Hoofd-
Groenten

Bij de meeste reacties werkt Si als reductiemiddel:

Silicium is bij lage temperaturen chemisch inert; bij verhitting neemt de reactiviteit sterk toe.

1. Met zuurstof interageert bij T boven 400 ° C:

Si + O2 = SiO2 silica

2. Reageert al bij kamertemperatuur met fluor:

Si + 2F2 = SiF4 vuursteen tetrafluoride

3. Bij andere halogenen treden reacties op bij een temperatuur van = 300 - 500 ° C

4. Vormt met zwaveldamp bij 600 ° C een disulfide:

5. De reactie met stikstof vindt plaats boven 1000 ° C:

6. Bij een temperatuur = 1150 ° C reageert het met koolstof:

SiO2 + 3С = SiС + 2СО

Carborundum is qua hardheid dicht bij diamant.

7. Silicium reageert niet direct met waterstof.

8. Silicium is bestand tegen zuren. Het werkt alleen samen met een mengsel van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur (fluorwaterstofzuur):

9. Reageert met alkalische oplossingen om silicaten en waterstofontwikkeling te vormen:

10. De reducerende eigenschappen van silicium worden gebruikt om metalen te scheiden van hun oxiden:

2MgO = Si = 2Mg + SiO2

In reacties met Si-metalen, een oxidatiemiddel:

Silicium vormt siliciden met s-metalen en de meeste d-metalen.

De samenstelling van de siliciden van een bepaald metaal kan variëren. (Bijv. FeSi en FeSi2; Ni2Si en NiSi2.) Een van de bekendste siliciden is magnesiumsilicide, dat kan worden verkregen door directe interactie van eenvoudige stoffen:

Silaan (monosilaan) SiH4

Silanen (silicas) SinH2n + 2, (vgl. met alkanen), waarbij n = 1-8. Silanen - analogen van alkanen, verschillen daarvan door de instabiliteit van -Si-Si-ketens-.

Monosilane SiH4 - kleurloos gas met een onaangename geur; oplosbaar in ethanol, benzine.

1. De afbraak van magnesiumsilicide met zoutzuur: Mg2Si + 4HCI = 2 MgCI2 + Sih4

2. Reductie van Si-halogeniden door lithiumaluminiumhydride: SiCl4 + LiAlH4 = SiH4↑ + LiCl + AlCl3

Silaan is een sterk reductiemiddel.

1.SiH4 zelfs bij zeer lage temperaturen geoxideerd door zuurstof:

2. SiH4 gemakkelijk gehydrolyseerd, vooral in een alkalische omgeving:

Silicium (IV) oxide (silica) SiO2

Silica bestaat in de vorm van verschillende vormen: kristallijn, amorf en glasachtig. De meest voorkomende kristallijne vorm is kwarts. Met de vernietiging van kwartsrotsen worden kwartszanden gevormd. Kwarts enkele kristallen - transparant, kleurloos (bergkristal) of gekleurd met onzuiverheden in verschillende kleuren (amethist, agaat, jaspis, enz.).

Amorf SiO2 gevonden in de vorm van het opaalmineraal: silicagel is kunstmatig samengesteld uit colloïdale deeltjes van SiO2 en als een zeer goed adsorptiemiddel. Glazige SiO2 bekend als kwartsglas.

Fysieke eigenschappen

In water SiO2 het lost heel licht op, in organische oplosmiddelen is het ook praktisch onoplosbaar. Silica is een diëlektricum.

Chemische eigenschappen

1. SiO2 - zuuroxide, dus amorf silica lost langzaam op in waterige oplossingen van alkaliën:

2. SiO2 werkt ook samen bij verhitting met basische oxiden:

3. SiO is een niet-vluchtig oxide2 verdringt kooldioxide van Na2CO3 (tijdens fusie):

4. Silicium reageert met fluorwaterstofzuur tot fluorwaterstofzuur H2SiF6:

5. Bij 250 - 400 ° С SiO2 interageert met gasvormig HF en F2, vormen van tetrafluorosilaan (siliciumtetrafluoride):

Kiezelzuur

- orthosilicic zuur H4SiO4;

- metasilicic (kiezelzuur) H2SiO3;

- di- en polysilic zuur.

Alle kiezelzuren zijn slecht oplosbaar in water en vormen gemakkelijk colloïdale oplossingen.

Productie methodes

1. Neerslag door zuren uit oplossingen van alkalimetaalsilicaten:

2. Hydrolyse van chloorsilanen: SiCl4 + 4H2O = h4SiO4 + 4HCl

Chemische eigenschappen

Kiezelzuren zijn zeer zwakke zuren (zwakker dan koolzuur).

Bij verhitting drogen ze uit tot siliciumdioxide als eindproduct

Silicaten - kiezelzuurzouten

Omdat kiezelzuren extreem zwak zijn, worden hun zouten in waterige oplossingen sterk gehydrolyseerd:

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

Om dezelfde reden, wanneer kooldioxide door oplossingen van silicaten wordt geleid, wordt kiezelzuur daarvan verdrongen:

Deze reactie kan worden beschouwd als een kwalitatieve reactie op silicaationen.

Van de silicaten is alleen Na gemakkelijk oplosbaar.2SiO3 en K2SiO3, die oplosbaar glas worden genoemd, en hun waterige oplossingen worden vloeibaar glas genoemd..

Glas

Normaal vensterglas heeft een samenstelling van Na2O • CaO • 6SiO2, d.w.z. het is een mengsel van natrium- en calciumsilicaten. Het wordt verkregen door fusie van soda Na2CO3, CaCO kalksteen3 en zand SiO2;

Cement

Een poederachtig bindmiddel, dat bij interactie met water een plastic massa vormt, die uiteindelijk verandert in een massief steenachtig lichaam; belangrijkste bouwmateriaal.

