Principale Confezione

Sodio più silicio

Interazione del silicio con soluzione alcalina

Il silicio esiste sotto forma di due modifiche, cristalline e amorfe. Modifica amorfa più attiva. In un mortaio, strofinare il silicio. Polvere di silicio amorfo - marrone. In una provetta con soluzione alcali prilim di silicio amorfo. Quando la miscela viene riscaldata, inizia una reazione vigorosa. Il silicio reagisce con gli alcali per liberare l'idrogeno. Il silicato di sodio si forma nella soluzione.

Attrezzatura: malta di porcellana con pestello, provetta con un tubo di vapore, un bruciatore.

Sicurezza. Seguire le regole per lavorare con alcali e gas infiammabili.

Formulazione di esperienza e testo - Dottorato di ricerca Pavel Bespalov.

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silicio

Silicio (Si). Questo elemento chimico è 1/4 della composizione della crosta terrestre. Quarzo, cristallo di rocca, sabbia, argilla, granito, mica, amianto sono tutti composti chimici del silicio

Il silicio è un elemento intermedio (anfotero) e può mostrare proprietà sia metalliche che non metalliche. Può formare composti chimici, sia con metalli che non metalli.

Il silicio puro è una sostanza chimicamente semplice di colore grigio, dura, refrattaria e fragile. Il silicio cristallino ha una lucentezza metallica ed è ampiamente usato nell'industria dei semiconduttori (è un semiconduttore).

Il silicio può fluire nello stato cristallino (silicio cristallino) e nello stato amorfo (silicio amorfo). Il silicio cristallino si forma raffreddando una soluzione di silicio amorfo in un metallo fuso. A sua volta, il silicio cristallino è un materiale molto fragile ed è facilmente schiacciato in una polvere amorfa. Pertanto, il silicio amorfo rappresenta frammenti di cristalli di silicio cristallino.

Nello stato libero, il silicio è piuttosto difficile da ottenere. La sua produzione industriale è associata al recupero del quarzo, la cui formula chimica è SiO2, La reazione di riduzione viene eseguita con coke caldo (carbone).

In laboratorio, il silicio puro viene ridotto dalla sabbia silicea con magnesio metallico usando la seguente reazione:

Durante questa reazione si forma una polvere marrone di silicio amorfo. Una volta riscaldata, la polvere può reagire lentamente con soluzioni concentrate di alcali (ad esempio, sodio idrossido NaOH)

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3+2H2, - La sostanza complessa risultante è anche chiamata vetro liquido.

È interessante notare che l'attività chimica del silicio dipende dalla dimensione dei suoi cristalli. Il silicio policristallino è meno chimicamente attivo di quello amorfo. Quest'ultimo reagisce facilmente con il fluoro anche a temperatura normale, e ad una temperatura di 400 - 600 0 C reagisce con ossigeno, cloro, bromo, zolfo per formare i corrispondenti composti chimici. A temperature molto elevate, il silicio reagisce con azoto e carbonio per formare, rispettivamente, nitruro e carburo di silicio.

Se si tenta di sciogliere il silicio in una miscela di HF idrofluorico (idrofluorico) e HNO nitrico3 acidi, la reazione non procederà. Ma se conduci una reazione chimica con un alcali, per esempio, con idrossido di potassio, la reazione avverrà con la formazione del sale di acido silicico

Se l'ossido di silicio (sabbia) con coke viene calcinato in un forno, si ottiene una sostanza cristallina molto solida.

SiO2 + 3C → SiC + 2CO

Il carborundum è una sostanza molto dura e refrattaria. Nell'industria, è prodotto in grandi quantità a causa di queste proprietà. È interessante notare che il reticolo cristallino del carborundum è simile al reticolo della sostanza più dura - il diamante, ma in esso i singoli atomi di carbonio sono uniformemente sostituiti da atomi di silicio.

A temperature elevate, così come durante reazioni chimiche sotto l'azione di acidi su composti metallici con silicio, si forma SiH silano.4.

Silane è un gas incolore e autoinfiammabile. Può infiammarsi in aria per formare silice e acqua.

Se l'ossido di silicio è SiO2 riscaldato in presenza di carbonio in una corrente di cloro, quindi avviene una reazione chimica con la formazione di cloruro di silicio

Il cloruro di silicio è un liquido la cui temperatura di ebollizione è solo di 54 ° C. Il cloruro di silicio si scioglie facilmente in acqua con la formazione di una soluzione di due acidi: silicico e cloridrico

Se questa reazione chimica procede in un'atmosfera di aria umida, durante la formazione di due acidi comparirà del fumo denso.

Fluoruro di silicio SiF4 - formato dalla reazione chimica dell'acido fluoridrico e dell'ossido di silicio

Il fluoruro di silicio è un gas incolore con un odore "forte". Oltre al cloruro di silicio, in acqua questo gas forma due acidi: il silicio e l'idrofluorico. Ma interessante, il fluoruro di silicio può interagire con l'acido fluoridrico per formare l'acido esafluorosilicico, la cui formula chimica è H2SiF6. I suoi sali e l'acido stesso sono velenosi.

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

Nella maggior parte delle reazioni, Si agisce come agente riducente:

A basse temperature, il silicio è chimicamente inerte: una volta riscaldato, la sua reattività aumenta notevolmente.

