Interaktion av kisel med alkalilösning

Silikon föreligger i form av två modifieringar, kristallina och amorfa. Mer aktiv amorf modifikation. I en murbruk, gnugga kisel. Pulver av amorft kisel - brun. I ett provrör med amorf kiselprilimalkali-lösning. När blandningen upphettas, börjar en kraftig reaktion. Silikon reagerar med alkali för att frigöra väte. Natriumsilikat bildas i lösningen.

Utrustning: Porslinsmörn med pistel, provrör med ångrör, en brännare.

Safety. Följ reglerna för att arbeta med alkalier och brandfarliga gaser.

Beräkning av erfarenhet och text - Ph.D. Pavel Bespalov.

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

kisel

Silikon (Si). Detta kemiska element är 1/4 av jordskorpans sammansättning. Kvarts, bergkristall, sand, lera, granit, glimmer, asbest är alla kemiska föreningar av kisel

Silikon är ett mellanliggande element (amfotert) och kan uppvisa både metalliska och icke-metalliska egenskaper. Det kan bilda kemiska föreningar, både med metaller och icke-metaller.

Ren kisel är en kemiskt enkel substans av grå färg, hård, eldfast och spröd. Kristallkisel har en metallisk glans och används ofta i halvledarindustrin (är en halvledare).

Silikon kan flöda både i kristallint tillstånd (kristallin kisel) och i amorf tillstånd (amorft kisel). Kristallin kisel bildas genom kylning av en lösning av amorft kisel i en smält metall. I sin tur är kristallin kisel ett mycket sprött material och krossas enkelt i ett amorft pulver. Således representerar amorft kisel fragment av kristaller av kristallin kisel.

I det fria tillståndet är kisel ganska svårt att erhålla. Dess industriella produktion är förknippad med återvinningen av kvarts, vars kemiska formel är SiO₂, Reduktionsreaktionen utförs med varm koks (kol).

I laboratoriet reduceras ren kisel från kiselsand med metallisk magnesium med användning av följande reaktion:

Under denna reaktion bildas ett brunt pulver av amorft kisel. Vid upphettning kan pulvret långsamt reagera med koncentrerade lösningar av alkalier (till exempel natriumhydroxid-NaOH)

Si + 2NaOH + H₂O → Na₂SiO₃+2H₂, - Den resulterande komplexa substansen kallas också flytande glas.

Det är intressant att kiselns kemiska aktivitet beror på storleken på dess kristaller. Kokristallin kisel är mindre kemiskt aktiv än amorf. Förra reagerar lätt med fluor även vid ordinär temperatur, och vid en temperatur av 400 till 600 0 C reagerar med syre, klor, brom, svavel för att bilda de motsvarande kemiska arter. Vid mycket höga temperaturer reagerar kisel med kväve och kol för att bilda respektive nitrid och kiselkarbid.

Om du försöker lösa upp kisel i en blandning av fluorflödet HF (fluor) och salpetersyra HNO₃ syror, kommer reaktionen inte att fortsätta. Men om du utför en kemisk reaktion med en alkali, till exempel med kaliumhydroxid, kommer reaktionen att ske med bildandet av ett salt av kiselsyra

Om kiseloxid (sand) med koks kalcineras i en ugn, erhålles en mycket fast kristallin substans. Carborund SiC

SiO₂ + 3C → SiC + 2CO

Carborundum är en mycket hård och eldfast substans. I industrin produceras den i stora mängder på grund av dessa egenskaper. Interestingly, kiselkarbidkristallgitter liknar kristallgittret av det fasta ämnet - är diamant, men vissa kolatomer ersatts av kiselatomer likformigt däri.

Vid höga temperaturer, liksom vid kemiska reaktioner under verkan av syror på metallföreningar med kisel, bildas silan SiH.₄.

Silan är en självantändande, färglös gas. Det kan antändas i luft för att bilda kiseldioxid och vatten.

Om kiseloxid är SiO₂ upphettas i närvaro av kol i en ström av klor, då sker en kemisk reaktion med bildningen av kiselklorid

Kisel Klorid - är en vätska, som kokar temperatur som är endast 54 0 C. kiselklorid är lättlösligt i vatten med bildning av två syror lösning: kisel och klorväte

Om denna kemiska reaktion fortsätter i en atmosfär av fuktig luft kommer tjock rök att uppstå under bildningen av två syror.

SiF-kiselfluorid₄ - bildad av kemisk reaktion av fluorvätesyra och kiseloxid

Silikonfluorid är en färglös gas med en "stark" lukt. Förutom kiselklorid bildar i vatten två syror: kisel och fluor. Men intressant kan kiselfluorid interagera med fluorvätesyra för att bilda hexafluorsilicinsyra, vars kemiska formel är H₂SIF₆. Dess salter och syran i sig är giftiga.

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

I de flesta reaktioner fungerar Si som ett reduktionsmedel:

Vid låga temperaturer är kisel kemiskt inert; vid uppvärmning ökar dess reaktivitet dramatiskt.

