Yıldız haberleri
Silikon: uygulama, kimyasal ve fiziksel özellikler. Karbon ve silikonun kimyasal özellikleri
Karbon çeşitli allotropik modifikasyonlar oluşturma yeteneğine sahiptir. Bunlar elmas (en inert allotropik modifikasyon), grafit, fulleren ve karbindir.
Kömür ve kurum amorf karbondur. Bu durumdaki karbon düzenli bir yapıya sahip değildir ve aslında çok küçük grafit katman parçalarından oluşur. Sıcak su buharı ile işlenen amorf karbona aktif karbon denir. 1 gram aktif karbon, içinde çok sayıda gözenek bulunması nedeniyle toplam yüzey alanına üç yüzden fazla sahiptir. metrekare! Emme özelliği sayesinde çeşitli maddeler Aktif karbon bulur geniş uygulama filtre dolgusu olarak ve ayrıca enterosorbent olarak çeşitli türler zehirlenme
Kimyasal açıdan bakıldığında amorf karbon en aktif formudur, grafit orta derecede aktivite sergiler ve elmas son derece atıl bir maddedir. Bu nedenle aşağıda tartışılan karbonun kimyasal özellikleri öncelikle amorf karbona atfedilmelidir.
Karbonun azaltıcı özellikleri
İndirgeyici bir madde olarak karbon, oksijen, halojenler ve kükürt gibi metal olmayan maddelerle reaksiyona girer.
Oksijenin fazlalığına veya yokluğuna bağlı olarak kömürün yanması sırasında karbon monoksit CO veya karbon monoksit oluşabilir. karbon dioksit CO2:
Karbon flor ile reaksiyona girdiğinde karbon tetraflorür oluşur:
Karbon kükürt ile ısıtıldığında karbon disülfür CS2 oluşur:
Karbon, aktivite serisinde alüminyumdan sonra gelen metalleri oksitlerinden indirgeme yeteneğine sahiptir. Örneğin:
Karbon aynı zamanda aktif metallerin oksitleriyle de reaksiyona girer, ancak bu durumda kural olarak metalin indirgenmesi değil, karbürünün oluşumu gözlenir:
Karbonun metal olmayan oksitlerle etkileşimi
Karbon, karbondioksit CO2 ile orantılama reaksiyonuna girer:
Endüstriyel açıdan en önemli süreçlerden biri sözde buhar kömürü dönüşümü. İşlem, su buharının sıcak kömürden geçirilmesiyle gerçekleştirilir. Aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:
Yüksek sıcaklıklarda karbon, silikon dioksit gibi inert bir bileşiği bile azaltma yeteneğine sahiptir. Bu durumda şartlara bağlı olarak silisyum veya silisyum karbür oluşumu mümkündür ( karborundum):
Ayrıca indirgeyici bir madde olarak karbon, oksitleyici asitlerle, özellikle konsantre sülfürik ve nitrik asitlerle reaksiyona girer:
Karbonun oksidatif özellikleri
Karbon kimyasal elementi yüksek derecede elektronegatif değildir, dolayısıyla oluşturduğu basit maddeler diğer metal olmayanlara karşı nadiren oksitleyici özellikler sergiler.
Bu tür reaksiyonların bir örneği, bir katalizör varlığında ısıtıldığında amorf karbonun hidrojen ile etkileşimidir:
ve ayrıca 1200-1300 o C sıcaklıkta silikon ile:
Karbon, metallere göre oksitleyici özellikler sergiler. Karbon, aktif metallerle ve bazı ara aktiviteli metallerle reaksiyona girebilmektedir. Isıtıldığında reaksiyonlar meydana gelir:
| Aktif metal karbürler su ile hidrolize edilir:
oksitleyici olmayan asitlerin çözeltilerinin yanı sıra: Bu durumda orijinal karbürle aynı oksidasyon durumunda karbon içeren hidrokarbonlar oluşur. |
Silikonun kimyasal özellikleri
Silikon, karbon gibi, kristal ve amorf bir durumda mevcut olabilir ve karbon durumunda olduğu gibi, amorf silikon, kristalin silikondan kimyasal olarak önemli ölçüde daha aktiftir.
Bazen amorf ve kristalin silikona allotropik modifikasyonlar denir ve bu kesinlikle doğru değildir. Amorf silikon esas olarak birbirine göre rastgele konumlanmış küçük kristal silikon parçacıklarının bir kümesidir.
