Điều chế Silic trong công nghiệp

Câu hỏi: Chuẩn bị Silica công nghiệp

Silic được điều chế trong công nghiệp bằng cách dùng chất khử mạnh như cacbon để khử SiO.2 ở nhiệt độ cao.

SiO2 + 2C → Si + CO2

Hãy cùng Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội tìm hiểu thêm về Silicon và các hợp chất của nó.

A. SILIC

I. Tính chất vật lý

Silic có các dạng dị hướng: silic tinh thể và silic vô định hình.

Silic vô định hình: là chất bột màu nâu, không tan trong nước nhưng tan trong kim loại nóng chảy.

Silic tinh thể: màu xám, có ánh kim, có cấu trúc giống kim cương nên có tính chất bán dẫn.

Tinh thể silic có cấu trúc giống kim cương, màu xám, ánh kim loại, nóng chảy ở 1420˚C. Silic tinh thể là chất bán dẫn: ở nhiệt độ bình thường, nó dẫn một lượng điện năng thấp, nhưng khi nhiệt độ tăng lên, độ dẫn điện tăng lên.

Silic vô định hình là một loại bột màu nâu.

II. Tính chất hóa học

– Các mức oxi hóa có thể có của Si: -4; 0; +2; +4 (số oxi hóa +2 kém đặc trưng hơn) nên Si vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa.

Silic vô định hình phản ứng mạnh hơn silic tinh thể.

1. Thuộc tính loại bỏ

Tác dụng với phi kim:

Si + 2F2 → SiF4 (phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường)

Si + 2O2 → SiO2 (400 – 600C)

Tác dụng với hợp chất:

+ Si dễ tan trong dung dịch kiềm → H2

Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 2 NHÀ2

+ Si phản ứng với axit

4HNO3 + 18HF + 3Si → 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

Trong hồ quang điện, Silic phản ứng với H.2 tạo thành hỗn hợp các silan:

Si + H2 → SiH4 + Si2H6 + Si3H6 +…

2. Oxy hóa

Si có thể phản ứng với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao → silicat kim loại.

2Mg + Si → Mg2Si

III. Điều chế và ứng dụng

1. Điều chế

SiO2 + C Cốc → 2CO + Si (1800C)

SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si (có thể thay Mg bằng Al)

SiCl4 + 2Zn → Si + 2ZnCl2

SiH4 → Si + 2H2

2. Ứng dụng

Silicon là một yếu tố rất hữu ích cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp. SiO2 ở dạng cát và sét là thành phần quan trọng trong sản xuất bê tông, gạch cũng như sản xuất xi măng. Silic là nguyên tố rất quan trọng đối với thực vật và động vật. Diatomic silica được phân lập từ nước để tạo thành màng tế bào bảo vệ. Các ứng dụng khác bao gồm:

– Gốm sứ/tráng men – Nó là vật liệu chịu lửa được sử dụng trong sản xuất vật liệu chịu lửa và silicat của nó được sử dụng trong sản xuất men và gốm sứ.

– Thép – Silicon là một thành phần quan trọng trong một số loại thép.

– Đồng thau – Hầu hết đồng thau được sản xuất đều chứa hợp kim của đồng với silicon.

– Thủy tinh – Silica từ cát là thành phần cơ bản của thủy tinh. Thủy tinh có thể được sản xuất thành nhiều loại vật thể với các tính chất vật lý khác nhau. Silica được sử dụng làm vật liệu cơ bản trong sản xuất kính cửa sổ, hộp đựng (chai lọ), sứ cách nhiệt cũng như nhiều đồ vật hữu ích khác.

B. SILIC ĐIOXIT (SiO2)

I. Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên

Silicon Dioxide (SiO2) là chất kết tinh, nóng chảy ở 1713C, không tan trong nước. Trong tự nhiên, SiO2 kết tinh chủ yếu ở dạng khoáng vật thạch anh. Thạch anh tồn tại ở dạng tinh thể lớn, không màu, trong suốt. Cát SiO2 chứa nhiều chất tạm thời.

II. Tính chất hóa học

– SiO2 có tính chất của oxit axit, tan chậm trong dung dịch kiềm và dễ tan trong kiềm nóng chảy hoặc muối cacbonat kim loại kiềm nóng chảy → silicat:

SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + FRIENDS2O

SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2

– SiO2 dễ tan trong axit HF:

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2 NHÀ2O

Phản ứng này dùng để khắc chữ lên thủy tinh → không dùng lọ thủy tinh để đựng axit HF.

C. AXIT SILICIC VÀ MUỐI SILICATE

I. Axit HO2SiO3

– Dạng keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng:

H2SiO3 → FRIENDS2O + SiO2

– Khi sấy khô, THE2SiO3 mất một lượng nước tạo thành vật liệu xốp gọi là silica gel, được dùng làm chất hút ẩm và chất hấp phụ cho nhiều chất.

– H2SiO3 Chỉ tác dụng với dung dịch kiềm mạnh.

H2SiO3 + 2NaOH → Na2SiO3 + 2NHÀ2O

– Là một axit yếu, yếu hơn cả axit cacbonic nên được điều chế bằng cách dùng axit mạnh đẩy ra muối hoặc thủy phân một số hợp chất của Si.

Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3

Na2SiO3 + CO2 + BẠN BÈ2O → THẾ2SiO3 + Na2CO3

SiCl4 + 3 GIỜ2O → HOW2SiO3 + 4HCl

II. muối silicat

Axit silicic dễ dàng hòa tan trong dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat. Chỉ các silicat kim loại kiềm mới tan trong nước. Dung dịch Na2SiO3 và KY2SiO3 đậm đặc được gọi là thủy tinh lỏng. Vải hoặc gỗ tẩm thủy tinh lỏng sẽ khó cháy. Thủy tinh lỏng cũng được sử dụng để làm chất kết dính thủy tinh và sứ. Trong dung dịch, các silicat kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo môi trường kiềm. Ví dụ:

Na2SiO3 + 2 NHÀ2O → 2Na+ + 2OHS + BẠN2SiO3

Đăng bởi: Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Chuyên mục: Lớp 12 , Hóa học 12

Bạn có thấy bài viết Điều chế Silicon trong công nghiệp giải quyết được vấn đề bạn đang tìm kiếm không?, nếu không, vui lòng bình luận thêm về nó. Xử lý silic trong công nghiệp bên dưới để https://vietabinhdinh.edu.vn/ chỉnh sửa & hoàn thiện nội dung tốt hơn phục vụ bạn đọc! Cảm ơn bạn đã ghé thăm website của trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội

Nhớ để nguồn bài viết này: Điều chế Silic trong công nghiệp của website vietabinhdinh.edu.vn

Chuyên mục: Giáo dục