1. Den interagerar med syre vid T över 400 ° С:

Si + O₂ = SiO₂ kiseloxid

2. Reagerar med fluor redan vid rumstemperatur:

Si + 2F₂ = SiF₄ flinttetrafluorid

3. Med de återstående halogenerna fortsätter reaktionerna vid en temperatur av = 300-500 ° С

4. Med svavelånga vid 600 ° C bildas en disulfid:

5. Reaktionen med kväve uppträder över 1000 ° C:

6. Vid temperatur = 1150 ° C reagerar med kol:

SiO₂ + 3їSi. 2

Med hårdhet ligger carborundum nära diamant.

7. Kisel reagerar inte direkt med väte.

8. Silikon är resistent mot syror. Samverkar endast med en blandning av salpetersyra och fluor (fluor) syror:

9. Reagerar med alkalilösningar för att bilda silikater och frisättning av väte:

10. Kisels reducerande egenskaper används för att separera metaller från deras oxider:

2MgO = Si = 2Mg + SiO₂

I reaktioner med Si-metaller är oxidanten:

Silikon bildar silikider med s-metaller och de flesta d-metaller.

Sammansättningen av silikider av denna metall kan vara olika. (Till exempel, FeSi och FeSi₂; Ni₂Si och NiSi₂.) En av de mest kända silikiderna är magnesiumsilicid, som kan erhållas genom direkt interaktion mellan enkla ämnen:

Silan (monosilan) SiH₄

Silaner (kiselhydrider) Si_nH_{2n + 2}, (jfr alkaner), där n = 1-8. Silaner är analoger av alkaner, skiljer sig från dem genom instabiliteten hos kedjorna-Si-Si.

SiH monosilan₄ - färglös gas med en obehaglig lukt; upplöst i etanol, bensin.

1. Sönderdelning av magnesiumsilikid med saltsyra: Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄

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

Silan är ett starkt reduktionsmedel.

1.SiH₄ det oxideras av syre även vid mycket låga temperaturer:

2. SiH₄ lätt hydrolyserad, särskilt i alkalisk medium:

Silikonoxid (IV) (kiseldioxid) SiO₂

Silika finns i form av olika former: kristallin, amorf och glasaktig. Den vanligaste kristallina formen är kvarts. Med förstörelsen av kvartsbergar bildas kvartsand. Quartz singelkristaller är transparenta, färglösa (bergkristall) eller färgade med föroreningar i olika färger (ametist, agat, jaspis, etc.).

Amorf SiO₂ förekommer i form av opalmineral: kiseldioxidgel utgörs artificiellt av SiO-kolloidala partiklar₂ och är en mycket bra adsorbent. Vitreous SiO₂ känt som kvartsglas.

Fysiska egenskaper

I SiO-vatten₂ löses mycket litet, i organiska lösningsmedel löses inte heller praktiskt taget. Kisel är en dielektrisk.

Kemiska egenskaper

1. SiO₂ - syraoxid, därför upplöses amorf kiseldioxid långsamt i vattenhaltiga lösningar av alkali:

2. SiO₂ Samverkar också vid upphettning med basiska oxider:

3. Att vara icke-flyktig oxid, SiO₂ förskjuter koldioxid från Na₂CO₃ (under fusion):

4. Kisel reagerar med fluorvätesyra för att bilda fluorvätesyra H₂SIF₆:

5. Vid 250 - 400 ° С SiO₂ interagerar med gasformigt HF och F₂, bildning av tetrafluorsilan (kiseltetrafluorid):

Silic acid

- ortosilinsyra H₄SiO₄;

- metasilicisk (kiselsyra) syra H₂SiO₃;

- di- och polysilinsyror.

Alla kiselsyror är något lösliga i vatten, bildar enkelt kolloidala lösningar.

Sätt att erhålla

1. Deponering av syror från alkalimetallsilikatlösningar:

2. Hydrolys av klorsilaner: SiCl₄ + 4H₂O = H₄SiO₄ + 4HCl

Kemiska egenskaper

Silisyror är mycket svaga syror (svagare än kolsyra).

När de upphettas dehydreras de till silika som slutprodukt.

Silikater - Kiselsyrasalter

Eftersom kiselsyror är extremt svaga hydrolyseras deras salter i vattenhaltiga lösningar starkt:

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

Av samma skäl, när koldioxid passerar genom silikatlösningar, förskjuts kiselsyra från dem:

Denna reaktion kan betraktas som en kvalitativ reaktion på silikatjoner.

Bland silikater är endast Na mycket lösligt.₂SiO₃ och K₂SiO₃, som kallas lösligt glas, och deras vattenhaltiga lösningar är flytande glas.

glas

Vanligt fönsterglas har en sammansättning av Na₂O • CaO • 6SiO₂, det vill säga det är en blandning av natrium- och kalciumsilikater. Det produceras genom att smälta soda Na₂CO₃, kalksten SASO₃ och sand sio₂;

cement

Pulverbindemedel, som vid växling med vatten bildar en plastmassa som över tiden blir en fast stenliknande kropp. huvudbyggnadsmaterial.

Den vanligaste Portlandcementens kemiska sammansättning (i vikt%) är 20-23% SiO₂; 62 - 76% CaO; 4 - 7% Al₂O₃; 2-5% Fe₂O₃; 1-5% MgO.

