Interaksi silikon dengan larutan alkali

Silikon wujud dalam bentuk dua modifikasi, kristal dan amorf. Pengubahsuaian amorf yang lebih aktif. Dalam mortir, sapu silikon. Serbuk silikon amorf - coklat. Dalam tiub ujian dengan penyelesaian prilim alkali silikon amorfus. Apabila campuran dipanaskan, tindak balas yang kuat akan bermula. Silikon bertindak balas dengan alkali untuk melepaskan hidrogen. Sodium silikat terbentuk dalam larutan.

Peralatan: mortar porselin dengan alu, tiub ujian dengan tiub wap, pembakar.

Keselamatan. Ikuti peraturan untuk bekerja dengan alkali dan gas mudah terbakar.

Perumusan pengalaman dan teks - Ph.D. Pavel Bespalov.

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

Silikon

Silikon (si). Unsur kimia ini adalah 1/4 dari komposisi kerak bumi. Kuarza, kristal batu, pasir, tanah liat, granit, mika, asbestos adalah semua sebatian kimia silikon

Silikon adalah unsur perantaraan (amphoteric) dan boleh mempamerkan sifat-sifat logam dan bukan logam. Ia boleh membentuk sebatian kimia, baik dengan logam dan bukan logam.

Silikon tulen adalah bahan kimia mudah warna kelabu, keras, tahan api dan rapuh. Silikon Kristal mempunyai kilauan logam dan digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor (semikonduktor).

Silikon boleh mengalir dalam keadaan kristal (silikon kristal) dan dalam keadaan amorphous (silikon amorf). Silikon kristal dibentuk dengan menyejukkan larutan silikon amorf dalam logam lebur. Sebaliknya, silikon kristal adalah bahan yang sangat rapuh dan mudah dihancurkan menjadi serbuk amorf. Oleh itu, silikon amorf mewakili serpihan kristal silikon kristal.

Dalam keadaan bebas, silikon agak sukar diperolehi. Pengeluaran perindustriannya dikaitkan dengan pemulihan kuarza, yang formula kimianya adalah SiO₂, Reaksi pengurangan dilakukan dengan kokas panas (karbon).

Di makmal, silikon tulen dikurangkan daripada pasir silika dengan magnesium logam menggunakan tindak balas berikut:

Semasa tindak balas ini, serbuk coklat silikon amorf dibentuk. Apabila dipanaskan, serbuk boleh bertindak balas secara perlahan dengan penyelesaian alkali pekat (contohnya natrium hidroksida NaOH)

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂Sio₃+2H₂, - Bahan kompleks yang dihasilkan juga dipanggil kaca cair.

Adalah menarik bahawa aktiviti kimia silikon bergantung kepada saiz kristalnya. Silikon bersalut kristal kurang aktif secara kimia daripada amorfus. Yang terakhir bertindak balas dengan fluorin walaupun pada suhu biasa, dan pada suhu 400 - 600 0 C ia bertindak balas dengan oksigen, klorin, bromin, sulfur untuk membentuk sebatian kimia yang sepadan. Pada suhu yang sangat tinggi, silikon bertindak balas dengan nitrogen dan karbon untuk membentuk, masing-masing, nitrida dan silikon karbida.

Jika anda cuba membubarkan silikon dalam campuran hidrofluor HF (hidrofluorik) dan nitrik HNO₃ asid, reaksi tidak akan diteruskan. Tetapi jika anda melakukan tindak balas kimia dengan alkali, contohnya, dengan kalium hidroksida, maka tindak balas akan berlaku dengan pembentukan garam asid silicic

Jika silikon oksida (pasir) dengan kok telah dikalsin dalam relau, maka bahan kristal yang sangat pepejal diperoleh Carborund SiC

Sio₂ + 3C → SiC + 2CO

Carborundum adalah bahan yang sangat keras dan tahan api. Dalam industri, ia dihasilkan dalam kuantiti yang banyak disebabkan oleh sifat-sifat ini. Menariknya, kisi kristal carborundum serupa dengan kisi bahan paling sukar - berlian, tetapi di dalamnya atom karbon individu telah digantikan dengan seragam oleh atom silikon.

Pada suhu tinggi, serta semasa tindak balas kimia di bawah tindakan asid pada sebatian logam dengan silikon, silane SiH terbentuk.₄.

Silane adalah gas yang tidak berwarna dan tidak berwarna. Ia boleh menyala di udara untuk membentuk silika dan air.

Jika silikon oksida adalah SiO₂ dipanaskan di hadapan karbon dalam aliran klorin, maka tindak balas kimia berlaku dengan pembentukan silikon klorida

Silikon klorida adalah cecair, suhu mendidih yang hanya 54 0 C. Silikon klorida mudah larut dalam air dengan pembentukan larutan dua asid: silikat dan hidroklorik

Sekiranya tindak balas kimia ini berlaku dalam suasana udara lembap, asap tebal akan muncul semasa pembentukan dua asid.

SiF silikon fluorida₄ - dibentuk oleh reaksi kimia asid hidrofluorik dan oksida silikon

Silikon fluorida adalah gas tanpa warna dengan bau yang "kuat". Serta klorida silikon, di dalam air, gas ini membentuk dua asid: silikon dan hidrofluor. Tetapi dengan menariknya, fluorida silikon boleh berinteraksi dengan asid hidrofluorik untuk membentuk asid heksafluorosilikat, yang formula kimianya adalah H₂SiF₆. Garamnya dan asid itu sendiri beracun.

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

Dalam kebanyakan reaksi, Si bertindak sebagai agen pengurang:

Pada suhu rendah, silikon secara kimia tidak aktif, apabila dipanaskan, kereaktifannya meningkat secara dramatik.