1. Interagisce con l'ossigeno a T sopra 400 ° С:

Si + O2 = SiO2 ossido di silicio

2. Reagisce con il fluoro già a temperatura ambiente:

Si + 2F2 = SiF4 silice tetrafluoruro

3. Con gli alogeni rimanenti, le reazioni procedono a una temperatura di = 300 - 500 ° С

4. Con vapore di zolfo a 600 ° C forma un disolfuro:

5. La reazione con l'azoto si verifica sopra i 1000 ° C:

6. A temperatura = 1150 ° С reagisce con carbone:

SiO2 + 3С = SiС + 2СО

Per durezza, il carborundum è vicino al diamante.

7. Il silicio non reagisce direttamente con l'idrogeno.

8. Il silicio è resistente agli acidi. Interagisce solo con una miscela di acidi nitrico e fluoridrico (fluoridrico):

9. reagisce con soluzioni alcaline per formare silicati e rilascio di idrogeno:

10. Le proprietà riducenti del silicio sono usate per separare i metalli dai loro ossidi:

2MgO = Si = 2Mg + SiO2

Nelle reazioni con metalli Si, l'ossidante è:

Il silicio forma siliciuri con metalli s e la maggior parte dei metalli d.

La composizione dei siliciuri di questo metallo può essere diversa. (Ad esempio, FeSi e FeSi2; Ni2Si e NiSi2.Uno dei siliciuri più noti è il siliciuro di magnesio, che può essere ottenuto per interazione diretta di sostanze semplici:

Silano (monosilano) SiH4

Silani (idruri di silicio) SinH2n + 2, (vedi alcani), dove n = 1-8. I silani sono analoghi degli alcani, differiscono da essi per l'instabilità delle catene-Si-Si-.

Monosilano SiH4 - gas incolore con un odore sgradevole; sciolto in etanolo, benzina.

1. Decomposizione del siliciuro di magnesio con acido cloridrico: Mg2Si + 4HCI = 2MgCI2 + SiH4

2. Riduzione di alogenuri di Si con litio alluminio idruro: SiCl4 + LiAlH4 = SiH4↑ + LiCl + AlCl3

Il silano è un forte agente riducente.

1.SiH4 è ossidato dall'ossigeno anche a temperature molto basse:

2. SiH4 facilmente idrolizzato, specialmente in ambiente alcalino:

Ossido di silicio (IV) (silice) SiO2

Il silicio esiste sotto forma di varie forme: cristallino, amorfo e vetroso. La forma cristallina più comune è il quarzo. Con la distruzione delle rocce di quarzo si formano sabbie di quarzo. I cristalli singoli al quarzo sono trasparenti, incolori (cristallo di rocca) o colorati con impurità in vari colori (ametista, agata, diaspro, ecc.).

SiO amorfo2 si presenta sotto forma di minerale opalino: il gel di silice è costituito artificialmente da particelle colloidali di SiO2 ed essendo un ottimo assorbitore. SiO vitreale2 noto come vetro al quarzo.

Proprietà fisiche

In acqua SiO2 si dissolve molto leggermente, in solventi organici anche praticamente non si dissolve. La silice è un dielettrico.

Proprietà chimiche

1. SiO2 - ossido acido, quindi la silice amorfa si dissolve lentamente in soluzioni acquose di alcali:

2. SiO2 Interagisce anche quando riscaldato con ossidi di base:

3. Essere ossido non volatile, SiO2 sposta l'anidride carbonica da Na2CO3 (durante la fusione):

4. La silice reagisce con acido fluoridrico per formare acido fluoridrico H2SiF6:

5. A 250 - 400 ° Si Si2 interagisce con HF e F gassosi2, formando tetrafluorosilano (silicio tetrafluoruro):

Acido silicico

- acido ortosilicico H4SiO4;

- acido metasilicico (silicico) H2SiO3;

- acidi di- e polisilicici.

Tutti gli acidi silicici sono leggermente solubili in acqua, formano facilmente soluzioni colloidali.

Modi di ottenere

1. Deposizione di acidi da soluzioni di silicato di metalli alcalini:

2. Idrolisi dei clorosilani: SiCl4 + 4H2O = H4SiO4 + 4HCl

Proprietà chimiche

Gli acidi silicici sono acidi molto deboli (più deboli dell'acido carbonico).

Quando riscaldati, sono disidratati per formare la silice come prodotto finale.

Silicati - sali di acido silicico

Poiché gli acidi silicici sono estremamente deboli, i loro sali in soluzioni acquose sono fortemente idrolizzati:

SiO3 2- + H2O = HSiO3 - + OH - (mezzo alcalino)

Per lo stesso motivo, quando l'anidride carbonica viene fatta passare attraverso soluzioni di silicati, l'acido silicico viene spostato da loro:

Questa reazione può essere considerata una reazione qualitativa agli ioni di silicato.

Tra i silicati, solo Na è altamente solubile.2SiO3 e K2SiO3, che sono chiamati vetro solubile e le loro soluzioni acquose sono vetro liquido.

vetro

Il vetro della finestra ordinario ha una composizione di Na2O • CaO • 6SiO2, cioè, è una miscela di sodio e silicati di calcio. È prodotto dalla fusione di soda Na2CO3, calcare SASO3 e sand sio2;

cemento

Legante in polvere, che, interagendo con l'acqua, forma una massa plastica che si trasforma in un solido corpo roccioso nel tempo; materiale da costruzione principale.