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

Si + NaOH + H20 =? reaktionsekvation

Urgent behöver hjälp! Vilka produkter bildas som ett resultat av samspelet mellan kisel och en vattenlösning av natriumhydroxid (Si + NaOH + H2O =?)? Skriv molekylär, komplett och förkortad jonlikvation. Karakteriserar den erhållna föreningen. Tack på förhand!

(? Si + NaOH + H2O =) interaktionen av kiseldioxid med en vattenlösning av natriumhydroxid bildas normalt salt - natriummetasilikat, och utvecklingen av vätgas. Den molekylära reaktionsekvationen är:

I det här fallet är det inte möjligt att skriva reaktionsekvationen i jonformen, eftersom interaktionen fortskrider inte i lösning, men vid det vaz-flytande fasta gränssnittet.
Natriummetasilikat är ett vitt fast material, vars kristaller smälter utan sönderdelning vid upphettning. Den löses upp i kallt vatten (det hydrolyseras i anjonen), den koncentrerade lösningen är kolloidal ("flytande glas", innehåller en hydrosol). Den sönderdelas i varmt vatten, reagerar med syror, alkalier, koldioxid.

I industrin erhålls natriummetasilikat genom smältning av kiseldioxid med hydroxid () eller natriumkarbonat (), liksom genom sönderdelning av natriumortosilikat ().

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

Si + NaOH =? reaktionsekvation

Skapa en kemisk ekvation enligt schemat Si + NaOH =? Beskriv föreningen natriumhydroxid: ge sina grundläggande fysikaliska och kemiska egenskaper, ange produktionsmetoderna. Tack på förhand.

Som en följd av upplösningen av amorf kisel i en koncentrerad lösning av natriumhydroxid (Si + NaOH = a) bildas bildandet av ett mittsalt, natriumortosilikat och frisättningen av vätegas. Den molekylära reaktionsekvationen är:

Natriumhydroxid (kaustik soda, kaustik soda) är en solid vit, mycket hygroskopisk kristaller som smälter vid. Den löses upp i vatten med utsläpp av en stor mängd värme på grund av bildandet av hydrater. Det absorberar lätt koldioxid från luften, som gradvis omvandlas till natriumkarbonat.
Natriumhydroxid reagerar med syror för att bilda salter och vatten (neutraliseringsreaktion):

Natriumhydroxidlösning ändrar indikatorens färg, till exempel när färgämne, fenolftalein eller metylorange tillsätts till en lösning av denna alkali, blir deras färg blått, crimson och gul.
Natriumhydroxid reagerar med saltlösningar (om de innehåller en metall som kan bilda en olöslig bas) och syraoxider:

Det huvudsakliga sättet att erhålla natriumhydroxid är elektrolys av en vattenlösning av natriumklorid:

Förutom den elektrolytiska metoden för att producera natriumhydroxid används ibland en äldre metod - kokar en lösning av läsk med släckt kalk:

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

CHEMEGE.RU

Förberedelser för tentamen i kemi och olympiader

Kiselkemi

kisel

Ställ i det periodiska systemet med kemiska element

Silikon ligger i den huvudsakliga undergruppen av grupp IV (eller i grupp 14 i den moderna formen av PSCE) och i den tredje perioden av det periodiska systemet med kemiska element D.I. Mendeleev.

Elektronisk struktur av kisel

Den elektroniska konfigurationen av kisel i marktillstånd:

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

Elektronisk konfiguration av kisel i spänningen:

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

Kiselatomen innehåller på den externa energinivån 2 oparmade elektroner och ett odelat elektronpar i jordenergiläget och 4 oparmade elektroner i det upphetsade energitillståndet.

Oxidationstillståndet för kiselatomen är från -4 till +4. Typiska oxidationstillstånd är -4, 0, +2, +4.

Fysiska egenskaper, metoder för att erhålla och vara i naturen av kisel

Silikon är det näst vanligaste elementet på jorden efter syre. Det finns endast i form av föreningar. SiO kiseldioxid₂ utgör ett stort antal naturliga ämnen - bergkristall, kvarts, kiseldioxid.

En enkel substans kisel - en atomkristall av mörkgrå färg med metallisk glans, ganska bräcklig. Smältpunkt 1415 ° C, densitet 2,33 g / cm ^. Semiconductor.

Kvalitativa reaktioner

Högkvalitativ reaktion på silikatjoner SiO₃ 2- - interaktion av silikatsalter med starka syror. Silic acid är svag. Det släpps lätt från lösningar av kiselsyrasalter under verkan av starkare syror på dem.

Om exempelvis en starkt utspädd saltsyralösning sättes till en natriumsilikatlösning, kommer kiselsyra inte att fälla ut som en fällning, men som en gel. Lösningen kommer att växa grumlig och "härda".

na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃ + 2 NaCl

Video erfarenhet av natriumsilikat interaktion med saltsyra (produktion av kiselsyra) kan ses här.

Silikonföreningar

De huvudsakliga oxidationstillstånden för kisel är +4, O och -4.

http://chemege.ru/silicium/

Silikon - den allmänna egenskapen hos en element och kemiska egenskaper

Platsen för kisel i det periodiska systemet

Silikon är belägen i den 14: e gruppen i det periodiska systemet för de kemiska elementen D.I. Mendeleev.