1. Ia berinteraksi dengan oksigen pada T di atas 400 ° C:

Si + O₂ = SiO₂ silikon oksida

2. Ia bertindak balas dengan fluorin pada suhu bilik:

Si + 2F₂ = SiF₄ flint tetrafluoride

3. Dengan halogen yang selebihnya, reaksi berlaku pada suhu = 300 - 500 ° C

4. Dengan wap sulfur pada 600 ° C membentuk disulfida:

5. Reaksi dengan nitrogen berlaku di atas 1000 ° C:

6. Pada suhu = 1150 ° C bertindak balas dengan karbon:

Sio₂ + 3С = Сі + 2СО

Oleh kekerasan, carborundum hampir berlian.

7. Silikon tidak langsung bertindak balas dengan hidrogen.

8. Silikon tahan kepada asid. Berinteraksi hanya dengan campuran asam nitrik dan hidrofluorik (hidrofluorik):

9. bertindak balas dengan penyelesaian alkali untuk membentuk silikat dan pelepasan hidrogen:

10. Pengurangan silikon digunakan untuk memisahkan logam daripada oksida mereka:

2MgO = Si = 2Mg + SiO₂

Dalam reaksi dengan logam Si, oksidan adalah:

Silikon membentuk silisida dengan s-logam dan kebanyakan logam-d.

Komposisi silisida logam ini mungkin berbeza. (Sebagai contoh, FeSi dan FeSi₂; Ni₂Si dan NiSi₂.) Salah satu silisida yang paling terkenal ialah magnesium silicide, yang boleh didapati dengan interaksi langsung bahan mudah:

Silane (monosilane) SiH₄

Silanes (hidrida silikon) Si_nH_{2n + 2}, (rujuk alkana), di mana n = 1-8. Silanes adalah analog alkana, berbeza dari mereka dengan ketidakstabilan rantai-Si-Si-.

SiH monosilane₄ - gas tanpa warna dengan bau yang tidak menyenangkan; larut dalam etanol, petrol.

1. Penguraian silisida magnesium dengan asid hidroklorik: Mg₂Si + 4HCI = 2MgCI₂ + SiH₄

2. Pengurangan Si halida dengan hidrida aluminium lithium: SiCl₄ + LiAlH₄ = SiH₄↑ + LiCl + AlCl₃

Silane adalah ejen pengurangan yang kuat.

1.SiH₄ ia teroksida oleh oksigen walaupun pada suhu yang sangat rendah:

2. SiH₄ mudah dihidrolisiskan, terutamanya dalam medium alkali:

Silikon oksida (IV) (silika) SiO₂

Silika wujud dalam bentuk pelbagai bentuk: kristal, amorfus dan gelas. Bentuk kristal yang paling biasa ialah kuarza. Dengan pemusnahan batu kuarza, pasir kuarza terbentuk. Kristal tunggal kuarza adalah telus, tidak berwarna (kristal batu) atau berwarna dengan kekotoran dalam pelbagai warna (amethyst, agate, jasper, dan sebagainya).

SiO amorfus₂ berlaku dalam bentuk mineral opal: gel silika buatan terdiri daripada zarah koloid SiO₂ dan menjadi penyerap yang sangat baik. Vitreous SiO₂ yang dikenali sebagai kaca kuarza.

Harta fizikal

Dalam air SiO₂ larut sangat sedikit, dalam pelarut organik juga praktikal tidak dibubarkan. Silika adalah dielektrik.

Sifat kimia

1. SiO₂ - asid oksida, oleh itu silika amorf perlahan larut dalam larutan alkali alkali:

2. SiO₂ juga berinteraksi apabila dipanaskan dengan oksida asas:

3. Sebagai oksida tidak berubah-ubah, SiO₂ menggantikan karbon dioksida dari Na₂CO₃ (semasa gabungan):

4. Silika bertindak balas dengan asid hidrofluorik untuk membentuk asid hidrofluorik H₂SiF₆:

5. Pada 250 - 400 ° C SiO₂ berinteraksi dengan HF dan F gas₂, membentuk tetrafluorosilane (silikon tetrafluorida):

Asid silicic

- asid orthosilicic H₄Sio₄;

- asid metasilicic (silicic) H₂Sio₃;

- di- dan asid polisilikik.

Semua asid silicic sedikit larut dalam air, dengan mudah membentuk penyelesaian koloid.

Cara mendapatkan

1. Pengendapan asid daripada larutan silikat logam alkali:

2. Hidrolisis chlorosilanes: SiCl₄ + 4H₂O = H₄Sio₄ + 4HCl

Sifat kimia

Asid silicic adalah asid lemah (lebih lemah daripada asid karbonik).

Apabila dipanaskan, mereka kering kerana membentuk silika sebagai produk akhir.

Silikat - garam asid silicic

Oleh kerana asid silicic sangat lemah, garam mereka dalam larutan berair sangat dihidrolisis:

Sio₃ 2- + H₂O = HSiO₃ - + OH - (medium alkali)

Atas sebab yang sama, apabila karbon dioksida disalurkan melalui larutan silikat, asid silicik telah tersisih dari mereka:

Tindak balas ini boleh dianggap sebagai tindak balas kualitatif terhadap ion silicate.

Antara silicates, hanya Na yang sangat larut.₂Sio₃ dan K₂Sio₃, yang dipanggil kaca larut, dan penyelesaian berair mereka adalah kaca cair.

Kaca

Kaca tingkap biasa mempunyai komposisi Na₂O • CaO • 6SiO₂, iaitu, ia adalah campuran natrium dan kalsium silikat. Ia dihasilkan oleh soda Na₂CO₃, batu kapur SASO₃ dan pasir sio₂;

Simen

Pengikat serbuk, yang, apabila berinteraksi dengan air, membentuk jisim plastik yang berubah menjadi badan seperti batu padat dari masa ke masa; bahan binaan utama.