La composizione chimica del cemento Portland più comune (in% in massa) è il 20-23% di SiO2; 62 - 76% CaO; 4 - 7% Al2O3; 2-5% Fe2O3; 1-5% di MgO.

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

Si + NaOH + H2O =? equazione di reazione

Urgentemente bisogno di aiuto! Quali prodotti si formano a seguito dell'interazione del silicio con una soluzione acquosa di idrossido di sodio (Si + NaOH + H2O =?)? Scrivi l'equazione ionica molecolare, completa e abbreviata. Caratterizzare il composto ottenuto. Grazie in anticipo!

Come risultato dell'interazione del silicio con una soluzione acquosa di idrossido di sodio (Si + NaOH + H2O =?), La formazione di un sale medio, metasilicato di sodio e il rilascio di gas idrogeno. L'equazione di reazione molecolare è:

In questo caso, non è possibile scrivere l'equazione di reazione nella forma ionica, poiché l'interazione procede non in soluzione, ma nell'interfaccia liquido-solido di vaz.
Il metasilicato di sodio è un solido bianco, i cui cristalli si sciolgono senza decomposizione se riscaldati. Si dissolve in acqua fredda (è idrolizzato nell'anione), la soluzione concentrata è colloidale ("vetro liquido", contiene un idrosol). Si decompone in acqua calda, reagisce con acidi, alcali, anidride carbonica.

Nell'industria, il metasilicato di sodio si ottiene dalla fusione di biossido di silicio con idrossido () o carbonato di sodio (), nonché dalla decomposizione dell'ortosilicato di sodio ().

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

Si + NaOH =? equazione di reazione

Creare un'equazione chimica secondo lo schema Si + NaOH =? Descrivere l'idrossido di sodio composto: dare le sue proprietà fisiche e chimiche di base, indicare i metodi di produzione. Grazie in anticipo.

Come risultato della dissoluzione del silicio amorfo in una soluzione concentrata di idrossido di sodio (Si + NaOH =?), Si verifica la formazione di un mezzo sale, ortosilicato di sodio, nonché il rilascio di gas idrogeno. L'equazione di reazione molecolare è:

L'idrossido di sodio (soda caustica, soda caustica) è un solido bianco, molto igroscopico, che si scioglie. Si scioglie in acqua con il rilascio di una grande quantità di calore a causa della formazione di idrati. Assorbe facilmente l'anidride carbonica dall'aria, trasformandosi gradualmente in carbonato di sodio.
L'idrossido di sodio reagisce con gli acidi per formare sali e acqua (reazione di neutralizzazione):

La soluzione di idrossido di sodio cambia il colore degli indicatori, ad esempio, quando si aggiunge la tornasole, la fenolftaleina o l'arancio metilico a una soluzione di questo alcali, il loro colore diventerà blu, rosso e giallo, rispettivamente.
L'idrossido di sodio reagisce con soluzioni di sali (se contengono un metallo capace di formare una base insolubile) e ossidi acidi:

Il modo principale per ottenere l'idrossido di sodio è l'elettrolisi di una soluzione acquosa di cloruro di sodio:

Oltre al metodo elettrolitico di produzione di idrossido di sodio, a volte viene utilizzato un metodo più vecchio: bollire una soluzione di soda con calce spenta:

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

CHEMEGE.RU

Preparazione all'esame di chimica e olimpiadi

Chimica del silicio

silicio

Posizione nella tavola periodica degli elementi chimici

Il silicio si trova nel sottogruppo principale del gruppo IV (o nel gruppo 14 nella forma moderna di PSCE) e nel terzo periodo del sistema periodico degli elementi chimici D.I. Mendeleev.

Struttura elettronica del silicio

La configurazione elettronica del silicio nello stato fondamentale:

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

Configurazione elettronica del silicio allo stato eccitato:

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

L'atomo di silicio contiene sul livello di energia esterna 2 elettroni spaiati e 1 coppia di elettroni non condivisa nello stato di energia di terra e 4 elettroni spaiati nello stato di energia eccitata.

Lo stato di ossidazione dell'atomo di silicio è compreso tra -4 e +4. I tipici stati di ossidazione sono -4, 0, +2, +4.

Proprietà fisiche, metodi per ottenere ed essere nella natura del silicio

Il silicio è il secondo elemento più comune sulla Terra dopo l'ossigeno. Si trova solo sotto forma di composti. SiO silice2 forma un gran numero di sostanze naturali - cristallo di rocca, quarzo, silice.

Una sostanza semplice silicio - un cristallo atomico di colore grigio scuro con una lucentezza metallica, piuttosto fragile. Punto di fusione 1415 ° C, densità 2,33 g / cm 3. Semiconductor.

Reazioni qualitative

Reazione di alta qualità agli ioni di silicato SiO3 2- - interazione di sali di silicato con acidi forti. L'acido silicico è debole. È facilmente rilasciato da soluzioni di sali di acido silicico sotto l'azione di acidi più forti su di loro.

Per esempio, se una soluzione di acido cloridrico fortemente diluita viene aggiunta ad una soluzione di silicato di sodio, allora l'acido silicico non sarà rilasciato come un precipitato, ma come un gel. La soluzione diventerà torbida e "indurita".

na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2 NaCl

Qui è possibile visualizzare l'esperienza video dell'interazione del silicato di sodio con l'acido cloridrico (produzione di acido silicico).

