det opløses i alkalier, der danner silicat og hydrogen:

modtagelse

Reduktion fra magnesiumoxid eller aluminium:

SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO;

Koksreduktion i elektriske ovne:

SiO2 + 2C = Si + 2CO.

I denne proces er silicium ret forurenet med siliciumcarbider.

Det mest rene silicium opnås ved reduktion af siliciumtetrachlorid med hydrogen ved 1200 ° С:

Også rent silicium opnås ved termisk dekomponering af silan:

http://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/neorg/uchpos/text/g3_9_2.html

Sodium plus Silicon

Lad os overveje anvendelsen af ​​den beskrevne algoritme til udførelse af opgave C2 i flere flere eksempler. Husk at essensen af ​​opgaven er at

Skriv ligningerne af fire mulige reaktioner mellem alle de foreslåede stoffer uden at gentage et par reagenser.

På grund af stoffet: silicium, natriumbicarbonat, kaliumhydroxid, saltsyre.

1. Udfør algoritmens første afsnit under hensyntagen til, at saltsyre er en opløsning af hydrogenchlorid. Men tilstanden af ​​natriumbicarbonat og kaliumhydroxid er ikke givet til os, så hvis du ønsker det, kan vi antage, at de bliver givet til os som faste stoffer, hvis det ønskes - som løsninger.

2. Vi udfører andet afsnit, forkortet med angivelse af stoffernes egenskaber: i den første linje - syre-base, i den anden redox. Resultatet er følgende:

Forklaringer: Silicon, som et simpelt stof, går ikke ind i udvekslingsreaktioner, da en ikke-metal midtperiode udviser OM-egenskaber i svag grad, især oxidativ (bogstavernes størrelse gjorde et forsøg på kvalitativt at karakterisere styrken af ​​manifestationen af ​​visse egenskaber). Natriumbicarbonat i udvekslingsreaktioner kan deltage som salt og syre, da det praktisk taget ikke viser iltegenskaber siden alle elementer er i deres stabile oxidationstilstande. Det samme kan siges om OB af KON egenskaber. HC1 er en syre, det kan være et oxidationsmiddel på grund af hydrogenionen og et meget svagt reduktionsmiddel på grund af chloridionen.

3. Forvent reaktioner. Og her står vi straks over for behovet for at kende de specifikke egenskaber af silicium. På trods af sin redox dualitet og det faktum, at kittet indeholder et stof med lignende egenskaber, skal du vide, at silicium ikke opløses i syrer. Og også det faktum, at det opløses godt i alkaliske opløsninger, og reaktionen fortsætter med udvikling af hydrogen.

Det faktum, at reaktionen fortsætter med frigivelsen af ​​hydrogen, siger, at oxidationsmidlet her er hydrogen, i oxidationstilstand +1, som er en del af vand, og KOH spiller rollen som mediet.

Spørgsmålet kan opstå, hvorfor bliver silicium derfor ikke oxideret af hydrogenioner i en syreopløsning? Årsagen til metallets kemi er passivation. På overfladen af ​​silicium eksisterer (eller straks dannes) en tynd film af siliciumoxid uopløselig i vand og syrer. KOHs rolle som medium er, at det omdanner dette silica til en silication.

For det første stof får vi således en mulig reaktion i henhold til følgende skema:

Andre reaktioner er ret indlysende. Natriumbicarbonat vil reagere med alkali, danne et mediumsalt og med en syre på grund af udviklingen af ​​gas. KOH vil naturligvis neutraliseres med syre. Som følge heraf har vi 4 reaktionsordninger:

http://www.kontren.narod.ru/ege/c2_prim1.htm

Læs Mere Om Nyttige Urter