Komposisi kimia daripada simen Portland yang paling biasa (dalam jisim%) adalah 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 + H2O =? persamaan tindak balas

Sangat memerlukan bantuan! Apakah produk yang terbentuk akibat daripada interaksi silikon dengan larutan natrium hidroksida (Si + NaOH + H2O =?)? Tulis persamaan ionik molekul, lengkap, dan ringkas. Mencirikan sebatian yang diperolehi. Terima kasih terlebih dahulu!

Sebagai hasil daripada interaksi silikon dengan larutan natrium hidroksida natrium (Si + NaOH + H2O =?), Pembentukan garam sederhana, natrium metasilicate dan pelepasan gas hidrogen. Persamaan tindak balas molekul ialah:

Dalam kes ini, tidak mungkin untuk menulis persamaan tindakbalas dalam bentuk ionik, kerana interaksi tidak diteruskan, tetapi pada antara muka pepejal cecair vaz.
Metasilicate natrium adalah pepejal putih, kristal yang cair tanpa penguraian apabila dipanaskan. Ia larut dalam air sejuk (ia dihidrolisiskan dalam anion), penyelesaian pekatnya adalah koloid ("kaca cair", mengandungi hydrosol). Ia terurai dalam air panas, bertindak balas dengan asid, alkali, karbon dioksida.

Dalam industri, natrium metasilik diperoleh dengan menggabungkan silikon dioksida dengan hidroksida () atau natrium karbonat (), serta oleh penguraian natrium ortosilikat ().

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

Si + NaOH =? persamaan tindak balas

Buat persamaan kimia mengikut skema Si + NaOH =? Terangkan sebatian natrium hidroksida: memberikan sifat fizikal dan kimia asasnya, nyatakan kaedah pengeluaran. Terima kasih terlebih dahulu.

Hasil daripada pembubaran silikon amorf dalam penyelesaian natrium hidroksida tertumpu (Si + NaOH =?), Pembentukan garam tengah, natrium ortosilikat, serta pembebasan gas hidrogen berlaku. Persamaan tindak balas molekul ialah:

Natrium hidroksida (soda kaustik, soda kaustik) adalah kristal putih, sangat hygroscopic, lebur pada. Ia larut dalam air dengan melepaskan sejumlah besar haba akibat pembentukan hidrat. Ia mudah menyerap karbon dioksida dari udara, secara beransur-ansur bertukar menjadi natrium karbonat.
Natrium hidroksida bertindak balas dengan asid untuk membentuk garam dan air (tindak balas peneutralan):

Larutan natrium hidroksida mengubah warna indikator, contohnya, apabila menambahkan litmus, phenolphthalein atau metil orange kepada larutan alkali ini, warna mereka akan berubah menjadi biru, merah dan kuning.
Natrium hidroksida bertindak balas dengan penyelesaian garam (jika ia mengandungi logam yang mampu membentuk asas tidak larut) dan oksida asid:

Cara utama untuk mendapatkan natrium hidroksida ialah elektrolisis larutan natrium klorida:

Di samping kaedah elektrolitik menghasilkan natrium hidroksida, kadang-kadang kaedah yang lebih lama digunakan - mendidih larutan soda dengan limau slaked:

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

CHEMEGE.RU

Bersedia untuk peperiksaan dalam kimia dan olympiad

Kimia silikon

Silikon

Kedudukan dalam jadual berkala unsur kimia

Silicon terletak di subkumpulan utama kumpulan IV (atau dalam kumpulan 14 dalam bentuk PSCE moden) dan dalam tempoh ketiga sistem berkala unsur kimia D.I. Mendeleev.

Struktur elektronik silikon

Konfigurasi elektronik silikon dalam keadaan dasar:

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

Konfigurasi silikon elektronik dalam keadaan teruja:

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

Atom silikon mengandungi pada tahap tenaga luaran 2 elektron yang tidak berpasangan dan 1 pasangan elektron yang tidak disatukan dalam keadaan tenaga bumi dan 4 elektron yang tidak berpasangan dalam keadaan tenaga yang teruja.

Keadaan pengoksidaan atom silikon adalah dari -4 hingga +4. Negeri-negeri pengoksidaan biasa adalah -4, 0, +2, +4.

Sifat fizikal, kaedah mendapatkan dan bersifat silikon

Silikon adalah elemen kedua yang paling biasa di Bumi selepas oksigen. Ia hanya terdapat dalam bentuk sebatian. Silika SiO₂ membentuk sebilangan besar bahan semula jadi - kristal batu, kuarza, silika.

Silikon bahan mudah - kristal atom warna kelabu gelap dengan kilauan logam, agak rapuh. Titik lebur 1415 ° C, ketumpatan 2.33 g / cm 3. Semikonduktor.

Reaksi kualitatif

Reaksi berkualiti tinggi terhadap ion silicate SiO₃ 2 - interaksi garam silikat dengan asid kuat. Asid silicic lemah. Ia mudah dikeluarkan dari penyelesaian garam asid silicic di bawah tindakan asid kuat pada mereka.

Sebagai contoh, jika larutan asid hidroklorik yang telah dicairkan dengan kuat ditambahkan ke larutan natrium silikat, maka asid silicik tidak akan dilepaskan sebagai mendakan, tetapi sebagai gel. Penyelesaiannya akan menjadi berawan dan "mengeras."

Na₂Sio₃ + 2HCl = H₂Sio₃ + 2 NaCl

Pengalaman video interaksi natrium silikat dengan asid hidroklorik (pengeluaran asid silicic) boleh dilihat di sini.

Sebatian silikon

Negeri-negeri pengoksidaan utama silikon ialah +4, 0 dan -4.

http://chemege.ru/silicium/

Silikon - ciri umum elemen dan sifat kimia

Tempat silikon dalam sistem berkala

Silicon terletak di dalam kumpulan ke-14 Jadual Berkala Elemen Kimia D.I. Mendeleev.