Composti di silicio

Gli stati di ossidazione principali del silicio sono +4, 0 e -4.

http://chemege.ru/silicium/

Silicio - la caratteristica generale di un elemento e proprietà chimiche

Il posto del silicio nel sistema periodico

Il silicio si trova nel 14 ° gruppo della tavola periodica degli elementi chimici D.I. Mendeleev.

Al livello di energia esterna dell'atomo di carbonio contiene 4 elettroni, che hanno una configurazione elettronica di 3s 2 3p 2. Il silicio presenta stati di ossidazione -4, +2, +4. Il silicio è un tipico non metallico, a seconda del tipo di trasformazione, l'elemento può essere un agente ossidante e un agente riducente.

Allotropia del silicio

Il silicio cristallino è una sostanza grigio scuro con una lucentezza metallica, grande durezza, fragile, semiconduttore; t ° pl. 1415 ° C; t ° kip 2680 ° C.

Ha una struttura a forma di diamante (sp 3 - ibridizzazione di atomi di silicio) e forma forti legami σ covalenti. È inerte

Silicio amorfo - polvere marrone, igroscopico, più reattivo.

Ottenere silicio

1) 2С + Si + 4 O2 - t ° → Si 0 + 2CO

2) 2Mg + Si +4 O2 - t ° → 2MgO + Si 0

Trovare il silicio in natura

Il silicio è il secondo elemento più comune sulla Terra dopo l'ossigeno: il suo contenuto nella crosta terrestre è pari al 27,6% (peso). Si trova solo sotto forma di composti.

L'ossido di silicio forma un gran numero di sostanze naturali: cristallo di rocca, quarzo, silice. Forma la base di molte pietre semipreziose: agata, ametista, diaspro, ecc.
Il silicio è anche una parte dei minerali che formano roccia - silicati e alluminosilicati - feldspato, argille, mica, ecc.

Proprietà chimiche Si

Tipica attività media non metallica.

Come agente riducente:
1) Con ossigeno
Si 0 + O2 - t ° → Si +4 O2

2) Con alogeni, con fluoro senza riscaldamento.
Si 0 + 2F2 → SiF4

3) Con carbonio
Si 0 + C - t ° → Si + 4 C

(SiC - carborundum - duro, usato per macinare)

5) Non reagisce con gli acidi. Si dissolve solo in una miscela di acido nitrico e fluoridrico:
3Si + 4HNO3 + 18HF → 3H2[SiF6] + 4NO + 8H2O

6) Con alcali (quando riscaldati):
Si 0 + 2NaOH + H2O → Na2Si +4 O3+ 2H2

6) Con metalli (si formano siliciuri):
Si 0 + 2Mg - t ° → Mg2Si -4

Per decomposizione di siliciuri metallici con acido, si ottiene silano (SiH4)
mg2Si + 2H2SO4 → SiH4+ 2MgSO4

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

§ 3. Silicio

L'analogo più vicino al carbonio, il silicio, è il terzo (dopo l'ossigeno e l'idrogeno) in termini di prevalenza: rappresenta il 16,7% del numero totale di atomi nella crosta terrestre. Se il carbonio può essere considerato l'elemento principale per la vita organica, allora il silicio svolge un ruolo simile rispetto alla crosta terrestre solida, poiché la parte principale della sua massa è costituita da rocce di silicato, che sono composti di silicio con ossigeno e una serie di altri elementi.

Il silicio elementare può essere ottenuto riducendo il diossido (SiC) con il magnesio. La reazione inizia quando la miscela di sostanze finemente macinate viene innescata e procede secondo l'equazione

SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si

Per il rilascio da MgO e eccesso di SiO2 il prodotto di reazione viene trattato sequenzialmente con acidi cloridrico e fluoridrico.

1) In pratica, il silicio viene solitamente ottenuto come lega con ferro (ferrosilicio) mediante forte incandescenza della miscela di SiO.2, minerale di ferro e carbone. L'applicazione più importante del ferrosilicio è nella metallurgia, dove viene utilizzato per introdurre il silicio in vari gradi di acciai speciali e ghise.

Le proprietà del silicio dipendono fortemente dalla dimensione delle sue particelle. Ottenuto - quando SiO è ridotto2 il silicio amorfo di magnesio è una polvere marrone. Ricristallizzandolo da alcuni metalli fusi (per esempio, Zn), il silicio può essere ottenuto sotto forma di cristalli grigi, solidi, ma piuttosto fragili con una densità di 2,4. Il silicio si scioglie a 1415 ° С e bolle a 2620 ° С.

Il silicio cristallino è chimicamente piuttosto inerte, mentre l'amorfo è molto più reattivo. Con fluoro, reagisce in condizioni normali, con ossigeno, cloro e zolfo - intorno ai -500 ° C. A temperature molto elevate, il silicio può anche essere combinato con azoto e carbonio. È solubile in molti metalli fusi e con alcuni di essi forma composti (ad esempio, Mg2 Si), chiamati siliciuri.

Gli acidi sul silicio in condizioni normali non agiscono (ad eccezione della miscela di HF + HNO3 ). Alcali con evoluzione dell'idrogeno convertirlo in sali di acido silicico:

Il composto più caratteristico e stabile del silicio è il suo diossido (SiO2 ), la formazione di quale degli elementi viene fornito con un rilascio di calore molto grande:

Il biossido di silicio è un solido incolore che si scioglie solo a 1713 ° C.