På kolatomens yttre energinivå finns 4 elektroner, som har en elektronkonfiguration av 3s 2 3p 2. Silikon uppvisar oxidationstillstånd -4, +2, +4. Silikon är en typisk icke-metall, beroende på typen av transformation, kan elementet vara ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel.

Silikotillotropi

Kristallkisel är en mörkgrå substans med metallisk glans, stor hårdhet, spröd, halvledare; t ° pl. 1415 ° C; t ° kip 2680 ° C

Den har en diamantliknande struktur (sp 3 - hybridisering av kiselatomer) och bildar starka kovalenta σ-bindningar. Är inert

Amorft kiselbrunt pulver, hygroskopiskt, mer reaktivt.

Få kisel

1) 2, + Si + 40₂ - t ° → Si 0 + 2CO

2) 2Mg + Si + 40₂ - t ° → 2MgO + SiO

Att hitta silikon i naturen

Silikon är det näst vanligaste elementet på jorden efter syre. Dess innehåll i jordskorpan är 27,6% (vikt). Det finns endast i form av föreningar.

Kiseloxid bildar ett stort antal naturliga ämnen - bergkristall, kvarts, kiseldioxid. Den utgör grunden till många halvädelstenar - agat, ametist, jaspis, etc.
Silikon är också en del av stenbildande mineraler - silikater och aluminosilikater - feldspar, leror, glimmer etc.

Si kemiska egenskaper

Typisk icke-metallisk mediumaktivitet.

Som ett reduktionsmedel:
1) med syre
Si 0 + 0₂ - t ° → Si + 40₂

2) Med halogener, med fluor utan upphettning.
Si 0 + 2F₂ → SiF₄

3) Med kol
Si 0 + C - t ° → Si + 4 C

(SiC - karborundum - hård, används för slipning)

5) Reagerar inte med syror. Den löses endast i en blandning av salpetersyra och fluorvätesyror:
3Si + 4HNO₃ + 18HF → 3H₂[SiF₆] + 4NO + 8H₂O

6) Med alkalier (vid uppvärmning):
SiO + 2NaOH + H₂O → Na₂Si + 40₃+ 2H₂

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

Genom sönderdelning av metall-silikider med syra erhålles silan (SiH₄)
mg₂Si + 2H₂sÅ₄ → SiH₄+ 2 MgSO₄

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

§ 3. Silikon

Den närmaste analogen av kol, kisel, är den tredje (efter syre och väte) när det gäller förekomsten: den står för 16,7% av det totala antalet atomer i jordskorpan. Om koldioxid kan betraktas som huvudelement för det organiska livet, spelar kisel en liknande roll med avseende på fast jordskorpa, eftersom huvuddelen av sin massa består av silikatklot, vilka är kiselföreningar med syre och ett antal andra element.

Elementärt kisel kan erhållas genom reduktion av dess dioxid (SiC) med magnesium. Reaktionen börjar när blandningen av finmalda ämnen antändes och fortsätter enligt ekvationen

SiO₂ + 2Mg = 2MgO + Si

För frisättning från MgO och överskott av SiO₂ reaktionsprodukten behandlas sekventiellt med saltsyra och fluorvätesyror.

1) I praktiken erhålls kisel vanligtvis som en legering med järn (ferrosilikon) genom stark glödning av SiO-blandningen.₂, järnmalm och kol. Den viktigaste användningen av ferrosilicium är i metallurgi, där den används för att införa kisel i olika kvaliteter av specialstål och gjutjärn.

Egenskaperna hos kisel är starkt beroende av partiklarnas storlek. Erhållen - när SiO reduceras₂ Magnesium amorft kisel är ett brunt pulver. Genom att omkristallisera den från vissa smälta metaller (till exempel Zn) kan kisel erhållas i form av gråa, fasta, men ganska bräckliga kristaller med en densitet av 2,4. Silikon smälter vid 1415 ° С och kokar vid 2620 ° С.

Kristallint kisel är kemiskt ganska inert, medan amorf är mycket mer reaktivt. Med fluor reagerar den under normala förhållanden, med syre, klor och svavel - runt -500 ° C. Vid mycket höga temperaturer kan kisel också kombineras med kväve och kol. Det är lösligt i många smälta metaller, och med några av dem bildar föreningar (till exempel Mg₂ Si), kallade silikider.

Syror på kisel under normala förhållanden verkar inte (förutom blandningen av HF + HNO₃ ). Alkalier med väteutveckling omvandla den till salter av kiselsyra:

Den mest karakteristiska och stabila föreningen av kisel är dess dioxid (SiO₂ ), vilken form av vilken av elementen som kommer med en mycket stor värmefrigöring:

Kiseldioxid är ett färglöst fast material, som smälter endast vid 1713 ° C.