Di peringkat tenaga luar atom karbon mengandungi 4 elektron, yang mempunyai konfigurasi elektron 3s 2 3p 2. Silikon mempamerkan keadaan pengoksidaan -4, +2, +4. Silikon adalah bukan logam tipikal, bergantung kepada jenis transformasi, elemen boleh menjadi agen pengoksidaan dan ejen pengurangan.

Allotropi silikon

Silikon Kristal adalah bahan kelabu gelap dengan kilauan logam, kekerasan hebat, rapuh, semikonduktor; t ° pl. 1415 ° C; t ° kip 2680 ° C.

Ia mempunyai struktur seperti berlian (sp 3 - hibridisasi atom silikon) dan membentuk ikatan kovalen σ yang kuat. Tidak aktif.

Serbuk silikon serbuk amorfus, hygroscopic, lebih reaktif.

Mendapatkan silikon

1) 2С + Si +4 O₂ - t ° → Si 0 + 2CO

2) 2Mg + Si +4 O₂ - t ° → 2MgO + Si 0

Mencari sifat silikon

Silikon adalah elemen kedua yang paling biasa di Bumi selepas oksigen. Kandungannya di kerak bumi ialah 27.6% (wt.). Ia hanya terdapat dalam bentuk sebatian.

Silikon oksida membentuk sebilangan besar bahan semulajadi - kristal batu, kuarza, silika. Ia membentuk dasar banyak batu permata - agate, amethyst, jasper, dll.
Silicon juga merupakan sebahagian daripada mineral membentuk batu - silicates dan aluminosilicates - feldspar, tanah liat, mika, dll.

Sifat kimia

Aktiviti sederhana bukan logam.

Sebagai ejen pengurangan:
1) dengan oksigen
Si 0 + O₂ - t ° → Si +4 O₂

2) Dengan halogen, dengan fluorin tanpa pemanasan.
Si 0 + 2F₂ → SiF₄Pergi

3) Dengan karbon
Si 0 + C - t ° → Si + 4 C

(SiC - carborundum - keras, digunakan untuk pengisaran)

5) Tidak bertindak balas dengan asid. Ia hanya larut dalam campuran asid nitrik dan hidrofluorik:
3Si + 4HNO₃ + 18HF → 3H₂[SiF₆] + 4NO + 8H₂O

6) Dengan alkali (apabila dipanaskan):
Si 0 + 2NaOH + H₂O → Na₂Si +4 O₃+ 2H₂Pergi

6) Dengan logam (silisida terbentuk):
Si 0 + 2Mg - t ° → Mg₂Si -4

Dengan penguraian silisida logam dengan asid, silane diperoleh (SiH₄)
Mg₂Si + 2H₂SO₄ → SiH₄+ 2MgSO₄

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

§ 3. Silicon

Analog yang paling dekat dengan karbon, silikon, adalah ketiga (selepas oksigen dan hidrogen) dari segi kelazimannya: ia menyumbang 16.7% daripada jumlah atom dalam kerak bumi. Jika karbon boleh dianggap sebagai elemen utama untuk kehidupan organik, maka silikon memainkan peranan yang sama berkenaan dengan kerak bumi pepejal, kerana bahagian utama jisimnya terdiri daripada batu silikat, yang merupakan senyawa silikon dengan oksigen dan beberapa elemen lain.

Silikon elemen boleh diperolehi dengan mengurangkan dioksida (SiC) dengan magnesium. Reaksi bermula apabila campuran bahan halus halus dinyalakan dan diteruskan mengikut persamaan

Sio₂ + 2Mg = 2MgO + Si

Untuk keluaran dari MgO dan kelebihan SiO₂ produk tindak balas dirawat secara berurutan dengan asid hidroklorik dan hidrofluorik.

1) Dalam praktiknya, silikon biasanya diperolehi sebagai aloi dengan besi (ferrosilicon) oleh incandescence kuat campuran SiO.₂, bijih besi dan arang batu. Aplikasi ferrosilicon yang paling penting adalah dalam metalurgi, di mana ia digunakan untuk memperkenalkan silikon ke dalam pelbagai gred keluli khas dan besi cor.

Sifat-sifat silikon sangat bergantung kepada saiz zarahnya. Mendapatkan - apabila SiO dikurangkan₂ silikon magnesium amorf adalah serbuk coklat. Dengan mengkristal semula dari beberapa logam cair (contohnya, Zn), silikon boleh didapati dalam bentuk kristal kelabu, pepejal, tetapi agak rapuh dengan kepadatan 2.4. Silikon mencair pada 1415 ° C dan bisul pada 2620 ° C.

Silikon Kristal secara kimianya agak lincah, sementara amorf adalah lebih reaktif. Dengan fluorin, ia bertindak balas dalam keadaan normal, dengan oksigen, klorin dan sulfur - sekitar -500 ° C. Pada suhu yang sangat tinggi, silikon juga boleh digabungkan dengan nitrogen dan karbon. Ia larut dalam banyak logam lebur, dan dengan sebahagiannya membentuk sebatian (contohnya, Mg₂ Si), yang dipanggil silisida.

Asid pada silikon di bawah keadaan normal tidak bertindak (kecuali campuran HF + HNO₃ ). Alkali dengan evolusi hidrogen mengubahnya kepada garam asid silicic:

Komponen silikon yang paling ciri dan stabil adalah dioksida (SiO₂ ), pembentukan elemen mana yang datang dengan pelepasan haba yang sangat besar:

Silikon dioksida adalah pepejal tanpa warna, lebur hanya pada 1713 ° C

Silika bebas (sebaliknya silika, anhydrida silicic) didapati terutamanya dalam bentuk mineral kuarza, yang membentuk dasar pasir biasa. Yang terakhir adalah salah satu produk utama pemusnahan batu dan pada masa yang sama salah satu bahan bangunan yang paling penting, penggunaan dunia yang sekitar 500 juta tan setiap tahun. Akaun silikon dioksida percuma kira-kira 12% daripada berat kerak. Lebih banyak SiO₂ (kira-kira 43% berat kerak bumi) terikat secara kimia dalam komposisi pelbagai batu. Secara umum, kerak bumi lebih daripada separuh terdiri daripada silika.