De chemische samenstelling van het meest voorkomende Portland-cement (in gew.%) - 20-23% SiO2; 62 - 76% CaO; 4 - 7% Al2O3; 2-5% Fe2O3; 1-5% MgO.

Natriumsilicaat, industriële toepassingen

Natriumsilicaat is een natriumzout van kiezelzuur. In levensmiddelen als emulgator als additief E550.
Natriumsilicaat - een veel voorkomende stof in de natuur.

Natriumsilicaat staat bekend als vloeibaar glas..

Het is een integraal onderdeel van verschillende mineralen, bodems, veldspaat.

Chemische formule Na2SiO3.

Soorten natriumsilicaten:

  • Natriumsilicaat (natriumsilicaat);
  • Natriummetasilicaat.

In laboratoriumomstandigheden werd vloeibaar glas voor het eerst verkregen door de Duitse hoogleraar mineralogie en chemie Nepomuk von Fuchs in 1818.

Chemische en fysische eigenschappen van waterglas

Natriumsilicaat is een wit poeder, heeft geen smaak en geur.

Vloeibaar glas is oplosbaar in koud water, vormt een dikke colloïdale oplossing. Waterige oplossingen van natriumsilicaat hebben een sterke alkalische reactie. Verdamping van de vloeistof uit een oplossing van natriumsilicaat geeft een vaste amorfe stof. Haal uit een oververzadigde oplossing van waterglas een hydrofiel sorptiemiddel - silicagel.

Een dikke waterige oplossing van natriumsilicaat heeft de neiging het volume acht keer te verhogen wanneer het wordt verwarmd tot driehonderd graden.

Productie van natriumsilicaat

Bij bedrijven wordt vloeibaar glas verkregen als gevolg van een chemische reactie van natriumhydroxide met siliciumdioxide, die optreedt bij een temperatuur van 1000 graden Celsius. Andere methoden voor het produceren van vloeibaar glas zijn kristallisatie van smelt uit glazen of neerslag uit de gasfase en oplossingen die natriumsilicaat bevatten.

Waar wordt vloeibaar glas gebruikt?

Natriumsilicaat wordt in veel productiegebieden gebruikt:

  • als emulgator E550 bij de vervaardiging van bulkproducten zoals kristalsuiker, droge melkmengsels, halffabrikaten voor de bereiding van deeg;
  • als toevoeging aan zeep, waspoeders, andere wasmiddelen om aankoeken te verminderen, volume en schuim te vergroten;
  • als onderdeel van medische poeders;
  • in cosmetica - poeder, oogschaduw, droge blos.
  • in de metallurgische industrie - voor briketteren van metaalboetes en -chips;
  • bij lassen - voor elektrodecoatings;
  • in de metaalverwerkende industrie - voor het harden en elektrisch snijden van metalen;
  • in de zeepindustrie - als additief in zeep en waspoeder, voor de vervaardiging van waspasta's en poeders;
  • in de papierindustrie - voor kartonnen containers;
  • in de rubberindustrie - voor de productie van roet en andere doeleinden.

Natriumsilicaat wordt gebruikt bij de productie van verf en lak en papier. Daarnaast worden cement, beton, veel bouwmengsels gemaakt van vloeibaar glas..

Natriumsilicaten zijn niets anders dan een waterige en ook alkalische natriumsilicaatoplossing of vloeibaar glas.

Natriumsilicaat in waspoeder

Natriumsilicaat is een vervanging voor fosfaten in waspoeders en dient om water te verzachten. Het verhoogt de efficiëntie en kwaliteit van het wassen aanzienlijk, voorkomt de afzetting van zouten op de interne structuren van wasmachines. Natriumsilicaat - alkaliseert de oplossing en helpt om vuildeeltjes in de oplossing in suspensie te houden

Natriumsilicaat maakt deel uit van sommige wasmiddelen.

Schadelijk natriumsilicaat

We kunnen de schadelijke effecten van natriumsilicaat in twee gevallen voelen:

  • als het voedingssupplement E550 in voedsel zit;
  • als vloeibaar glas onderdeel is van cosmetica, medicijnen of wasmiddelen.

Natriumsilicaat kan allergische reacties veroorzaken bij inslikken of bij contact met de huid.

Mensen lopen risico op allergieën en kleine kinderen. In sommige landen is het voedingssupplement E550 in voedsel verboden..
De schadelijke effecten van vloeibaar glas op het lichaam zijn nog steeds niet goed bekend..

Om mogelijke gezondheidsschade te minimaliseren, is het raadzaam om voedingsmiddelen, waspoeders en cosmetica te kiezen zonder natriumsilicaat.

Voor het wassen van kinderdingen adviseren wij kinderwaspoeder zonder chemicaliën te gebruiken.

Sodium Plus Silicon

Onder normale omstandigheden is silicium vrij inert, wat wordt verklaard door de sterkte van het kristalrooster, werkt alleen rechtstreeks samen met fluor en vertoont het eigenschappen die het verminderen:

Met chloor reageert bij verhitting tot 400-600 ° C:

Interactie met zuurstof

Het gebroken silicium reageert met zuurstof bij verhitting tot 400-600 ° С:

Interactie met andere niet-metalen

Bij een zeer hoge temperatuur van ongeveer 2000 ° C reageert het met koolstof:

Bij 1000 ° C reageert het met stikstof:

Heeft geen interactie met waterstof.

Waterstofhalogenide reactie

Reageert met waterstoffluoride onder normale omstandigheden:

met waterstofchloride - bij 300 ° С, met waterstofbromide - bij 500 ° С.