La silice libera (altrimenti silice, anidride silicica) si trova principalmente nella forma del minerale di quarzo, che costituisce la base della sabbia ordinaria. Quest'ultimo è uno dei principali prodotti della distruzione delle rocce e allo stesso tempo uno dei materiali da costruzione più importanti, il cui consumo mondiale è di circa 500 milioni di tonnellate all'anno. Il diossido di silicio libero rappresenta circa il 12% del peso della crosta. Molto più SiO2 (circa il 43% del peso della crosta terrestre) è legato chimicamente nella composizione di varie rocce. In generale, quindi, la crosta terrestre è più della metà composta di silice.

2) I grandi cristalli di quarzo trasparente (densità 2,65) sono spesso chiamati cristallo di rocca, una varietà di colore violetto - ametista, ecc. Piccole modifiche alla silice cristallina (con additivi di altre sostanze) includono agata, diaspro, ecc.

3) Basato su SiO2 preparare un materiale refrattario importante - dinas. Quest'ultimo è ottenuto dalla torrefazione al quarzo frantumato 1500 ° to, a cui si aggiunge il 2-2,5% di calce. Il mattone di Dinas si ammorbidisce solo attorno ai 1700 ° C e serve, in particolare, per la posa delle volte dei forni a cielo aperto.

In acqua SiO2 praticamente insolubile. Gli acidi non agiscono su di esso, ad eccezione di HF, che reagisce secondo lo schema:

Gli alcali trasferiscono gradualmente SiO2 nella soluzione, formando i corrispondenti sali di acido silicico (chiamati silicati o silicati), ad esempio, dalla reazione:

In pratica, i sali di silicato si ottengono solitamente fondendo SiO2 con i corrispondenti carbonati, da cui viene rilasciato CO ad alta temperatura2, per esempio, secondo lo schema:

Di conseguenza, la reazione viene ridotta al rilascio di acido carbonico con acido silicico.

I sali di silicato, di regola, sono incolori, refrattari e praticamente insolubili in acqua. Tra i pochissimi solubili c'è Na2 Si03. In pratica, questo sale è spesso chiamato "vetro solubile" e le sue soluzioni acquose - "vetro liquido".

4) La produzione di silicato di sodio raggiunge dimensioni molto significative (circa centinaia di migliaia di tonnellate all'anno), poiché il "vetro liquido" viene utilizzato per rafforzare il terreno durante i lavori di costruzione e in un certo numero di industrie. Le soluzioni devono essere conservate nei vasi con tappi di gomma (poiché il vetro e la corticale aderiscono fortemente al collo).

Poiché l'acido silicico è molto debole, il "vetro liquido" mostra una reazione bruscamente alcalina a causa dell'idrolisi, mentre i silicati di basi deboli vengono idrolizzati in soluzione praticamente

divisibili. Per lo stesso motivo, l'acido silicico viene rilasciato dalle soluzioni dei suoi sali con molti altri acidi, incluso il carbonico.

Se l'acido carbonico in soluzione scioglie l'acido silicico dai suoi sali, quindi su incandescenza, come notato sopra, avviene il contrario. La prima direzione è dovuta alla minore resistenza (grado di dissociazione) dell'acido silicico, il secondo alla sua minore volatilità quando riscaldato. Poiché un numero di acidi nella loro volatilità comparativa può differire notevolmente da quelli degli stessi acidi nella loro forza, la direzione delle reazioni di rilascio in soluzione, da un lato, e durante il brillamento, dall'altro, può anche essere molto diversa, come si può vedere da come esempio dello schema:

L'acido silicico libero è praticamente insolubile in acqua (nella forma di una vera soluzione). Tuttavia, forma facilmente soluzioni colloidali e quindi di solito solo parzialmente precipita. Il precipitato ha la forma di una gelatina incolore e la sua composizione corrisponde ad una formula non semplice H2 SiO3 (acido metacrilico) o H4 SiO4 (acido ortosilicico) e più comune - xSiO2 · YH2 O con valori xey che variano in base alle condizioni di precipitazione. Quando x> 1, si ottengono vari acidi polisilici, i cui derivati ​​in termini di composizione chimica possono essere considerati molti minerali.

5) La parte disciolta dell'acido silicico è estremamente poco dissociata (K1 = 3 · 10 -1 0, K2 = 2 · 10 -12). Le forme idratate naturali di silice che contengono x >> y si trovano sotto forma di formazioni inorganiche - silicio, opale, tripoli, ecc., Nonché resti dei gusci degli organismi marini più piccoli che vivevano una volta - la diatomite ("infusor earth"). La formazione di composti di perossido per il silicio è insolita, e i derivati ​​dei peracidi di questo elemento non sono ottenuti.

I sali di acido silicico sono noti per le forme idratate con i valori xey più diversi. I prodotti di sostituzione totale o parziale dell'idrogeno in essi contenuto per determinati metalli sono i cosiddetti silicati semplici. Un esempio di loro è l'amianto minerale (Mg3 H4 Si2 09 o 3MgO · 2H2 O · 2SiO2 ).

I silicati complicati sono molto più comuni in natura, in termini di composizione chimica prodotta principalmente da acidi di formula generale xE2 oh3 · YSiO2 · ZH2 O. I composti più importanti di questo tipo sono gli alluminosilicati (E = Al), in particolare appartenenti al gruppo dei feldspati, che rappresentano più della metà del peso della crosta terrestre.

possono essere chiamati come i loro principali rappresentanti.