2) kristal kuarza telus besar (ketumpatan 2.65) sering dipanggil kristal batu, pelbagai berwarna ungu - amethyst, dan lain-lain. Pengubahsuaian silika kristal yang kecil (dengan campuran bahan lain) termasuk agate, jasper, dan sebagainya.

3) Berdasarkan SiO₂ menyediakan bahan refraktori penting - dinas. Yang terakhir diperolehi dengan memanggang 1500 ° C kuarza yang dihancurkan, yang mana 2-2.5% kapur ditambah. Dinas bata melembutkan hanya sekitar 1700 ° C dan berfungsi, khususnya, untuk meletakkan peti besi dari relau perapian terbuka.

Dalam air SiO₂ praktikal tidak larut. Asid tidak berfungsi di atasnya, kecuali HF, yang bertindak balas mengikut skema:

Alkali secara beransur-ansur memindahkan SiO₂ ke dalam larutan, membentuk garam yang bersamaan dengan asid silicic (dipanggil silikat atau silikat), contohnya, oleh reaksi:

Dalam amalan, garam silikat biasanya diperolehi dengan menggabungkan SiO₂ dengan karbonat yang bersamaan, dari mana CO dibebaskan pada suhu tinggi₂, contohnya, mengikut skema:

Akibatnya, tindak balas dikurangkan kepada pembebasan asid karbonik dengan asid silicic.

Garam silikat, sebagai peraturan, tidak berwarna, tahan api, dan praktikal tidak larut dalam air. Antara sangat larut ialah Na₂ Si0₃. Dalam praktiknya, garam ini sering dipanggil "kaca larut", dan larutan berair - "kaca cecair".

4) Pengeluaran natrium silikat mencapai saiz yang sangat penting (kira-kira beratus ribu tan setiap tahun), sebagai "kaca cecair" digunakan untuk mengukuhkan tanah semasa kerja pembinaan dan dalam beberapa industri. Penyelesaian perlu disimpan di dalam kapal dengan penyumbat getah (seperti kaca dan kortikal yang kuat mematuhi leher).

Oleh kerana asid silicik sangat lemah, "kaca cair" menunjukkan tindak balas alkali yang sangat ketara akibat hidrolisis, manakala silikat asas yang lemah dihidrolisiskan dalam larutan secara praktikal

sama sekali Atas sebab yang sama, asid silicic dikeluarkan dari larutan garamnya dengan banyak asid lain, termasuk karbonat.

Jika asid karbonik dalam larutan larut asid silicic dari garamnya, maka apabila incandescence, seperti yang dinyatakan di atas, terbalik. Arah pertama adalah disebabkan oleh kekuatan yang lebih rendah (tahap pemisahan) daripada asid silicic, yang kedua dengan turun naik yang lebih rendah apabila dipanaskan. Oleh kerana sejumlah asid dalam volatiliti perbandingan mereka boleh berbeza secara dramatik daripada asid yang sama dalam kekuatan mereka, arah reaksi pelepasan dalam larutan, di satu pihak, dan semasa bersinar, di sisi lain, juga boleh agak berbeza, seperti yang dapat dilihat dari sebagai contoh skema ini:

Asid silicik bebas tidak boleh larut dalam air (dalam bentuk penyelesaian sejati). Walau bagaimanapun, ia mudah membentuk penyelesaian koloid dan oleh itu biasanya hanya sebahagiannya mendakan. Endapan mempunyai bentuk jeli yang tidak berwarna, dan komposisinya bersamaan dengan formula bukan mudah H₂ Sio₃ (asid methacrytic) atau H₄ Sio₄ (asid ortosilikat), dan lebih biasa - xSiO₂ · YH₂ O dengan nilai x dan y yang berbeza-beza dengan keadaan hujan. Apabila x> 1, pelbagai asid polisilikik diperolehi, yang derivatif dari segi komposisi kimia boleh dianggap banyak mineral.

5) Asid silicic terlarut sangat sedikit dipisahkan (K₁ = 3 · 10 -1 0, K₂ = 2 · 10 -12). Bentuk silika yang terhidrat semula jadi yang mengandungi x >> y ditemui dalam bentuk formasi tak organik - silikon, opal, tripoli, dan sebagainya, serta sisa-sisa kerang organisma laut terkecil yang pernah hidup - diatomit ("bumi infusor"). Pembentukan sebatian peroksida untuk silikon adalah tidak jelas, dan derivatif peracids unsur ini tidak diperolehi.

Garam asid silicik dikenali untuk bentuk terhidrat dengan nilai x dan y yang paling pelbagai. Produk penggantian hidrogen yang lengkap atau separa bagi mereka untuk logam tertentu adalah silikat mudah yang dipanggil. Contohnya ialah asbestos mineral (Mg₃ H₄ Si₂ 0₉ atau 3MgO · 2H₂ O · 2SiO₂ ).

Silikat yang rumit adalah lebih umum, dari segi komposisi kimia yang dihasilkan terutamanya dari asid formula umum xE₂ Oh₃ · YSiO₂ · ZH₂ O. Sebatian-sebutan yang paling penting dalam jenis ini adalah aluminosilicates (E = Al), terutamanya kepunyaan kumpulan feldspars, yang menyumbang lebih daripada separuh berat kerak bumi.

boleh dipanggil sebagai wakil utamanya.

6) Struktur spatial dari beberapa silicates telah dikaji menggunakan x-ray. Ternyata struktur yang dipelajari dapat diklasifikasikan dengan pecahan ke dalam beberapa jenis yang berbeza antara satu sama lain dalam sifat gabungan ion tetrahedral SiO.₄ 4-.