Silikonun basit maddelerle etkileşimi
metal olmayanlar
Normal koşullar altında silikon, inertliği nedeniyle yalnızca flor ile reaksiyona girer:
Silikon, yalnızca ısıtıldığında klor, brom ve iyot ile reaksiyona girer. Halojenin aktivitesine bağlı olarak farklı bir sıcaklığın gerekli olması karakteristiktir:
Yani klor ile reaksiyon 340-420 o C'de meydana gelir:
Bromlu – 620-700 o C:
İyotlu – 750-810 o C:
Silikonun oksijenle reaksiyonu meydana gelir, ancak güçlü oksit filmin etkileşimi zorlaştırması nedeniyle çok güçlü bir ısıtma (1200-1300 o C) gerektirir:
1200-1500 o C sıcaklıkta, silikon, elmasa benzer ve neredeyse ondan daha düşük olmayan bir atomik kristal kafesine sahip bir madde olan karborundum SiC'yi oluşturmak için grafit formundaki karbonla yavaşça etkileşime girer:
Silikon hidrojenle reaksiyona girmez.
metaller
Düşük elektronegatifliği nedeniyle silikon yalnızca metallere karşı oksitleyici özellikler sergileyebilir. Metallerden silikon, aktif (alkali ve toprak alkali) metallerin yanı sıra birçok ara aktiviteli metalle reaksiyona girer. Bu etkileşimin bir sonucu olarak silisitler oluşur:
Silikonun karmaşık maddelerle etkileşimi
Silikon kaynatıldığında bile suyla reaksiyona girmez, ancak amorf silikon yaklaşık 400-500 o C sıcaklıkta aşırı ısıtılmış su buharı ile etkileşime girer. Bu durumda hidrojen ve silikon dioksit oluşur:
Tüm asitler arasında silikon (amorf durumda) yalnızca konsantre hidroflorik asitle reaksiyona girer:
Silikon içinde çözünür konsantre çözümler alkaliler. Reaksiyona hidrojenin salınması eşlik eder.
Şu tarihte: normal koşullar Karbonun (grafit ve elmas) allotropik modifikasyonları oldukça inerttir. Ancak t arttıkça aktif olarak devreye girerler. kimyasal reaksiyonlar basit ve karmaşık maddelerle.
Karbonun kimyasal özellikleri
Karbonun elektronegatifliği düşük olduğundan basit maddeler iyi indirgeyici maddelerdir. İnce kristalli karbonun oksitlenmesi daha kolaydır, grafit daha zordur ve elmas daha da zordur.
Karbonun allotropik modifikasyonları, belirli ateşleme sıcaklıklarında oksijen (yanma) ile oksitlenir: grafit 600 °C'de, elmas 850-1000 °C'de tutuşur. Oksijen fazlaysa karbon monoksit (IV), eksiklik varsa karbon monoksit (II) oluşur:
C + O2 = CO2
2C + O2 = 2CO
Karbon metal oksitleri azaltır. Bu durumda metaller serbest halde elde edilir. Örneğin kurşun oksit kokla kalsine edildiğinde kurşun eritilir:
PbO + C = Pb + CO
indirgeyici madde: C0 – 2e => C+2
oksitleyici madde: Pb+2 + 2e => Pb0
Karbon ayrıca metallere karşı oksitleyici özellikler de sergiler. Aynı zamanda çeşitli karbür türlerini oluşturur. Böylece alüminyum yüksek sıcaklıklarda reaksiyonlara girer:
3C + 4Al = Al4C3
C0 + 4e => C-4 3
Al0 – 3e => Al+3 4
Karbon bileşiklerinin kimyasal özellikleri
1) Karbon monoksitin kuvveti yüksek olduğundan yüksek sıcaklıklarda kimyasal reaksiyonlara girer. Önemli ısıtma ile karbon monoksitin yüksek indirgeme özellikleri ortaya çıkar. Yani metal oksitlerle reaksiyona girer:
CuO + CO => Cu + CO2
Yüksek sıcaklıklarda (700 °C) oksijenle tutuşur ve mavi bir alevle yanar. Bu alevden reaksiyonun karbondioksit ürettiğini anlayabilirsiniz:
CO + O2 => CO2
2) Karbondioksit molekülündeki çift bağlar oldukça kuvvetlidir. Parçalanmaları önemli miktarda enerji gerektirir (525,6 kJ/mol). Bu nedenle karbondioksit oldukça inerttir. Geçirdiği reaksiyonlar genellikle yüksek sıcaklıklarda meydana gelir.
Karbondioksit suyla reaksiyona girdiğinde asidik özellikler gösterir. Bu, bir karbonik asit çözeltisi üretir. Reaksiyon tersine çevrilebilir.
Asidik bir oksit olan karbondioksit, alkaliler ve bazik oksitlerle reaksiyona girer. Karbondioksit bir alkali çözeltiden geçirildiğinde, ya bir ortam ya da bir asit tuzu oluşturulabilir.
3) Karbonik asit, asitlerin tüm özelliklerine sahiptir ve alkaliler ve bazik oksitlerle etkileşime girer.