6) La struttura spaziale di un certo numero di silicati è stata studiata usando i raggi X. Si è scoperto che le strutture studiate possono essere classificate con una suddivisione in un piccolo numero di tipi che differiscono l'uno dall'altro nella natura della combinazione di ioni SiO tetraedrici.4 4.

Gli anioni di silicato più semplici corrispondono ad alcuni di questi tipi. Come si può vedere dalla fig. 142, qui ci sono principalmente i casi di riempimento dei nodi del reticolo con singoli ioni SiO4 4. Il secondo tipo è caratterizzato dalla presenza di ioni Si nei siti del reticolo.2 O7 6- (formato da due tetraedri SiO4 4- con un angolo comune), il terzo è la presenza di ioni Si ciclici nei siti del reticolo3 O9 6- (formato da tre tetraedri SiO4 4- con due aree comuni per ciascuno di essi).

Altri tipi di strutture di silicati possono essere chiamati gruppi, poiché sono composti da un numero teoricamente infinito di Si tetraedri.4 4. Tali combinazioni (fig. 143) possono avere il carattere di una catena semplice (A), una doppia catena (B) o un piano (C). Infine, ci sono tipi che rappresentano una struttura tridimensionale. In tutti questi reticoli, alcuni ioni Si 4+ possono essere sostituiti con ioni Al 3+, ecc. E alcuni ioni O 2- possono essere sostituiti con ioni OH, ecc. Tuttavia, parte degli ioni silicato (K +, Na +, ecc.) Possono essere posizionati tra catene o piani, nonché tra la struttura tridimensionale.

Sotto l'azione combinata di vari fattori naturali, principalmente di anidride carbonica e acqua, silicati naturali, alluminosilicati, ecc., Vengono gradualmente distrutti ("alterati") e i prodotti solubili vengono trasportati dall'acqua nell'oceano, e insolubili parzialmente depositati in luogo o portato in mare. I principali prodotti di degradazione insolubile della natura più comune degli alluminosilicati sono la silice (SiO2 ), stabilendosi sotto forma di sabbia e caolino (H4 Al2 Si2 O9, o al2 O3 · 2SiO2 · 2H2 O), che è la base delle argille ordinarie (colorate con impurità brune di ossido di ferro) e, in uno stato più pulito, a volte forma depositi di argilla bianca. Il processo della loro formazione durante la distruzione di alluminosilicato può essere rappresentato dal seguente schema approssimativo:

Sabbia e argilla creano la base minerale di tutti i tipi di terreno. La natura di quest'ultimo dipende principalmente dalle condizioni di temperatura e umidità dell'area (figura 144).

Dai silicati ottenuti artificialmente insolubili in acqua, il più importante è il vetro, noto all'umanità fin dall'antichità. La composizione del vetro "normale" è espressa dalla formula Na2 CaSi6 O14 o Na2 O · CaO · 6SiO2. Abbastanza vicino ad esso arriva il solito vetro della finestra. Con opportuni cambiamenti di questa composizione di base, è possibile ottenere vari tipi speciali di occhiali, caratterizzati da varie qualità richieste per le singole applicazioni.

I principali prodotti di origine della produzione del vetro sono la soda, il calcare e la sabbia. Il processo di formazione del vetro "normale" può essere espresso dall'equazione:

La miscela dei materiali di partenza viene riscaldata a circa 1400 ° C e la massa fusa viene mantenuta fino a quando i gas sono completamente rimossi, dopo di che viene prelevato per un'ulteriore lavorazione.

7) Quando si fa il vetro, la soda viene spesso sostituita con una miscela più economica di sodio solfato e carbone. In questo caso, la reazione procede secondo la seguente equazione:

8) Gli studi con i raggi X hanno mostrato che lo stato vetroso di una sostanza (come un liquido) differisce da uno stato cristallino dall'ordinamento incompleto della posizione relativa dei singoli elementi della griglia spaziale. Nella fig. 145 mostra i diagrammi delle strutture di Al2 O3 in stati cristallini (L) e vetrosi (B). Come si può vedere da questi schemi, caratteristica del reticolo cristallino AI2 O3 esagoni nello stato vetroso non sono rigorosamente maturati, ma il carattere generale della posizione delle particelle è ancora simile a quello che avviene in un cristallo.

Mostrato in fig. 146 diagramma della struttura del vetro sodio - silicato dà un'idea del posizionamento di ioni metallici nel reticolo: questi ultimi sono disposti in vuoti della rete di silicati senza alcuna sequenza chiara. Dato che non vi è ripetizione rigorosamente regolare degli elementi strutturali in questa griglia, le sue connessioni individuali sono caratterizzate da una forza disuguale. Pertanto, il vetro, a differenza del cristallo, non ha un punto di fusione specifico e nel processo di riscaldamento si ammorbidisce gradualmente.

9) Di recente, la produzione di vetro al quarzo, che è una silice quasi pura per composizione chimica (SiO2 ). Il suo vantaggio più prezioso rispetto al solito è circa 15 volte inferiore coefficiente di espansione termica. A causa di ciò, i vasi di quarzo trasferiscono cambiamenti di temperatura molto bruschi senza incrinature: possono, ad esempio, essere riscaldati a fuoco caldo e immersi immediatamente in acqua. D'altra parte, il vetro al quarzo quasi non detiene i raggi ultravioletti, che sono fortemente assorbiti dal vetro ordinario. Lo svantaggio del vetro al quarzo è la sua maggiore fragilità rispetto al normale.