Anion silikat yang paling mudah sesuai dengan beberapa jenis ini. Seperti yang dapat dilihat dari rajah. 142, ini terutamanya kes-kes mengisi kekisi nod dengan ion SiO individu₄ 4-. Jenis kedua dicirikan oleh kehadiran ion Si di tapak kisi.₂ O₇ 6- (dibentuk oleh dua tetrahedra SiO₄ 4 dengan satu sudut biasa), yang ketiga ialah kehadiran ion Si siklik di tapak kekisi₃ O₉ 6- (dibentuk oleh tiga tetrahedra SiO₄ 4- dengan dua kawasan umum bagi setiap mereka).

Struktur silikat lain boleh dipanggil kumpulan kumpulan, kerana ia terdiri daripada jumlah teoretically tak terhingga dari Si tetrahedra.₄ 4-. Gabungan tersebut (Rajah 143) mungkin mempunyai sifat rantaian mudah (A), rantai berganda (B), atau satah (C). Akhirnya, terdapat jenis yang mewakili struktur tiga dimensi. Dalam semua kisi itu, beberapa ion Si 4 + boleh digantikan dengan ion Al 3+, dan sebagainya, dan beberapa O 2- ion boleh diganti dengan ion OH, dan lain-lain. Walau bagaimanapun, sebahagian daripada ion silikat (K +, Na +, dan lain-lain) mungkin terletak di antara rantaian atau kapal terbang, serta antara struktur tiga dimensi.

Di bawah tindakan gabungan pelbagai faktor semulajadi, terutamanya karbon dioksida dan air, silikat semulajadi, aluminosilikat, dan lain-lain, secara beransur-ansur dimusnahkan ("berlalunya"), dan produk larut dibuang oleh air ke lautan, dan tidak larut sebahagiannya disimpan atau dibawa ke laut. Produk degradasi tidak larut utama sifat aluminosilicat yang paling biasa adalah silika (SiO₂ ), menetap dalam bentuk pasir, dan kaolin (H₄ Al₂ Si₂ O₉, atau al₂ O₃ · 2SiO₂ · 2H₂ O), yang merupakan asas tanah liat biasa (berwarna dengan kekotoran coklat besi oksida) dan, dalam keadaan bersih, kadang-kadang membentuk deposit tanah liat putih. Proses pembentukan mereka semasa pemusnahan aluminosilicate boleh digambarkan oleh skim anggaran berikut:

Pasir dan tanah liat membuat asas mineral semua jenis tanah. Jenis kedua bergantung pada keadaan suhu dan kelembapan kawasan tersebut (Gambar 144).

Dari silikat yang diperoleh secara artifisial yang tidak larut dalam air, yang paling penting ialah kaca, diketahui manusia sejak zaman purba. Komposisi kaca "biasa" dinyatakan oleh formula Na₂ CaSi₆ O₁₄ atau Na₂ O · CaO · 6SiO₂. Cukup dekat ia datang kaca biasa tingkap. Dengan perubahan yang sesuai dalam komposisi asas ini, adalah mungkin untuk mendapatkan pelbagai jenis kacamata khas, yang dicirikan oleh pelbagai kualiti yang diperlukan untuk aplikasi individu.

Produk sumber utama pengeluaran kaca adalah soda, batu kapur dan pasir. Proses pembentukan kaca "normal" boleh dinyatakan dengan persamaan:

Campuran bahan permulaan dipanaskan hingga kira-kira 1400 ° C dan jisim cair dikekalkan sehingga gas dikeluarkan sepenuhnya, selepas itu diambil untuk pemprosesan selanjutnya.

7) Apabila membuat kaca, soda sering digantikan dengan campuran yang lebih murah daripada natrium sulfat dan arang batu. Dalam kes ini, reaksi berlaku mengikut persamaan berikut:

8) Pengajian menggunakan sinar-X menunjukkan bahawa keadaan cair bahan (seperti cecair) berbeza daripada keadaan kristal oleh pesanan tidak lengkap kedudukan relatif unsur-unsur individu dalam kisi ruang. Dalam rajah. 145 menunjukkan gambarajah struktur Al₂ O₃ dalam kristal (L) dan kaca (B) menyatakan. Seperti yang dapat dilihat dari skim ini, ciri-ciri kekisi AI kristal₂ O₃ heksagon dalam keadaan kaca yang tidak dipetik dengan ketat, tetapi sifat umum lokasi zarah masih sama dengan yang berlaku di dalam kristal.

Ditunjukkan di ara. 146 gambarajah struktur natrium - silikat memberi idea tentang penempatan ion logam dalam kisi: yang terakhir disusun dalam kekosongan rangkaian silikat tanpa urutan yang jelas. Oleh kerana tidak ada pengulangan unsur-unsur struktur yang ketat dalam grid ini, sambungan individunya dicirikan oleh kekuatan tidak sama rata. Oleh itu, kaca, berbanding dengan kristal, tidak mempunyai titik lebur tertentu, dan dalam proses pemanasan ia melembutkan secara beransur-ansur.

9) Baru-baru ini, pengeluaran kaca kuarza, yang merupakan silika hampir murni oleh komposisi kimia (SiO₂ ). Kelebihannya yang paling berharga berbanding biasa ialah kira-kira 15 kali lebih rendah pekali pengembangan haba. Terima kasih kepada ini, barangan kuarza mengalihkan perubahan suhu yang sangat tajam tanpa retak: boleh, misalnya, dipanaskan hingga panas merah dan segera direndam di dalam air. Sebaliknya, kaca kuarza hampir tidak menahan sinar ultraviolet, yang sangat diserap oleh kaca biasa. Kelemahan kaca kuarza adalah kerapuhan yang lebih besar berbanding dengan biasa.