Metaalinteractie

Oxiderende eigenschappen voor silicium zijn minder karakteristiek, maar manifesteren zich in reacties met metalen, terwijl ze siliciden vormen:

Zure interactie

Silicium is zuurbestendig, in een zure omgeving bekleed met een onoplosbare oxidefilm en gepassiveerd. Silicium werkt alleen samen met een mengsel van fluorwaterstof en salpeterzuur:

Alkali interactie

Het lost op in alkaliën en vormt silicaat en waterstof:

Krijgen

Reductie van oxide van magnesium of aluminium:

SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO;

Reductie van cokesoxide in elektrische ovens:

SiO2 + 2C = Si + 2CO.

Bij een dergelijk proces is silicium tamelijk zwaar verontreinigd met siliciumcarbiden..

Het zuiverste silicium wordt verkregen door siliciumtetrachloride te verminderen met waterstof bij 1200 ° C:

Zuiver silicium wordt ook verkregen door thermische ontleding van silaan:

Sodium Plus Silicon

Silicium ontdekte en ontving in 1823 de Zweedse chemicus Jens Jacob Berzelius.

Het op een na meest voorkomende element in de aardkorst na zuurstof (27,6% van het gewicht). Gevonden in verbindingen.

De structuur van het siliciumatoom in de grondtoestand

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2

De structuur van het siliciumatoom in aangeslagen toestand

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3

Mate van oxidatie: +4, -4.

Amorf en kristallijn silicium is bekend..

Kristallijn - een donkergrijze stof met een metaalachtige glans, hoge hardheid, broos, halfgeleider; ρ = 2,33 g / cm 3, t ° pl. = 1415 ° C; t ° kip. = 2680 ° C.

Het heeft een diamantachtige structuur en vormt sterke covalente bindingen. Inert.

Amorf - bruin poeder, hygroscopisch, diamantachtige structuur, ρ = 2 g / cm 3, reactiever.

1) Industrie - kolen verwarmen met zand:

2C + SiO2 t ˚ → Si + 2CO

Typisch niet-metaal, inert.

2) Met fluor (zonder verwarming)

Si 0 + C t ˚ → Si + 4 C

(SiC - carborundum - vast; gebruikt voor punt- en slijpwerk)

4) Heeft geen interactie met waterstof.

Silane (SiH4) worden verkregen door ontleding van metaalsiliciden met zuur:

Het is alleen oplosbaar in een mengsel van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur:

6) Met alkaliën (bij verhitting):

7) Met metalen (er worden siliciden gevormd):

Si 0 + 2Mg t ˚ → Mg2Si -4

Silicium wordt veel gebruikt in de elektronica als halfgeleider. Siliciumtoevoegingen aan legeringen verhogen hun corrosiebestendigheid. Silicaten, aluminiumsilicaten en silica - de belangrijkste grondstoffen voor de productie van glas en keramiek, maar ook voor de bouwsector.
Silicium in de techniek
Het gebruik van silicium en zijn verbindingen

Fysische eigenschappen: Kleurloos gas, giftig, t ° pl. = -185 ° C, t ° baal = -112 ° C.

Het kristalrooster van siliciumoxide (IV) is atomair en heeft de volgende structuur:

Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O - kaoliniet (het grootste deel van klei)

Fysische eigenschappen: vaste, kristallijne, vuurvaste stof, t ° pl. = 1728 ° C, t ° bp. = 2590 ° C

Zuuroxide. Tijdens de fusie werkt het samen met basische oxiden, alkaliën en met carbonaten van alkali- en aardalkalimetalen:

1) Met basisoxiden:

5) Met fluorwaterstofzuur:

(reacties liggen ten grondslag aan het etsproces van glas).

1. Productie van silicaatsteen

2. De vervaardiging van keramische producten

3. Glasproductie

x = 1, y = 1 H2SiO3 - metasilicic zuur

x = 1, y = 2 H4SiO4 - orthosilicic zuur, etc..

Fysieke eigenschappen: H2SiO3 - zeer zwak (zwakker dan steenkool), kwetsbaar, matig oplosbaar in water (vormt een colloïdale oplossing), heeft geen zure smaak.

De werking van sterke zuren op silicaten - Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3

Ontleedt bij verwarming: H2SiO3 t ˚ → H2O + SiO2

Siliciumzuurzouten - Silicaten.

3) De silicaten waaruit de mineralen onder natuurlijke omstandigheden bestaan, worden vernietigd door de werking van water en koolmonoxide (IV) - verwering van gesteenten:

Het gebruik van siliciumverbindingen

Natuurlijke siliciumverbindingen - zand (SiO2) en silicaten worden gebruikt voor de productie van keramiek, glas en cement.

Porselein = kaolien + klei + kwarts + veldspaat. De geboorteplaats van porselein is China, waar porselein al bekend is in 220g. In 1746 werd de productie van porselein in Rusland opgericht.

Faience - naar de naam van de Italiaanse stad Faenza. Waar in de 14-15e eeuw keramiek werd ontwikkeld. Faience - verschilt van porselein met een hoog kleigehalte (85%), lagere baktemperatuur.

Glas is een kwetsbaar, transparant materiaal dat zacht kan worden en elke vorm kan aannemen wanneer het gestold is. Glas wordt verkregen door het mengsel (een ruw mengsel bestaande uit zand, frisdrank en kalksteen) te koken in speciale glassmeltovens.

De belangrijkste reacties die optreden tijdens het smelten van de lading

Het toevoegen van loodoxide geeft kristal.

Cement - fijngemalen klinker met minerale toevoegingen.

Klinkerballen van donkergrijze kleur worden verkregen door klei en kalksteen te sinteren in speciale draaitrommelovens

Bij de meeste reacties werkt Si als reductiemiddel:

Silicium is bij lage temperaturen chemisch inert; bij verhitting neemt de reactiviteit sterk toe.