Sebbene il vetro nel suo complesso sia praticamente insolubile, tuttavia, l'acqua parzialmente lo decompone dalla superficie, lavando principalmente sodio. Gli acidi (eccetto l'acido fluoridrico) agiscono come l'acqua, il vetro, che è stato a contatto con acqua o acidi per qualche tempo, non viene praticamente distrutto da loro. Al contrario, a causa della forte predominanza di SiO2 nella composizione del vetro, l'effetto su di esso di alcali ha un carattere lungo. Pertanto, i liquidi alcalini conservati in recipienti di vetro contengono solitamente impurità di silicati solubili.

Derivati ​​dell'alogenuro di silicio di formula generale SiF4 può essere ottenuto per sintesi diretta secondo lo schema: Si + 2G2 = SiG4. Alogenuri SiG4 incolore. In condizioni normali, SiF4 gassoso, SiCl4 e sibr4 sono liquidi, sij4 - corpo solido.

Delle proprietà chimiche degli alogenuri. il silicio è la loro più caratteristica interazione con l'acqua secondo lo schema:

Nei casi di Сl, Br e J, l'equilibrio è quasi completamente spostato a destra, mentre nel caso di F la reazione è reversibile. A causa della formazione di particelle solide durante l'idrolisi di SiO2 (più precisamente, xSiC2 · YН2 O) I doni di alogenuri di silicio fumano nell'aria umida.

10) Alcune costanti di alogenuri di silicio sono confrontate di seguito:

Quantità significative di SiF4 sono ottenuti come sottoprodotto della produzione di perfosfato. Il fluoruro di silicio è altamente velenoso.

Quando si interagisce con SiF4 l'acido fluoridrico complesso è formato con HF:

In coppia, questa reazione è notevolmente reversibile, ma in una soluzione acquosa il suo equilibrio è spostato a destra. Acidi complessi simili H2 SiF6 con altri alogenuri non si formano.

H2 SiF6 è un forte acido bibasico. La maggior parte dei suoi sali (silicofluoruro o fluorosilicati) sono incolori e molto solubili in acqua.

11) A causa della formazione di H2 SiF6 Schema di idrolisi SiF4 più accuratamente espresso dall'equazione:

L'acido cloridrico è solitamente ottenuto con questo carlino.

H2 SiF6 usato nella preparazione (come disinfettante) e fluorosilicati scarsamente solubili Na e Ba - per combattere i parassiti dell'agricoltura. I fluorosilicati Mg, Zn e Al altamente solubili sotto il nome tecnico "Fluati" sono utilizzati nella costruzione (per conferire impermeabilità alle superfici cementate).

12) Silicio solfuro bianco (SiS2 ) formato dalla fusione di silicio "amorfo" con zolfo. L'acqua si decompone lentamente in SiO.2 e H2 S.

13) La combinazione di silicio con azoto si verifica solo al di sopra di 1300 ° C. Il nitruro di silicio risultante (Si3 N4 ) è una polvere bianca. Quando bolle con acqua, si idrolizza lentamente in SiO.2 e NNZ.

14) Quando si accende la miscela di SiO2 con carbonio in un forno elettrico fino a 2000 ° C, si forma carburo di silicio (SiC), solitamente chiamato carborundum. La reazione segue l'equazione: SiO2 +3C = 2CO + SiC. Il puro carborundum è un cristallo incolore, e il prodotto tecnico è solitamente dipinto con impurità in un colore scuro. Tra le proprietà del carborundum, la sua durezza è la più importante, seconda solo alla durezza del diamante. Pertanto, il carborundum è ampiamente utilizzato per elaborare materiali solidi. In particolare, solitamente vengono realizzati cerchi di rettificatrici.

15) Il carborundum ha una conduttività elettrica piuttosto elevata e viene utilizzato nella produzione di forni elettrici. Più spesso usato per questo cosiddetto. silite, ottenuta per arrostimento a 1500 ° С (nell'atmosfera di CO o N2 a) massa formata da una miscela di carborundum, silicio e glicerina. La silite è caratterizzata da resistenza meccanica, resistenza chimica e buona conduttività elettrica (che aumenta all'aumentare della temperatura).

Composti di idrogeno di silicio (siliconi o silani) sono ottenuti in una miscela l'uno con l'altro e con l'idrogeno sotto l'azione di HC1 diluito su siliciuro di magnesio (Mg2 Si). La composizione e le formule strutturali del silicio (SiH4, Si2 H6 ecc. fino all'ultimo termine noto - Si6 H14 ) simile agli idrocarburi di un certo numero di metano. C'è molta somiglianza con le proprietà fisiche. Al contrario, le caratteristiche chimiche generali di entrambe le classi di composti sono nettamente diverse: contrariamente agli idrocarburi molto inerti, i silani sono estremamente reattivi. Nell'aria, si accendono e bruciano facilmente a SiO con una grande quantità di calore2 e acqua per reazione, ad esempio:

16) Man mano che il numero di atomi di silicio in una molecola aumenta, la stabilità dei silani diminuisce rapidamente. Le costanti dei primi membri della serie sono elencate di seguito:

Tutti i silani sono incolori, hanno un odore caratteristico e sono altamente velenosi. Con l'acqua si decompongono lentamente con l'evoluzione dell'idrogeno secondo lo schema, ad esempio: SiH4 + 4H2 O = 4h2 + Si (OH)4.