Fri kiseldioxid (annars kiseldioxid, kiselsyraanhydrid) finns huvudsakligen i form av kvartsmineral, som utgör grunden för vanlig sand. Den senare är en av de viktigaste produkterna av förstörelse av stenar och samtidigt ett av de viktigaste byggmaterialen, vars världsförbrukning är cirka 500 miljoner ton årligen. Fri kiseldioxid står för cirka 12% av skorpans vikt. Mycket mer SiO₂ (ca 43% av jordskorpans vikt) är kemiskt bunden i kompositionen av olika bergarter. I allmänhet är jordskorpan därför mer än hälften bestående av kiseldioxid.

2) Stora transparenta kvartskristaller (densitet 2.65) kallas ofta rockkristall, en violett färgad ametyst etc. Små kristallina kiseldioxidändringar (med tillsatser av andra ämnen) inkluderar agat, jaspis etc.

3) Baserat på SiO₂ förbereder ett viktigt eldfast material - dinas. Den senare erhålles genom rostning vid 1500 ° С krossad kvarts, till vilken 2-2,5% kalk tillsätts. Dinas tegel mjukar bara runt 1700 ° C och tjänar speciellt för att lägga ut vajrarna med öppen spissugnar.

I SiO-vatten₂ praktiskt taget olöslig. Syror verkar inte på det, förutom HF, som reagerar enligt ordningen:

Alkali överför gradvis SiO₂ in i lösningen, bildande motsvarande salter av kiselsyra (kallad silikat eller silikater), exempelvis genom reaktionen:

I praktiken erhålles vanligen silikatsalter genom att fusera SiO₂ med motsvarande karbonater, från vilka CO frigörs vid hög temperatur₂, till exempel enligt planen:

Som ett resultat reduceras reaktionen till frisättning av kolsyra med kiselsyra.

Silikatsalterna är som regel färglösa, eldfasta och praktiskt taget olösliga i vatten. Bland de mycket få lösliga är Na₂ Si0₃. I praktiken kallas detta salt ofta "lösligt glas" och dess vattenhaltiga lösningar - "flytande glas".

4) Produktionen av natriumsilikat når en mycket stor storlek (cirka hundratusentals ton årligen), eftersom "flytande glas" används för att stärka marken under byggnadsarbeten och i en rad industrier. Lösningar ska förvaras i kärl med gummiproppar (eftersom glas och kortikal håller fast vid nacken).

Eftersom kiselsyra är mycket svag visar "flytande glas" en stark alkalisk reaktion som ett resultat av hydrolys, medan silikater av svaga baser hydrolyseras i lösning praktiskt taget

delbart. Av samma anledning släpps kiselsyra ut från lösningarna av dess salter med många andra syror, inklusive kolsyra.

Om kolsyra i lösning löser upp kiselsyra från dess salter, uppträder omvändningen, vid inkandescens, såsom noterats ovan. Den första riktningen beror på den lägre styrkan (dissociationsgrad) av kiselsyra, den andra till dess mindre volatilitet när den upphettas. Eftersom ett antal syror i deras jämförande volatilitet kan skilja sig dramatiskt från de med samma syror i sin styrka, kan riktningen av frisättningsreaktionerna i lösning å ena sidan och under glödning å andra sidan också vara helt annorlunda, vilket framgår av nedanstående i som ett exempel på systemet:

Fri kiselsyra är praktiskt taget olöslig i vatten (i form av en sann lösning). Det bildar emellertid lätt kolloidala lösningar och utgår därför vanligtvis bara delvis. Fällningen har formen av en färglös gelé, och dess sammansättning motsvarar en icke-enkel formel H₂ SiO₃ (metakrytinsyra) eller H₄ SiO₄ (orthosilic syra), och mer vanligt - xSiO₂ · YH₂ O med x och y värden som varierar med utfällningsförhållanden. När x> 1 erhålles olika polysilinsyror, vars derivat i form av kemisk sammansättning kan betraktas som många mineraler.

5) Den upplösta delen av kiselsyra är extremt liten dissocierad (K₁ = 3 · 10-1 0, K₂ = 2 · 10 -12). Naturliga hydratiserade former av kiseldioxid innehållande x >> y finns i form av oorganiska formationer - kisel, opal, tripoli etc., liksom rester av skalen hos de en gång levande minsta marina organismerna - diatomit ("infusörjord"). Bildningen av peroxidföreningar för kisel är okarakteristisk, och derivaten av peraciderna av detta element erhålls inte.

Kiselsyrasalter är kända för hydratiserade former med de mest varierade x- och y-värdena. Produkter av fullständig eller partiell ersättning av väte i dem för vissa metaller är de så kallade enkla silikaterna. Ett exempel på dem är mineral asbest (Mg₃ H₄ si₂ 0₉ eller 3MgO · 2H₂ O · 2SiO₂ ).

Komplicerade silikater är mycket vanligare i naturen, vad gäller kemisk sammansättning som huvudsakligen framställs av syror med den allmänna formeln xE₂ Oh₃ · YSiO₂ · ZH₂ O. De viktigaste föreningarna av denna typ är aluminosilikater (E = Al), som särskilt hör till gruppen av feldspars, som står för mer än hälften av jordskorpans vikt.

kan kallas som deras huvudrepresentanter.