1. Met zuurstof interageert bij T boven 400 ° C:

Si + O2 = SiO2 silica

2. Reageert al bij kamertemperatuur met fluor:

Si + 2F2 = SiF4 vuursteen tetrafluoride

3. Bij andere halogenen treden reacties op bij een temperatuur van = 300 - 500 ° C

4. Vormt met zwaveldamp bij 600 ° C een disulfide:

5. De reactie met stikstof vindt plaats boven 1000 ° C:

6. Bij een temperatuur = 1150 ° C reageert het met koolstof:

SiO2 + 3С = SiС + 2СО

Carborundum is qua hardheid dicht bij diamant.

7. Silicium reageert niet direct met waterstof.

8. Silicium is bestand tegen zuren. Het werkt alleen samen met een mengsel van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur (fluorwaterstofzuur):

9. Reageert met alkalische oplossingen om silicaten en waterstofontwikkeling te vormen:

10. De reducerende eigenschappen van silicium worden gebruikt om metalen te scheiden van hun oxiden:

2MgO = Si = 2Mg + SiO2

In reacties met Si-metalen, een oxidatiemiddel:

Silicium vormt siliciden met s-metalen en de meeste d-metalen.

De samenstelling van de siliciden van een bepaald metaal kan variëren. (Bijv. FeSi en FeSi2; Ni2Si en NiSi2.) Een van de bekendste siliciden is magnesiumsilicide, dat kan worden verkregen door directe interactie van eenvoudige stoffen:

Silaan (monosilaan) SiH4

Silanen (silicas) SinH2n + 2, (vgl. met alkanen), waarbij n = 1-8. Silanen - analogen van alkanen, verschillen daarvan door de instabiliteit van -Si-Si-ketens-.

Monosilane SiH4 - kleurloos gas met een onaangename geur; oplosbaar in ethanol, benzine.

1. De afbraak van magnesiumsilicide met zoutzuur: Mg2Si + 4HCI = 2 MgCI2 + Sih4

2. Reductie van Si-halogeniden door lithiumaluminiumhydride: SiCl4 + LiAlH4 = SiH4↑ + LiCl + AlCl3

Silaan is een sterk reductiemiddel.

1.SiH4 zelfs bij zeer lage temperaturen geoxideerd door zuurstof:

2. SiH4 gemakkelijk gehydrolyseerd, vooral in een alkalische omgeving:

Silicium (IV) oxide (silica) SiO2

Silica bestaat in de vorm van verschillende vormen: kristallijn, amorf en glasachtig. De meest voorkomende kristallijne vorm is kwarts. Met de vernietiging van kwartsrotsen worden kwartszanden gevormd. Kwarts enkele kristallen - transparant, kleurloos (bergkristal) of gekleurd met onzuiverheden in verschillende kleuren (amethist, agaat, jaspis, enz.).

Amorf SiO2 gevonden in de vorm van het opaalmineraal: silicagel is kunstmatig samengesteld uit colloïdale deeltjes van SiO2 en als een zeer goed adsorptiemiddel. Glazige SiO2 bekend als kwartsglas.

Fysieke eigenschappen

In water SiO2 het lost heel licht op, in organische oplosmiddelen is het ook praktisch onoplosbaar. Silica is een diëlektricum.

Chemische eigenschappen

1. SiO2 - zuuroxide, dus amorf silica lost langzaam op in waterige oplossingen van alkaliën:

2. SiO2 werkt ook samen bij verhitting met basische oxiden:

3. SiO is een niet-vluchtig oxide2 verdringt kooldioxide van Na2CO3 (tijdens fusie):

4. Silicium reageert met fluorwaterstofzuur tot fluorwaterstofzuur H2SiF6:

5. Bij 250 - 400 ° С SiO2 interageert met gasvormig HF en F2, vormen van tetrafluorosilaan (siliciumtetrafluoride):

Kiezelzuur

- orthosilicic zuur H4SiO4;

- metasilicic (kiezelzuur) H2SiO3;

- di- en polysilic zuur.

Alle kiezelzuren zijn slecht oplosbaar in water en vormen gemakkelijk colloïdale oplossingen.

Productie methodes

1. Neerslag door zuren uit oplossingen van alkalimetaalsilicaten:

2. Hydrolyse van chloorsilanen: SiCl4 + 4H2O = h4SiO4 + 4HCl

Chemische eigenschappen

Kiezelzuren zijn zeer zwakke zuren (zwakker dan koolzuur).

Bij verhitting drogen ze uit tot siliciumdioxide als eindproduct

Silicaten - kiezelzuurzouten

Omdat kiezelzuren extreem zwak zijn, worden hun zouten in waterige oplossingen sterk gehydrolyseerd:

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

Om dezelfde reden, wanneer kooldioxide door oplossingen van silicaten wordt geleid, wordt kiezelzuur daarvan verdrongen:

Deze reactie kan worden beschouwd als een kwalitatieve reactie op silicaationen.

Van de silicaten is alleen Na gemakkelijk oplosbaar.2SiO3 en K2SiO3, die oplosbaar glas worden genoemd, en hun waterige oplossingen worden vloeibaar glas genoemd..

Glas

Normaal vensterglas heeft een samenstelling van Na2O • CaO • 6SiO2, d.w.z. het is een mengsel van natrium- en calciumsilicaten. Het wordt verkregen door fusie van soda Na2CO3, CaCO kalksteen3 en zand SiO2;

Cement

Een poederachtig bindmiddel, dat bij interactie met water een plastic massa vormt, die uiteindelijk verandert in een massief steenachtig lichaam; belangrijkste bouwmateriaal.

De chemische samenstelling van het meest voorkomende Portland-cement (in gew.%) - 20-23% SiO2; 62 - 76% CaO; 4 - 7% Al2O3; 2-5% Fe2O3; 1-5% MgO.

Silicium - algemeen kenmerk van een element en chemische eigenschappen

Plaats van silicium in het periodiek systeem

Silicium bevindt zich in groep 14 van het periodieke systeem van chemische elementen Mendelejev.