Walau kaca secara keseluruhannya tidak boleh larut, bagaimanapun, air mengurai sebahagiannya dari permukaan, membasuh natrium. Asid (kecuali asid hidrofluorik) bertindak seperti air, kaca, yang telah bersentuhan dengan air atau asid untuk beberapa waktu, maka secara praktikalnya tidak dimusnahkan oleh mereka. Sebaliknya, disebabkan oleh dominasi SiO yang kuat₂ dalam komposisi kaca, kesannya terhadap alkali mempunyai karakter yang panjang. Oleh itu, cecair alkali yang disimpan di dalam mangkuk kaca biasanya mengandungi kekotoran silikat larut.

Turunan derivatif silikon formula umum SiF₄ boleh didapati dengan sintesis langsung mengikut skema: Si + 2G₂ = SiG₄. Halida SiG₄ tidak berwarna. Di bawah keadaan biasa, SiF₄ gas, SiCl₄ dan sibr₄ adalah cecair, sij₄ - badan yang kukuh.

Daripada sifat kimia halida. silikon adalah ciri yang paling utama daripada mereka yang berinteraksi dengan air mengikut skema:

Dalam kes S, Br dan J, keseimbangan hampir sepenuhnya beralih ke kanan, sedangkan dalam kes F reaksi boleh diterbalikkan. Oleh kerana pembentukan zarah pepejal semasa hidrolisis SiO₂ (lebih tepatnya, xSiC₂ · YA₂ O) Hadiah silikon halida asap di udara lembap.

10) Sesetengah pemalar halida silikon berbanding di bawah:

Jumlah besar SiF₄ diperolehi sebagai hasil sampingan pengeluaran superfosfat. Silikon fluorida sangat beracun.

Apabila berinteraksi dengan SiF₄ asid hidrofluorik kompleks dibentuk dengan HF:

Secara berpasangan, tindak balas ini terasa terbalik, tetapi dalam larutan akueus keseimbangannya beralih ke kanan. Asid kompleks yang serupa H₂ SiF₆ dengan halida lain tidak terbentuk.

Percuma H₂ SiF₆ adalah asid dibasic yang kuat. Kebanyakan garamnya (silicofluoride, atau fluorosilicates) tidak berwarna dan larut dalam air.

11) Oleh kerana pembentukan H₂ SiF₆ Skim hidrolisis SiF₄ lebih tepat dinyatakan dengan persamaan:

Asid hidroklorik biasanya diperoleh dengan palang ini.

Percuma H₂ SiF₆ digunakan dalam pembuatan bir (sebagai disinfektan), dan fluorosilikat yang tidak larut Na dan Ba ​​- untuk memerangi perosak pertanian. Mg, Zn dan Al fluorosilicates yang sangat larut di bawah nama teknikal "Fluer" digunakan dalam pembinaan (untuk memberikan permukaan kedap air ke permukaan yang disatukan).

12) Silikon sulfida putih (SiS₂ ) yang dibentuk oleh silikon "amorf" dengan sulfur. Air perlahan-lahan terurai menjadi SiO.₂ dan H₂ S.

13) Kombinasi silikon dengan nitrogen berlaku hanya melebihi 1300 ° C. Silikon nitrida yang terhasil (Si₃ N₄ ) adalah serbuk putih. Apabila mendidih dengan air, ia perlahan-lahan hidrolisis ke SiO.₂ dan NNZ.

14) Apabila campuran SiO bercahaya₂ dengan karbon dalam relau elektrik sehingga 2000 ° C, silikon karbida (SiC) dibentuk, biasanya dipanggil carborundum. Reaksi berlaku oleh persamaan: SiO₂ +3C = 2CO + SiC. Carborundum tulen adalah kristal berwarna, dan produk teknikal biasanya dicat dengan kekotoran dalam warna gelap. Daripada sifat carborundum, kekerasannya adalah yang paling praktikal penting, kedua hanya untuk kekerasan berlian. Oleh itu, carborundum digunakan secara meluas untuk memproses bahan pepejal. Khususnya, bulatan mesin pengisar biasanya dibuat daripadanya.

15) Carborundum mempunyai kekonduksian elektrik yang agak tinggi dan digunakan dalam pembuatan relau elektrik. Lebih sering digunakan untuk apa yang dipanggil ini. silit, diperolehi dengan memanggang pada 1500 ° C (dalam suasana CO atau N₂ a) massa terbentuk daripada campuran carborundum, silikon dan gliserin. Silit dicirikan oleh kekuatan mekanik, rintangan kimia dan kekonduksian elektrik yang baik (yang bertambah dengan peningkatan suhu).

Senyawa hidrogen silikon (silicones, atau silanes) diperoleh dalam campuran antara satu sama lain dan dengan hidrogen di bawah tindakan mencairkan HCl pada magnesium silicide (Mg₂ Si). Susunan formula dan struktur silikon (SiH₄, Si₂ H₆ dan sebagainya sehingga istilah terakhir - Si₆ H₁₄ ) sama dengan hidrokarbon sejumlah metana. Terdapat banyak persamaan dengan sifat fizikal. Sebaliknya, ciri kimia umum bagi kedua-dua kelas sebatian adalah berbeza dengan berbeza: berbeza dengan hidrokarbon yang tidak aktif, silanes sangat reaktif. Di udara, mereka mudah menyalakan dan membakar ke SiO dengan sejumlah besar haba₂ dan air melalui tindak balas, sebagai contoh:

16) Oleh kerana bilangan atom silikon dalam molekul bertambah, kestabilan silanes berkurang dengan cepat. Pemalar anggota pertama siri ini disenaraikan di bawah:

Semua silanes tidak berwarna, mempunyai bau ciri dan sangat beracun. Dengan air mereka perlahan-lahan terurai dengan evolusi hidrogen mengikut skema, sebagai contoh: SiH₄ + 4H₂ O = 4h₂ + Si (OH)₄.