6) Den rumsliga strukturen hos ett antal silikater studerades med användning av röntgenstrålar. Det visade sig att de studerade strukturerna kan klassificeras med en uppdelning i ett litet antal typer som skiljer sig från varandra i samband med kombinationen av tetraedriska SiO-joner.₄ 4.

De enklaste silikatanjonerna motsvarar några av dessa typer. Som framgår av fig. 142, här är i första hand fall av att fylla gitternoden med individuella SiO-joner₄ 4. Den andra typen kännetecknas av närvaron av Sijoner i gallerplatserna.₂ O₇ 6- (bildad av två SiO tetraeder₄ 4- med en gemensam vinkel), den tredje är närvaron av cykliska Sijoner i gitterplatserna₃ O₉ 6- (bildad av tre SiO tetraeder₄ 4- med två gemensamma utrymmen för var och en av dem).

Andra typer av silikatstrukturer kan kallas gruppsegment, eftersom de består av ett teoretiskt oändligt antal Si tetrahedra.₄ 4. Sådana kombinationer (fig 143) kan ha karaktären hos en enkel kedja (A), en dubbelkedja (B) eller ett plan (C). Slutligen finns det typer som representerar en tredimensionell struktur. I alla sådana gitter kan vissa Si4 + joner ersättas med Al3 + joner etc., och vissa O-joner kan ersättas med OH-joner etc. En del av silikatjonerna (K +, Na +, etc.) kan ligga mellan kedjor eller plan, såväl som mellan den tredimensionella strukturen.

Under den kombinerade verkan av olika naturliga faktorer, främst koldioxid och vatten, naturliga silikater, aluminosilikater, etc., förstörs gradvis ("weathered") och lösliga produkter transporteras bort med vatten i havet och olösliga partiellt deponerade på plats eller tas ut till sjöss. De viktigaste olösliga nedbrytningsprodukterna av den vanligaste typen av aluminosilikater är kiseldioxid (SiO₂ ), sedimentera i form av sand och kaolin (H₄ al₂ si₂ O₉, eller al₂ O₃ · 2SiO₂ 2H₂ O), som är grunden för vanliga leror (färgad med bruna orenheter av järnoxid) och i renare tillstånd bildar ibland avlagringar av vit lera. Processen för deras bildning under förstöringen av aluminosilikat kan avbildas genom följande approximativa schema:

Sand och lera skapar mineralbasen av alla typer av jord. Naturen hos sistnämnda beror främst på förhållandena för temperatur och fuktighet i området (bild 144).

Från de silikater som erhållits artificiellt vattenolösliga är det viktigaste glaset som är känt för mänskligheten sedan antiken. Sammansättningen av "normalt" glas uttrycks av formeln Na₂ CaSi₆ O₁₄ eller Na₂ O · CaO · 6SiO₂. Ganska nära det kommer det vanliga fönsterglaset. Genom lämpliga ändringar av denna grundkomposition är det möjligt att erhålla olika speciella glasögon, kännetecknad av olika kvaliteter som krävs för enskilda tillämpningar.

De viktigaste källprodukten av glasproduktion är läsk, kalksten och sand. Processen för bildning av "normalt" glas kan uttryckas av ekvationen:

Blandningen av utgångsmaterialen upphettas till ungefär 1400 ° C och den smälta massan bibehålls tills gaserna helt avlägsnas, varefter den tas upp för vidare bearbetning.

7) När man gör glas, är soda ofta ersatt med en billigare blandning av natriumsulfat och kol. I detta fall går reaktionen enligt följande ekvation:

8) Studier som använde röntgenstrålar visade att ett ämnes glasartade tillstånd (som en vätska) skiljer sig från ett kristallint tillstånd genom ofullständig beställning av den relativa positionen för de enskilda elementen i den rumsliga gitteren. I fig. 145 visar diagrammen av strukturerna av Al₂ O₃ i kristallina (L) och glasartade (B) tillstånd. Som kan ses från dessa system, som är karakteristiska för kristallgitteret AI₂ O₃ hexagoner i det glasiga tillståndet är inte strängt mogna, men den allmänna karaktären hos partiklarnas placering är fortfarande lik den som äger rum i en kristall.

Visad i fig. 146 diagram över strukturen av natriumsilikatglas ger en uppfattning om placeringen av metalljoner i gallret: de senare är anordnade i vakuum av silikatnätet utan någon tydlig sekvens. Eftersom det inte finns någon strikt regelbunden upprepning av strukturella element i detta nät, kännetecknas dess individuella förbindelser av ojämn styrka. Därför har glas, i motsats till kristall, inte en specifik smältpunkt, och i processen för uppvärmning mjukas det gradvis.

9) Särskilt nyligen tillverkades kvartsglas, vilket är en nästan ren kiseldioxid genom kemisk sammansättning (SiO₂ ). Dess mest värdefulla fördel jämfört med den vanliga är ca 15 gånger lägre termisk expansionskoefficient. Tack vare detta överför kvartsvaror mycket skarpa temperaturförändringar utan sprickbildning: det kan till exempel värmas till rött hett och omedelbart nedsänkas i vatten. Å andra sidan håller kvartsglaset inte fast vid ultraviolett strålning, vilket absorberas kraftigt av vanligt glas. Nackdelen med kvartsglas är dess större bräcklighet jämfört med normalt.