Op het externe energieniveau van het koolstofatoom bevinden zich 4 elektronen, die de elektronische configuratie 3s 2 3p 2 hebben. Silicium vertoont oxidatietoestanden van -4, +2, +4. Silicium is een typisch niet-metaal; afhankelijk van het type transformatie kan het element een oxidatiemiddel en een reductiemiddel zijn..

Siliciumallotropie

Kristallijn silicium - een donkergrijze stof met een metaalachtige glans, hoge hardheid, broos, halfgeleider; t ° pl. 1415 ° C; t ° kip. 2680 ° C.

Het heeft een diamantachtige structuur (sp 3 - hybridisatie van siliciumatomen) en vormt sterke covalente σ-bindingen. Inert.

Amorf silicium is een bruin poeder, hygroscopisch, reactiever.

Siliciumproductie

1) 2C + Si + 402 - t ° → Si 0 + 2CO

2) 2Mg + Si + 402 - t ° → 2MgO + Si 0

Silicium vinden in de natuur

Silicium is het op één na meest voorkomende element op aarde na zuurstof en heeft een gehalte van 27,6% (gew.) In de aardkorst. Het wordt alleen gevonden in de vorm van verbindingen.

Siliciumoxide vormt een groot aantal natuurlijke stoffen - bergkristal, kwarts, silica. Het vormt de basis van veel halfedelstenen - agaat, amethist, jaspis, enz..
Silicium maakt ook deel uit van gesteentevormende mineralen - silicaten en aluminosilicaten - veldspaatjes, klei, mica, enz..

Chemische eigenschappen van Si

Typische niet-metalen middelmatige activiteit.

Als reductiemiddel:
1) Met zuurstof
Si 0 + O2 - t ° → Si +4 O2

2) Met halogenen, met fluor zonder verwarming.
Si 0 + 2F2 → SiF4EEN.

3) Met carbon
Si 0 + C - t ° → Si +4 C

(SiC - carborundum - vast, gebruikt voor slijpen)

5) Reageert niet met zuren. Het is alleen oplosbaar in een mengsel van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur:
3Si + 4HNO3 + 18HF → 3H2[SiF6] + 4NO + 8H2O

6) Met alkaliën (bij verhitting):
Si 0 + 2NaOH + H2O → Na2Si +403+ 2H2EEN.

6) Met metalen (er worden siliciden gevormd):
Si 0 + 2Mg - t ° → Mg2Si -4

Door de afbraak van metaalsiliciden door zuur ontstaat silaan (SiH4)
Mg2Si + 2H2ZO4 → SiH4+ 2MgSO4

Kiezelzuur: eigenschappen en toepassingen

Anorganische stoffen zijn onderverdeeld in drie kassa's: zuren, hydroxiden en zouten. De eerste categorie bevat een stof zoals kiezelzuur. Het molecuul bestaat uit twee waterstofatomen, één is silicium en drie zijn zuurstof.

Fysieke eigenschappen

Kiezelzuur is een praktisch onoplosbare stof in water. Bij interactie met H2Daarover vormt het een colloïdale oplossing, maar dissocieert niet. Dit is een zeer onstabiele chemische verbinding die zelfs onder normale omstandigheden kan ontbinden..

Waar reageert kiezelzuur op?

Deze chemische verbinding is niet erg actief - het is een zwak zuur. De eigenschappen zijn niet uitgesproken. Het heeft echter nog steeds bijna alle kenmerken die inherent zijn aan zuren. De zwakte van deze stof komt tot uiting in het feit dat het, in tegenstelling tot andere verbindingen van deze klasse, geen vlekken geeft op indicatoren. Als bijvoorbeeld, onder invloed van andere zuren, de methyloranje roze wordt en de lakmoes rood wordt, zullen ze bij interactie met silicium beide niet van kleur veranderen. Het is ook niet in staat weefsels te corroderen of brandwonden op de huid te veroorzaken, zoals andere zuren. Dit is een zeer onstabiele stof - gedeeltelijke afbraak van kiezelzuur kan zelfs bij lage temperatuur optreden. Maar om deze reactie volledig te laten plaatsvinden, wordt de verwarming van deze verbinding gebruikt. Als gevolg van dit soort reactie worden water en siliciumoxide gevormd, dat veel wordt gebruikt in de industrie, en ook veel voorkomt in de natuur in de vorm van zand en verschillende mineralen, bijvoorbeeld kwarts. Wanneer één molecuul kiezelzuur vergaat, kan één molecuul water en één molecuul oxide worden verkregen. Zoals alle zuren kan kiezelzuur zouten geven. Om dit te doen, moet je er een metaal aan toevoegen, dat in de volgorde van activiteit links is dan waterstof. In dit geval zal er een substitutiereactie plaatsvinden, waarbij een bepaald silicaat wordt gevormd en ook waterstof vrijkomt in de vorm van een gas. Zo levert de interactie van één molecuul kiezelzuur met twee natriummoleculen één natriumsilicaat en één waterstof op.

En wanneer één zuurmolecuul reageert met één calcium, wordt één calciumsilicaat en één waterstof verkregen. Om silicaten te verkrijgen, kunt u ook de oplossingsreactie van kiezelzuur in alkaliën gebruiken. Hiervoor wordt meestal kalium of natriumhydroxide gebruikt. Met deze interactie kunnen één molecuul silicaat en twee watermoleculen worden verkregen uit één zuurmolecuul en twee alkaliën. Stoffen die het resultaat zijn van chemische reacties waaraan deze verbinding kan deelnemen, worden veel gebruikt in verschillende industrieën.

Laboratoriumproductie

Meestal wordt kiezelzuur geproduceerd door perchloorzuur (zoutzuur) toe te voegen aan natriumsilicaat. Om de reactie uit te voeren, moeten de stoffen zo worden gemengd dat er twee zoutmoleculen per zoutmolecuul zijn en het blijkt dat één kiezelzuur op twee moleculen van het gevormde natriumhydroxide valt.

