Bài thảo luận Hóa vô cơ

NHÓM 24

SiO₂

A. CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÍ

1. Cấu tạo

Công thức phân tử: SiO₂

-

- Phân tử khối : 60

- Silic đioxit là một oxit axit còn có tên gọi khác là Silica hay Thạch anh

- Ở điều kiện thường SiO2 không tồn tại dưới dạng phân tử riêng lẻ mà

tồn tại dưới dạng tinh thể (thạch anh, triđimit,coesit và cristtobalit).SiO2

có hai dạng: dạng



bền ở nhiệt độ thấp, dạng bền ở nhiệt độ cao.



- Cơ sở cấu trúc mạng lưới silicat là tứ diện , Người ta chia ra làm 5 loại, tuỳ

theo sự trùng hợp của tứ diện [SiO4] hay cầu aluminô-silic-ôxy thành các

nhóm cấu trúc khác nhau

+ Cấu trúc tinh thể nhọn: silicat có những tứ diện đều đẳng hướng.

+ Silicat có nhóm kích thước giới hạn.

+ Silicat có nhóm tạo nên mạng lưới hình xích đơn và xích kép (cấu

trúc băng dải dài vô tận)

+ Silicat có cấu trúc tấm lớp:

+ Silicat có nhóm tạo nên cấu trúc khung:

- Liên kết Si-O là liên kết ion-cộng hoá trị

2. Tính chất vật lý

mật độ

2,0-2,3 gm/cm3

dẫn điện

rất khác nhau

dẫn nhiệt

0,01 W / cm K (số lượng lớn)

Cm2/sec 0,009 (số lượng lớn)

nhiệt độ khuếch tán

0,5 ppm / K [lưu ý Si nhiệt điểm kinh nghiệm 2,3

hệ số giãn nở nhiệt

chiết suất

ppm / K]

1,46 [nhiệt oxide]

3,9 [nhiệt oxide]; CVD oxit khác nhau tùy thuộc

hằng số điện môi

vào H

- Silic đioxit là chất ở dạng tinh thể , có độ cứng cao

- Không tan trong nước , độ hoà tan : 0,012g/100ml

- Nóng chảy ở 1713^oC

- Nhiệt độ sôi : 2.230 °C

B.

TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

- Nó không tác dụng với oxi, clo, brom và axit ngay cả khi đun nóng. Ở điều

kiện thường, nó chỉ tác dụng với F₂và HF :

SiO₂+ 2F₂

- SiO2 là oxit axit:



SiF₄+ O₂

- SiO2 pư chậm với kiềm đặc, pư dễ với kiềm nóng chảy hoặc cacbonat KLK

nóng chảy:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O.

SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2.

- SiO2 tan trong axit HF do pư:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2 H2O

=>Phản ứng trên được dùng để khắc trên thủy tinh.

C. ĐIỀU CHẾ

- Trong phòng thí nghiệm, SiO₂vô định hình ở dạng bột trắng có thể điều chế

bằng cách nung nóng kết tủa của axit silixic.

- Điều chế các sol silic: SiO2 hoạt động

- Vỏ trấu sau khi nung nóng ở 6000C thì các chất hữu cơ bị phân hủy, chỉ còn -

lại SiO2 ở dạng tinh thể. Tiếp tục nung nóng SiO2 trong điều kiện yếm khí,

trong khoảng thời gian 50h – 100h, thì xuất hiện các sol, tức là tạo nên SiO2

hoạt động.

- Dù silica phổ biến trong tự nhiên nhưng ta cũng có thể tự điều chế (tuy hơi

khó) bằng cách cho silic phản ứng với oxi ở nhiệt độ cao theo sgk hóa 9)

Si (r) + O2 (k) → SiO2 (r)

D. ỨNG DỤNG

- Trong xây dựng: dùng làm chất phụ gia xi măng, gạch chịu lửa và ngói, ...

- Trong đời sống: dùng làm chất hút ẩm, chế tạo thiết bị lọc nước, đồ dùng

bằng thủy tinh, chất bán dẫn,...

- Ngày nay, Silic đioxit còn được dùng làm nguyên liệu để sản xuất vật liệu

xúc tác mao quản trung bình như: MCM-41, MCM-48, SBA-15, SBA-16...

- Silica là một vật liệu gốm khá rộng rãi sử dụng

➢ Sản xuất Silicon

Hầu hết silicon được sản xuất như là một ferroalloy hoặc ferrosilicon hoặc

mangan silicon, được sử dụng độc quyền trong việc sản xuất ra thép.

Nguyên liệu cho sản xuất silicon> 98,5-99 SiO2%, <Fe2O3 0,1% và

<Al2O3 0,15%.

➢ Công nghiệp điện tử

• Mạch

+ Silica có tính chất điện môi rất tốt và cách điện. Đối với những lý do này nó

được sử dụng như là một chất trơ trong mạch điện tử,và được sử dụng làm

mạch điện.

• Chất bán dẫn

+ Các tính dẫn điện của chất bán dẫn là không cao như của kim loại, tuy nhiên,

họ có những đặc điểm độc đáo điện cho chúng đặc biệt hữu ích. Các tính chất

điện của các vật liệu này là cực kỳ nhạy cảm với sự hiện diện của các tạp chất.

Silicon là một chất bán dẫn nội tại, có nghĩa là nó dựa trên cấu trúc điện tử vốn

có của nó. chất bán dẫn silicon được sử dụng trong các mạch tích hợp ứng

dụng.

• Vật liệu chịu lửa

+ Silica đã mở rộng đáng kể nhiệt độ nóng chảy khá cao làm cho nó la một vật

liệu chịu nhiệt tốt

+ Do thực tế là silic không hòa tan trong phần lớn các axit, nó được sử dụng

như một loại vật liệu chịu lửa trong môi trường axit

+ Vì vậy,. Đa số các ứng dụng của nó là trong ngành công nghiệp thủy tinh.

• Thủy tinh Vật liệu chịu lửa

+ Silica là một vật liệu quan trọng để sử dụng như một vật liệu chịu lửa trong

sản xuất thủy tinh

➢ Sản xuất vật liệu chịu lửa .

• Cát

+ Có rất nhiều loại của cát tồn tại trong đó có những ứng dụng khác nhau.Mà

giai đoạn khoáng sản chủ yếu trong họ tất cả là thạch anh.

• Gạch cát

+ Lớp Gạch cát nhỏ hơn 75mm và có hàm lượng silica trên 97,5%, tạp chất bao

gồm <Al2O3 và Fe2O3 0,55% <0,2. Nó được sử dụng trong sản xuất men và

vật liệu gốm.

Bài thảo luận Hóa vô cơ - SiO₂