Även om glaset som helhet är praktiskt taget olösligt sönderdelas däremot vattnet delvis från ytan och tvättar huvudsakligen natrium. Syror (utom flussyra) fungerar som vatten; glas, som har kommit i kontakt med vatten eller syror under en tid, blir sedan praktiskt taget inte förstörd av dem. Tvärtom beror på den starka övervägande SiO₂ i glasets sammansättning har effekten på det av alkalier en lång karaktär. Därför innehåller alkaliska vätskor lagrade i glasbehållare vanligen orenheter av lösliga silikater.

Halidderivat av kisel med den allmänna formeln SiF₄ kan erhållas genom direktsyntes enligt schemat: Si + 2G₂ = SiG₄. Halider SiG₄ färglös. Under normala förhållanden, SiF₄ gasformigt, SiCl₄ och sibr₄ är vätskor, sij₄ - fast kropp.

Av de kemiska egenskaperna hos halogenider. kisel är mest karakteristiskt för dem kraftig växelverkan med vatten enligt ordningen:

I fallet med Сl, Br och J är jämvikten nästan helt helt till höger, medan i fallet med F är reaktionen reversibel. På grund av bildandet av fasta partiklar under hydrolysen av SiO₂ (mer exakt, xSiC₂ · YН₂ O) Kiselsgåvor haliderar rök i fuktig luft.

10) Några konstanter av kiselhalogenider jämförs nedan:

Signifikanta mängder SiF₄ erhålles som en biprodukt av superfosfatproduktion. Kiselfluorid är mycket giftigt.

När man interagerar med SiF₄ komplex fluorsyra bildas med HF:

Parvis är denna reaktion märkbart reversibel, men i en vattenlösning förskjuts dess jämvikt till höger. Liknande komplexa syror H₂ SIF₆ med andra halogenider bildas inte.

Gratis H₂ SIF₆ är en stark dibasinsyra. De flesta av dess salter (silikofluorid eller fluorsilikater) är färglösa och väl lösliga i vatten.

11) På grund av bildandet av H₂ SIF₆ SiF hydrolysskema₄ mer exakt uttryckt av ekvationen:

Saltsyra erhålls vanligtvis med denna mops.

Gratis H₂ SIF₆ Används vid bryggning (som desinfektionsmedel) och dåligt lösliga fluorosilicater Na och Ba - för att bekämpa skadedjur i jordbruket. Höglösliga Mg-, Zn- och Al-fluorsilikater under det tekniska namnet "Fluider" används vid konstruktion (för att ge vattentäthet till cementerade ytor).

12) Vit kiselsulfid (SiS₂ ) bildad genom smältning av "amorft" kisel med svavel. Vatten sönderdelas långsamt i SiO.₂ och H₂ S.

13) Kombinationen av kisel med kväve uppträder endast över 1300 ° C. Den erhållna kiselnitriden (Si₃ N₄ ) är ett vitt pulver. Vid kokning med vatten hydrolyseras det långsamt till SiO.₂ och NNZ.

14) När glödande blandning av SiO₂ med kol i en elektrisk ugn upp till 2000 ° C bildas kiselkarbid (SiC), vanligen kallad carborundum. Reaktionen går av ekvationen: SiO₂ +3C = 2CO + SiC. Ren carborundum är en färglös kristaller, och den tekniska produkten är vanligtvis målad med föroreningar i en mörk färg. Av egenskaperna hos carborundum är dess hårdhet det mest praktiskt viktiga, andra än bara diamanthårdhet. Därför används carborundum i stor utsträckning för att bearbeta fasta material. Särskilt är cirklar av slipmaskiner vanligen gjorda av det.

15) Carborundum har en ganska hög elektrisk ledningsförmåga och används vid tillverkning av elektriska ugnar. Ofta används för detta så kallade. silit, erhållen genom rostning vid 1500 ° С (i atmosfären av CO eller N₂ a) Massa bildad från en blandning av karborund, kisel och glycerin. Silit kännetecknas av mekanisk styrka, kemisk resistans och god elektrisk ledningsförmåga (som ökar med ökande temperatur).

Silikonväteföreningar (silikoner eller silaner) erhålles i en blandning med varandra och med väte under verkan av utspädd HCl på magnesiumsilikid (Mg₂ Si). Kompositionen och strukturformlerna av kisel (SiH₄, si₂ H₆ etc. upp till den senaste kända termen - Si₆ H₁₄ ) som liknar kolvätena av ett antal metan. Det finns mycket likhet med avseende på fysikaliska egenskaper. Tvärtom är de allmänna kemiska egenskaperna hos båda klasserna av föreningar skarpt olika: i motsats till mycket inerta kolväten är silaner extremt reaktiva. I luften tänder de lätt och brinner till SiO med stor mängd värme₂ och vatten genom reaktion, till exempel:

16) När antalet kiselatomer i en molekyl ökar, sjunker stabiliteten hos silaner snabbt. Konstanterna för de första medlemmarna i serien är listade nedan:

Alla silaner är färglösa, har en karakteristisk lukt och är mycket giftiga. Med vatten sönderdelas de långsamt med väteutveckling enligt schemat, till exempel: SiH₄ + 4H₂ O = 4h₂ + Si (OH)₄.