Industrieel gebruik

Het gebruik van kiezelzuur wordt gereduceerd tot het feit dat het werkt als een adsorptiemiddel - een absorber van andere stoffen. Wanneer deze chemische verbinding wordt verkregen door natriumsilicaat en zoutzuur te mengen, ontstaat er een gelatineuze massa, door drogen kan men de zogenaamde silicagel verkrijgen, die in de industrie wordt gebruikt. Ook wordt deze stof gebruikt in de geneeskunde. Daarnaast wordt het in de chemische industrie gebruikt om verbindingen te maken zoals silica en diverse silicaten..

Kiezelzuur in het menselijk lichaam

Deze stof is uiterst belangrijk voor het menselijk lichaam. Het is nodig voor het normaal functioneren van bindweefsels, nagels, haar, huid, pezen, ligamenten. Medicijnen of producten die kiezelzuur bevatten, zijn nuttig voor mensen met metabole stoornissen en worden ook gebruikt voor de behandeling van spataderen, worden gebruikt als anticellulitismiddelen. In sommige planten wordt kiezelzuur aangetroffen, dat zich daar ophoopt als bestanddeel van celsap. Kruiden waarin het aanwezig is, zijn lancetvormige weegbree en paardenstaart.

Silicaten, silica - hun gebruik

De grondstof voor het verkrijgen van deze stoffen is kiezelzuur. Deze chemische verbindingen zijn divers in hun fysische eigenschappen en worden voor verschillende doeleinden gebruikt. Sommigen van hen worden in de natuur gevonden in de vorm van edelstenen en halfedelstenen. Smaragd, granaat en topaas zijn bijvoorbeeld silicaten. Silica wordt gedistribueerd in de vorm van zand en kwarts. Deze stof wordt in de industrie het meest gebruikt voor de productie van glas, namelijk silicaat..

De chemische structuur bestaat uit moleculen calcium, zuurstof, natrium en silicium. Glas wordt gewonnen door stoffen als silica, calciumcarbonaat en natrium te combineren. Dit soort reactie kan alleen plaatsvinden onder invloed van hoge temperaturen. Als resultaat wordt glas verkregen, waarvan de structuur moleculen van oxiden van silicium, calcium en natrium omvat, evenals kooldioxide. Om glas, natrium- en calciumcarbonaten en siliciumoxide te verkrijgen, worden ze zo gemengd dat zes van de laatste moleculen elk een van de eerste twee stoffen bevatten. Om het in verschillende kleuren te kleuren, worden de volgende stoffen gebruikt: kobalt - om een ​​blauwe kleur te geven, ijzer - bruin, mangaan - lila rood, chroom - groen.

Kiezelzuur - formule, fysische en chemische eigenschappen

algemene informatie

De basisformule van kiezelzuur is H2SiO3 (aangezien het zuur geen constante samenstelling heeft, heeft de aanduiding soms de vorm nSiO2 • mH2O, wat overeenkomt met polysiliciumsoorten). De nomenclatuur van zuur omvat ook zijn ondersoorten. Het symbool voor hun chemische samenstelling is als volgt:

  • Orthosilicon - H4SiO4. Samen met metasilicic zuur, waarvan de formule als basisch wordt beschouwd, is orthosilicic zuur de meest voorkomende chemische verbinding van zuren van dit type.
  • Di-silicium - H2Si2O5, H6Si2O7 en H10Si2O9 (de oplosbaarheidsindex in water bij t = 20 graden Celsius is 2,9310 in min 4 graden mol / l).
  • Pyro-silicium - H6Si2O7.

Kiezelzuurzouten worden silicaten genoemd. Polysilicic acid zijn samengesteld uit structurele eenheden die combineren tot complexe lineaire en vertakte ketens. Ondanks het verschil in de formules en individuele kenmerken van kiezelzuur, hebben alle soorten van deze chemische verbindingen een tetraëdrische structuur.

Silicaatfuncties

Ze zijn wijdverbreid van aard (ze omvatten met name veldspaats, asbest, talk, mica en verschillende soorten klei). Zouten van kiezelzuur zijn meestal slecht oplosbaar in water (uitzonderingen zijn kalium- en natriumsilicaten). Zouten worden geproduceerd door bijtende alkaliën of natrium- en kaliumcarbonaten te combineren met siliciumdioxide. Het residu is kooldioxide met een hoog massafractie van de stof of water. De volgende reacties kunnen dienen als voorbeelden van dergelijke vergelijkingen:

  • SiO2 + K2CO3 = K2SiO3 + CO2 (kooldioxidevorming).
  • SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O.
  • SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2.

De eigenschappen van zouten zijn onder meer een hoog smeltpunt: gemiddeld van 1000 tot 1300 graden Celsius (een verscheidenheid aan silicaten zoals kaoliniet smelt bij t = 1800 en hoger). De hardheid van deze stoffen op de schaal van Mohs is 6-8 punten, wat een hoge indicator is.

Ondanks het feit dat silicaten niet reageren op individuele verbindingen en over het algemeen tot de klasse van chemisch passieve stoffen behoren, kunnen ze een wisselwerking hebben met zwakke zuren en oplosbare zouten. De hydrolyseformule is de vergelijking: Na2SiO3 + H2O = NaHSiO3 + NaOH. Gesmolten silicaten hebben hoge elektrolytische eigenschappen.

Een ander kenmerk van de zouten van siliciumverbindingen is hun vermogen om siliciumatomen te vervangen door aluminiumatomen, waardoor aluminiumsilicaten worden gevormd. Ze zijn ook onoplosbaar in water en hebben absorptie, ionenuitwisseling, diëlektrische en hittebestendige eigenschappen..