17) Untuk silikon, sebilangan besar sebatian pelbagai organosilicon diketahui, dalam banyak aspek yang serupa dengan derivatif karbon yang sepadan. Sebagai peraturan, mereka tahan terhadap udara dan tidak larut dalam air. Sintesis derivatif molekul tinggi jenis ini telah membuka kemungkinan penggunaan praktikal mereka yang luas untuk pembangunan varnis dan resin yang dicirikan oleh kestabilan haba yang tinggi dan beberapa sifat berharga lain.

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

Sodium plus silikon

Di bawah keadaan biasa, silikon agak lengai, yang dijelaskan oleh kekuatan kisi kristalnya, ia secara langsung berinteraksi dengan fluorin, dan pada masa yang sama menunjukkan pengurangan sifat:

Ia bertindak balas dengan klorin apabila dipanaskan hingga 400-600 ° C:

Interaksi dengan oksigen

Silikon yang dihancurkan bertindak balas dengan oksigen apabila dipanaskan hingga 400-600 ° C:

Interaksi dengan bukan logam lain

Pada suhu yang sangat tinggi sekitar 2000 ° C, ia bertindak balas dengan karbon:

Pada 1000 ° C, ia bertindak balas dengan nitrogen:

Tidak berinteraksi dengan hidrogen.

Interaksi dengan halida hidrogen

Ia bertindak balas dengan hidrogen fluorida dalam keadaan normal:

dengan hidrogen klorida - pada 300 ° C, dengan hidrogen bromida - pada 500 ° C

Interaksi dengan logam

Sifat-sifat oksidatif untuk silikon kurang ciri, tetapi mereka menyatakan diri mereka dalam reaksi dengan logam, sehingga membentuk silisida:

Interaksi dengan asid

Silikon tahan kepada asid, dalam persekitaran berasid, ia ditutup dengan filem oksida yang tidak larut dan dipindahkan. Silikon berinteraksi hanya dengan campuran asid hidrofluor dan nitrik:

Interaksi Alkali

Ia dibubarkan dalam alkali, membentuk silikat dan hidrogen:

Mendapatkan

Pengurangan daripada magnesium oksida atau aluminium:

Sio₂ + 2Mg = Si + 2MgO;

Pengurangan kok dalam relau elektrik:

Sio₂ + 2C = Si + 2CO.

Dalam proses ini, silikon cukup tercemar dengan karbida silikon.

Silikon yang paling tulen diperoleh dengan pengurangan silikon tetrachloride dengan hidrogen pada 1200 ° C:

Silikon tulen juga diperolehi oleh penguraian haba silane:

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

Sodium plus silikon

Mari kita pertimbangkan penerapan algoritma yang diterangkan untuk melaksanakan tugas C2 dalam beberapa contoh lagi. Ingat bahawa intipati tugas adalah untuk

Tulis persamaan empat tindak balas yang mungkin antara semua bahan yang dicadangkan, tanpa mengulangi sepasang reagen.

Memandangkan bahan: silikon, natrium bikarbonat, kalium hidroksida, asid hidroklorik.

1. Lakukan perenggan pertama algoritma, sambil mengambil kira bahawa asid hidroklorik adalah penyelesaian hidrogen klorida. Tetapi keadaan natrium bikarbonat dan kalium hidroksida tidak diberikan kepada kami, jadi jika anda mahu, kami boleh menganggap bahawa ia diberikan kepada kita sebagai bahan pepejal, jika dikehendaki - sebagai penyelesaian.

2. Kami menjalankan perenggan kedua, yang disingkat menandakan ciri-ciri bahan: dalam baris pertama - asid-base, dalam redoks kedua. Hasilnya ialah yang berikut:

Penjelasan: Silikon, sebagai bahan mudah, tidak memasuki tindak balas pertukaran, sebagai pertengahan tempoh bukan logam mempamerkan sifat-sifat OM pada tahap yang lemah, terutamanya oksidatif (saiz huruf membuat percubaan untuk mencirikan kualitatif kekuatan manifestasi sifat-sifat tertentu). Sodium bikarbonat dalam reaksi pertukaran boleh mengambil bahagian sebagai garam dan asid, ia praktikal tidak menunjukkan sifat oksigen, sejak semua unsur berada dalam keadaan pengoksidaan yang stabil. Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai OB sifat KON. HCl adalah asid, ia boleh menjadi agen pengoksida kerana ion hidrogen, dan agen mengurangkan sangat lemah kerana ion klorida.

3. Ramalkan tindak balas. Dan di sini kita segera menghadapi keperluan untuk mengetahui ciri-ciri tertentu silikon. Walaupun duality redoks dan fakta bahawa kit mengandungi bahan dengan sifat yang sama, anda perlu tahu bahawa silikon tidak larut dalam asid. Dan juga hakikat bahawa ia larut dengan baik dalam penyelesaian alkali, dan reaksi berlaku dengan pembebasan hidrogen.

Hakikat bahawa tindak balas itu diteruskan dengan pembebasan hidrogen, mengatakan bahawa ejen pengoksida di sini adalah hidrogen, dalam keadaan pengoksidaan +1, yang merupakan sebahagian daripada air, dan KOH memainkan peranan medium.

Persoalan mungkin timbul, mengapa kemudian silikon tidak dioksidakan oleh ion hidrogen dalam larutan asid? Alasan yang diketahui dari kimia logam adalah passivation. Di permukaan silikon, ada (atau segera membentuk) filem tipis silikon oksida tidak larut dalam air dan asid. Peranan KOH sebagai medium adalah ia mengubah silika ini menjadi ion silikat.

Oleh itu, untuk bahan pertama, kita mendapat satu reaksi yang mungkin mengikut skim berikut:

Reaksi lain agak jelas. Natrium bikarbonat akan bertindak balas dengan alkali, membentuk garam sederhana, dan dengan asid, kerana evolusi gas. KOH secara semulajadi akan dinetralkan dengan asid. Akibatnya, kita mempunyai 4 skema tindak balas:

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