17) För kisel är ett stort antal olika organosilikonföreningar kända, i många avseenden liknande motsvarande kolderivat. Som regel är de resistenta mot luft och olösliga i vatten. Syntesen av högmolekylära derivat av denna typ har öppnat möjligheten för sin breda praktiska användning för utveckling av lacker och hartser som kännetecknas av hög termisk stabilitet och ett antal andra värdefulla egenskaper.

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

Natrium plus Silikon

Under normala förhållanden är kisel ganska inert, vilket förklaras av styrkan hos dess kristallgitter, det interagerar direkt med fluor och visar samtidigt reducerande egenskaper:

Den reagerar med klor när den upphettas till 400-600 ° C:

Samverkan med syre

Den krossade kiseln reagerar med syre när den upphettas till 400-600 ° C:

Samverkan med andra icke-metaller

Vid mycket höga temperaturer runt 2000 ° C reagerar den med kol:

Vid 1000 ° C reagerar den med kväve:

Samverkar inte med väte.

Samverkan med vätehalogenider

Det reagerar med vätefluorid under normala förhållanden:

med väteklorid - vid 300 ° C, med vätebromid - vid 500 ° C.

Samverkan med metaller

Oxiderande egenskaper för kisel är mindre karakteristiska, men de manifesterar sig i reaktioner med metaller och bildar sålunda silikider:

Samverkan med syror

Silikon är resistent mot syror, i en sur miljö, den är täckt med en olöslig oxidfilm och passiveras. Silikon interagerar endast med en blandning av fluor- och salpetersyra:

Alkali-interaktion

Det löses i alkalier, bildar silikat och väte:

mottagning

Reduktion från magnesiumoxid eller aluminium:

SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO;

Koksreducering i elektriska ugnar:

SiO₂ + 2C = Si + 2CO.

Vid denna process är kisel ganska förorenad med kiselkarbid.

Den renaste kiseln erhålls genom reduktion av kiseltetraklorid med väte vid 1200 ° C:

Även ren kisel erhålles genom termisk sönderdelning av silan:

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

Natrium plus Silikon

Låt oss överväga tillämpningen av den beskrivna algoritmen för att utföra uppgift C2 i några få exempel. Minns att kärnan i uppgiften är att

Skriv ekvationerna av fyra möjliga reaktioner mellan alla de föreslagna substanserna, utan att upprepa ett par reagenser.

Med tanke på ämnet: kisel, natriumbikarbonat, kaliumhydroxid, saltsyra.

1. Utför algoritmens första stycke, med tanke på att saltsyra är en lösning av väteklorid. Men tillståndet med natriumbikarbonat och kaliumhydroxid ges inte till oss, så om du vill kan vi anta att de ges till oss som fasta substanser, om så önskas - som lösningar.

2. Vi utför andra stycket, förkortad som anger egenskaperna hos ämnen: i den första raden - syrabasen, i den andra redoxen. Resultatet är följande:

Förklaringar: Silikon, som en enkel substans, går inte in i utbytesreaktioner, eftersom en icke-metallisk mellantid uppvisar OM-egenskaper i en svag grad, särskilt oxidativ (storleken på bokstäverna gjorde ett försök att kvalitativt karakterisera styrkan i manifestationen av vissa egenskaper). Natriumvätekarbonat i utbytesreaktioner kan delta som salt och syra, eftersom det i praktiken inte uppenbarar egenskaper av syre, eftersom alla element är i sina stabila oxidationstillstånd. Samma sak kan sägas om OB för KON egenskaper. HCl är en syra, det kan vara ett oxidationsmedel på grund av vätejonen och ett mycket svagt reduktionsmedel på grund av kloridjonen.

3. Förutse reaktioner. Och här står vi omedelbart inför behovet av att känna till de specifika egenskaperna hos kisel. Trots dess redox dualitet och det faktum att satsen innehåller ett ämne med liknande egenskaper, måste du veta att kisel inte löser upp i syror. Och också det faktum att det löser sig bra i lösningar av alkalier, och reaktionen går med utsläpp av väte.

Det faktum att reaktionen fortskrider med frisättningen av väte, säger att oxidationsmedlet här är väte, i oxidationstillstånd +1, vilket är en del av vatten och KOH spelar rollen för mediet.

Frågan kan uppstå, varför kiseloxid inte oxideras av vätejoner i en sur lösning? Anledningen till kemi av metaller är passivation. På ytan av kisel finns (eller omedelbart bildar) en tunn film av kiseloxid olöslig i vatten och syror. KOHs roll som medium är att den omvandlar denna kiseldioxid till en silikatjon.

För det första ämnet får vi således en möjlig reaktion enligt följande schema:

Andra reaktioner är ganska uppenbara. Natriumvätekarbonat kommer att reagera med alkali, bilda ett medelsalt och med en syra, på grund av gasens utveckling. KOH kommer naturligtvis att neutraliseras med syra. Som ett resultat har vi 4 reaktionsscheman:

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