Fysische en chemische eigenschappen

Anorganisch zuur wordt gevormd door de werking van sterke zuren op oplosbare silicaten. De stof is een wit amorf en glasachtig polymeer met een kettingstructuur. Reageert niet met andere zuren en niet met ammoniakhydraat. Omdat alle polysiliciumverbindingen slecht oplosbare stoffen zijn, vormen ze bij reactie met water colloïdale oplossingen. De molmassa van de stof is 78 a. e.m. (H2SiO3 - 2 waterstofatomen = 1 • 2, 1 siliciumatoom = 28 en 3 zuurstofatomen = 16 • 3).

Zure eigenschappen worden zeer zwak uitgedrukt (de stof heeft een siliciumoxidatietoestand van +4), de stof heeft geen zure smaak of geur en verandert ook de kleur van de indicator niet. Volgens de tabel met sterke en zwakke zuren neemt silicium de laatste regel). De dissociatieconstante voor metasiliciumverbindingen is K1 = 1,3 • 10-10, K2 = 1,6 • 10-12, en voor orthosiliciumverbindingen K1 = 2 • 10-10, K2 = K3 = K4 = 2 • 10-12.

Vanwege de instabiliteit ontleedt de chemische stof bij verhitting of langdurige opslag in siliciumoxide en water (thermische ontledingsreactie H2SiO3 = H2O + SiO2). Elk siliciumatoom in kristallen (SiO2) is omgeven door 4 zuurstofatomen, die, als ze aan elkaar zijn gehecht, een driedimensionaal kristalrooster vormen, dat de hardheid van de stof bepaalt. Enkele andere chemische eigenschappen van kiezelzuren kunnen worden geïllustreerd door de volgende vergelijkingen:

  • H2SiO3 + 4KOH = K2SiO3 + 4H2O (oplossen van gelatineus zuurresidu en vorming van een medium zout van kaliummetasilicaat en water).
  • 2H4SiO4 = (HO) 3SiOSi (OH) 3 + H2O (deze reactie wordt polycondensatie genoemd).
  • Een voorbeeld van interactie met fluorwaterstofzuur en de vorming van gasvormig siliciumfluoride: H2SiO3 + 6HF = H2SiF6 + 3H2O = SiF4 (gasvorming) + 2HF (waterstoffluoride) + 3H2O.
  • CaCl2 + Na2SiO3 = 2NaCl + CaSiO3 (chemische reactie van twee zouten met neerslag).

In aanwezigheid van alkalische katalysatoren - bijvoorbeeld NaOH - kan orthosiliciumzuur orthosilicaatesters vormen. Meestal hebben ze de vorm R1R2R3R4SiO3, waarbij R1−4 organische radicalen zijn. Een voorbeeld van een dergelijke ester is een algemeen tetraethylorthosilicaat met de formule Si (C2H5O) 4.

Productie methodes

De belangrijkste methode om kiezelzuur te produceren is indirect, door met sterk zuur in te werken op kalium- of natriumsilicaat (Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl). In dit geval is het onmogelijk om zuur in zijn pure vorm te verkrijgen - een sol wordt gevormd in een waterige oplossing, die na een korte tijd in een gel verandert.

Siliciumverbindingen kunnen ook worden verkregen door hydrolyse van chloorsilanen (SiH2Cl2 + 3H2O = H2SiO3 + 2HCl + 2H2); Het eindproduct van hydrolytische splitsing is H2SiO3. Ten slotte kunnen zowel voor industriële weegschalen als voor laboratoriumexperimenten en individuele experimenten in de chemie, elektrodialyse en ionenuitwisselingsmethoden worden gebruikt. Er wordt veel aandacht besteed aan de productie van silicagel - een andere naam voor een stof die wordt gevormd door oververzadigde oplossingen van kiezelzuren. De productietechnologie omvat verschillende fasen:

  • Het uiterlijk van de sol en zijn stolling tot een homogene massa (hydrogel).
  • Rijping (daaropvolgende gelering en verdunning van de stof).
  • De gel van zouten reinigen en wassen.
  • De stof drogen en veranderen in xerogel.

Het is experimenteel bewezen dat de zuiverste silicagel wordt verkregen door hydrolyse van siliciumverbindingen (SiCl4) en orthosiliciumverbindingen. De chemische formule voor de gel is als volgt: Na2SiO3 + H2SO4 = nSiO2 • mH2O + Na2SO4, waarbij nSiO2 • mH2O gehydrateerd amorf silica is.

Toepassing in diverse branches

Vanwege de poreuze structuur van silicagel wordt het vaak gebruikt als absorptiemiddel om schadelijke gassen en mengsels te absorberen. Bij het publiek zijn zeer poreuze medische gels bekend die effectief zijn bij verschillende soorten vergiftigingen en aandoeningen. Daarnaast wordt de stof ook gebruikt om technische filtersystemen te maken..

Siliciumverbindingen zijn een belangrijke bouwsteen voor huid, haar en nagels; daarom worden deze stoffen veel gebruikt voor de vervaardiging van cosmetica en geneesmiddelen. Preparaten op basis van siliconen bieden flexibiliteit aan de bindweefsels van inwendige organen (met name de darmen en maag) en verbeteren de opname van calcium, wat helpt om botweefsel te herstellen.

In de olie-industrie worden gels op basis van siliciumhoudende stoffen gebruikt om koolwaterstoffen uit harsen te zuiveren en in de nucleaire industrie wordt silicagel niet alleen gebruikt voor afvalwaterbehandeling, maar ook voor de scheiding van radioactieve isotopen.

Het is merkwaardig dat stoffen op basis van siliciumverbindingen veel toepassingen vinden in het dagelijks leven. Het drogen van schoenen kost bijvoorbeeld veel minder tijd als je een zak met het juiste absorberende middel in natte schoenen doet. Silicagel verwijdert onaangename geurtjes in de kamer of in een tas met spullen. Zilverwerk kan worden gered van zwart worden door silicagel-gelballen in een kast met waardevolle instrumenten te doen.