17) Per il silicio sono noti un gran numero di vari composti di organosilicio, per molti aspetti simili ai corrispondenti derivati ​​del carbonio. Di regola, sono resistenti all'aria e insolubili in acqua. La sintesi di derivati ​​altamente molecolari di questo tipo ha aperto la possibilità del loro ampio utilizzo pratico per lo sviluppo di vernici e resine caratterizzate da un'elevata stabilità termica e una serie di altre proprietà di valore.

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

Sodio più silicio

In condizioni normali, il silicio è piuttosto inerte, che è spiegato dalla forza del suo reticolo cristallino, interagisce direttamente solo con il fluoro e allo stesso tempo mostra proprietà riducenti:

Reagisce con il cloro quando riscaldato a 400-600 ° C:

Interazione con ossigeno

Il silicio frantumato reagisce con l'ossigeno quando riscaldato a 400-600 ° C:

Interazione con altri non metalli

A temperature molto elevate intorno ai 2000 ° C, reagisce con il carbonio:

A 1000 ° C reagisce con l'azoto:

Non interagisce con l'idrogeno.

Interazione con alogenuri di idrogeno

Reagisce con acido fluoridrico in condizioni normali:

con acido cloridrico - a 300 ° C, con idrogeno bromuro - a 500 ° C.

Interazione con metalli

Le proprietà ossidanti del silicio sono meno caratteristiche, ma si manifestano nelle reazioni con i metalli, formando così siliciuri:

Interazione con acidi

Il silicio è resistente agli acidi, in ambiente acido, è ricoperto da un film di ossido insolubile ed è passivato. Il silicio interagisce solo con una miscela di acido fluoridrico e nitrico:

Interazione alcalina

Si scioglie in alcali formando silicato e idrogeno:

reception

Riduzione da ossido di magnesio o alluminio:

SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO;

Riduzione del coke nei forni elettrici:

SiO2 + 2C = Si + 2CO.

In questo processo, il silicio è abbastanza contaminato con carburi di silicio.

Il silicio più puro si ottiene riducendo il tetracloruro di silicio con l'idrogeno a 1200 ° С:

Anche il silicio puro è ottenuto per decomposizione termica del silano:

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

Sodio più silicio

Consideriamo l'applicazione dell'algoritmo descritto per eseguire l'attività C2 in alcuni altri esempi. Ricorda che l'essenza del compito è di

Scrivi le equazioni di quattro possibili reazioni tra tutte le sostanze proposte, senza ripetere una coppia di reagenti.

Data la sostanza: silicio, sodio bicarbonato, potassio idrossido, acido cloridrico.

1. Eseguire il primo paragrafo dell'algoritmo, tenendo conto del fatto che l'acido cloridrico è una soluzione di acido cloridrico. Ma non ci vengono dati lo stato di bicarbonato di sodio e di idrossido di potassio, quindi se lo desideri, possiamo supporre che ci vengano dati come sostanze solide, se lo desideri, come soluzioni.

2. Eseguiamo il secondo paragrafo, abbreviato che indica le caratteristiche delle sostanze: nella prima riga - acido-base, nella seconda redox. Il risultato è il seguente:

Spiegazioni: Il silicio, in quanto sostanza semplice, non entra nelle reazioni di scambio, poiché un mid-period non metallico presenta proprietà OM in misura debole, specialmente ossidativo (la dimensione delle lettere ha fatto un tentativo di caratterizzare qualitativamente la forza della manifestazione di certe proprietà). Il bicarbonato di sodio nelle reazioni di scambio può partecipare come sale e acido, praticamente non manifesta le proprietà dell'ossigeno, poiché tutti gli elementi sono nei loro stabili stati di ossidazione. Lo stesso si può dire dell'OB delle proprietà KON. L'acido cloridrico è un acido, può essere un agente ossidante a causa dello ione idrogeno e un agente riducente molto debole a causa dello ione cloruro.

3. Prevedere le reazioni. E qui ci troviamo immediatamente di fronte alla necessità di conoscere le proprietà specifiche del silicio. Nonostante la sua dualità redox e il fatto che il kit contenga una sostanza con proprietà simili, è necessario sapere che il silicio non si scioglie negli acidi. E anche il fatto che si dissolve bene in soluzioni di alcali, e la reazione va con il rilascio di idrogeno.

Il fatto che la reazione proceda con il rilascio di idrogeno, dice che l'agente ossidante qui è l'idrogeno, in stato di ossidazione +1, che fa parte dell'acqua, e KOH svolge il ruolo del mezzo.

La domanda potrebbe sorgere, perché allora il silicio non viene ossidato dagli ioni idrogeno in una soluzione acida? La ragione nota dalla chimica dei metalli è la passivazione. Sulla superficie del silicio esiste (o forma immediatamente) un film sottile di ossido di silicio insolubile in acqua e acidi. Il ruolo di KOH come mezzo è che converte questa silice in uno ione silicato.

Pertanto, per la prima sostanza, otteniamo una possibile reazione secondo lo schema seguente:

Altre reazioni sono abbastanza ovvie. Il bicarbonato di sodio reagisce con gli alcali, formando un sale medio e con un acido, a causa dell'evoluzione del gas. KOH sarà naturalmente neutralizzato con l'acido. Di conseguenza, abbiamo 4 schemi di reazione:

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

Per Saperne Di Più Erbe Utili