Als het nodig is om de levensduur van scheermesjes te verlengen, moet u om ze te beschermen tegen roest verschillende korrels met silicagel erop doen. Hetzelfde geldt voor het opslaan van oude foto's, maar ook voor andere zaken die in de loop van de tijd kunnen vervagen of die onder invloed van de omgeving kunnen veranderen. Automobilisten kunnen het beslaan van de voorruit verminderen door alleen bloemen of een zak silicagel op het dashboard te plaatsen.

Kiezelzuur.

Kiezelzuur - H2SiO3, de zouten zijn silicaten. Alleen zouten van alkalimetalen (natrium en kalium) lossen op, de rest niet, ze zijn vuurvast.

In lucht worden waterige oplossingen erg troebel omdat koolstofdioxide H verdringt2SiO3 van zijn zouten. Kiezelzuur is een onoplosbaar zuur. Deze kwaliteit speelt een grote rol bij de bepaling van silicaten in oplossing (kwalitatieve reactie):

Siliciumzuurbereiding.

Kiezelzuur wordt verkregen door samensmelting van siliciumoxide met alkaliën:

Geconcentreerde oplossingen van alkalimetaalsilicaten (kalium en natrium) worden vloeibaar glas genoemd. Het is erg gehydrolyseerd:

Vloeibaar glas wordt gebruikt voor de bereiding van lijm, waterdichte stoffen.

Cement wordt gebruikt als bouwmateriaal als samentrekkend middel dat verhardt in de lucht. Er zijn verschillende soorten, waaronder: gewoon en Portlandcement.

Het "uitharden" van conventioneel cement is te wijten aan de vorming van calciumcarbonaat uit CO2:

Het "uitharden" van Portland cement vindt plaats door de hydrolyse van silicaten, wat resulteert in de vorming van onoplosbare kristallijne hydraten:

Een paar woorden over Silicon Plus

Waarom Silicon Plus

Op basis van mijn ervaring en de ervaring van mijn klanten, leidde ik af dat we een tekort hebben aan mineralen, vooral magnesium.

We horen inderdaad overal dat we calcium nodig hebben, maar nergens zeggen ze met name dat zonder magnesium calcium gewoon niet wordt opgenomen en opgeslagen op volledig onnodige plaatsen!

Bovendien staat het moderne levensritme ons niet toe om normaal te ontspannen, dus we lijden aan stress, slapeloosheid, depressie en angst, en dergelijke. En dit alles komt door een gebrek aan magnesium! Daarom houd ik persoonlijk erg van magnesium.

Maar calcium is ook nodig! Als je het overdrijft met magnesium, kan calciumgebrek optreden, wat ook niet goed is.

Ik vroeg me af hoe ik dit moest combineren..

Toen de ontwikkelaar van de Silicon Plus-formule me vroeg wat ik miste, zei ik al snel dat ik een relatief goedkoop complex van calcium en magnesium nodig had met een hoog magnesiumgehalte.

Hij dacht, werkte weer - en stuurde me dit poeder voor een monster..

Ik las de compositie, probeerde het - en ik realiseerde me dat ik het leuk vind en ik wil het. En voor mij is het een indicator - ik ben een lui meisje en als mijn lichaam niet echt iets nodig heeft, dan accepteer ik dit supplement gewoon niet. Er staan ​​al maanden heel wat goede dingen op mijn nachtkastje, steek alleen mijn hand uit... Maar de hand reikt niet. En ik vergeet niet alleen die dingen die echt nodig zijn.

Dus ik ben Silicon Plus niet vergeten..

Het is onder andere ook heerlijk, wat ook voor mij belangrijk is.

Maar in de compositie zit ook kalium voor het hart en silicium. Silicium is collageen, wat betekent een strakke huid, elastische vaten en flexibele gewrichten.

"Geen organisme kan bestaan ​​zonder silicium" (1944, academicus V.I. Vernadsky)

Over het algemeen zal ik niet alle problemen beschrijven waarmee deze vier mineralen helpen. Het is waarschijnlijk gemakkelijker om te schrijven waar ze niet nuttig zijn..

Dus dronk ik regelmatig Silicon Plus, verheugd over de smaak, totdat ik opstond. Ik heb dit verhaal meer dan eens geschreven, maar wil het hier echt herhalen.

Mijn eigen sollicitatieresultaat

Ik moest drie dagen bijna achteloos doorbrengen om 8-12 uur achter de computer te zitten. In dit geval bevond de computer zich erg ongemakkelijk. Over het algemeen ben ik de afgelopen drie dagen vaak ongenuanceerd met een kreun geweest, waarbij ik periodiek mijn rug en nek liet vallen zodat ik niet raakte en niet bewoog...

Natuurlijk heb ik geturnd, maar dit was duidelijk niet genoeg...

Ik wist dat ik magnesium nodig had om mijn spieren te ontspannen, maar thuis had ik alleen Silicon Plus, waarin ook magnesium zit. Dus gedurende de dag heb ik het meerdere keren gebrouwen, een theelepel met een glijbaan en de pijn kalmeerde. Maar ik was geschokt om te denken wat er later zou gebeuren, en ik was van plan om naar de massagetherapeut te gaan om krampen en klemmen te verwijderen, denkend waar ik deze keer zou komen...

Op de vierde dag stond ik 's ochtends op en realiseerde me dat noch mijn nek, noch mijn rug pijn deden! Dus heel erg bedankt aan de fabrikant van dit luxe medicijn! Masseur is niet nodig.

Zoals ik het begrijp, werkte niet alleen magnesium hier. Silicium is ook duidelijk nuttig - de nek draait rustig, zonder vast te blijven zitten in welke positie dan ook.

oprichter van de Healthy City store