Silikonun kimyasal özellikleri
Silikon karbondan daha aktiftir ve 400 °C'de oksijen tarafından oksitlenir. Diğer metal olmayanlar silikonu oksitleyebilir. Bu reaksiyonlar genellikle oksijenden daha yüksek bir sıcaklıkta meydana gelir. Bu koşullar altında silikon karbonla, özellikle de grafitle etkileşime girer. Bu, sertlik açısından elmastan sonra ikinci sırada yer alan çok sert bir madde olan karborundum SiC'yi üretir.
Silikon aynı zamanda oksitleyici bir madde de olabilir. Bu, aktif metallerle reaksiyonlarda kendini gösterir. Örneğin:
Si + 2Mg = Mg2Si
Silisyumun karbona göre daha yüksek aktivitesi, karbondan farklı olarak alkalilerle reaksiyona girmesiyle ortaya çıkar:
Si + NaOH + H2O => Na2SiO3 + H2
Silikon bileşiklerinin kimyasal özellikleri
1) Silikon dioksitin kristal kafesindeki atomlar arasındaki güçlü bağlar, düşük kimyasal aktiviteyi açıklar. Bu oksidin girdiği reaksiyonlar yüksek sıcaklıklarda meydana gelir.
Silikon oksit asidik bir oksittir. Bilindiği gibi su ile reaksiyona girmez. Asidik yapısı, alkaliler ve bazik oksitlerle reaksiyonunda kendini gösterir:
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
Bazik oksitlerle reaksiyonlar yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir.
Silikon oksit zayıf oksitleyici özellikler sergiler. Bazı aktif metaller tarafından indirgenir.
Kanser ve DPA için kimya hazırlığı
Kapsamlı baskı
PARÇA VE
GENEL KİMYA
ELEMENTLERİN KİMYASI
Karbon ve silikon uygulamaları
Karbon, gezegenimizde en çok aranan minerallerden biridir. Karbon öncelikle enerji endüstrisinde yakıt olarak kullanılır. Dünyadaki yıllık taşkömürü üretimi yaklaşık 550 milyon tondur. Kömürün soğutucu olarak kullanılmasının yanı sıra, önemli bir kısmı da çeşitli metallerin çıkarılması için gerekli olan kok haline getirilmektedir. Yüksek fırın prosesi sonucunda elde edilen her ton demir için 0,9 ton kok tüketilmektedir. Aktif karbon tıpta zehirlenmelerde ve gaz maskelerinde kullanılır.
Grafit, kurşun kalem yapımında büyük miktarlarda kullanılır. Grafitin çeliğe eklenmesi sertliğini ve aşınma direncini arttırır. Bu çelik örneğin pistonların, krank millerinin ve diğer bazı mekanizmaların üretiminde kullanılır. Grafit yapısının pul pul dökülme yeteneği, çok yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık +2500 °C) oldukça etkili bir yağlayıcı olarak kullanılmasına olanak tanır.
Grafitin başka bir özelliği daha var önemli özellik- termal nötronların etkili bir moderatörüdür. Bu özellik nükleer reaktörlerde kullanılır. Son zamanlarda dolgu maddesi olarak grafitin eklendiği plastikler kullanılmaya başlandı. Bu tür malzemelerin özellikleri, bunların birçok önemli cihaz ve mekanizmanın üretiminde kullanılmasını mümkün kılmaktadır.
Elmaslar, taşlama taşları, cam kesiciler, sondaj kuleleri ve yüksek sertlik gerektiren diğer cihazlar gibi mekanizmaların üretiminde iyi bir sert malzeme olarak kullanılır. Güzel kesilmiş elmaslar, elmas adı verilen pahalı mücevherler olarak kullanılır.
Fullerenler nispeten yakın zamanda (1985'te) keşfedildi, bu nedenle henüz herhangi bir pratik uygulama bulamadılar, ancak bilim adamları zaten büyük kapasiteli bilgi taşıyıcıları oluşturma konusunda araştırmalar yürütüyorlar. Nanotüpler, nanobaşlık kullanarak ilaçların uygulanması, nanobilgisayarların yapılması ve çok daha fazlası gibi çeşitli nanoteknolojilerde halihazırda kullanılmaktadır.
Silikon iyi bir yarı iletkendir. Diyotlar, transistörler, mikro devreler ve mikroişlemciler gibi çeşitli yarı iletken cihazların yapımında kullanılır. Tüm modern mikrobilgisayarlar silikon bazlı işlemciler kullanır. Solar paneller Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürebilme özelliğine sahiptir. Ayrıca silikon, yüksek kaliteli alaşımlı çeliklerin üretiminde alaşım bileşeni olarak kullanılır.
Karbonlu silikonun ikili bileşiklerinde, her silikon atomu, merkezi silikon atomu olan bir tetrahedronun köşelerinde bulunan dört komşu karbon atomuna doğrudan bağlanır. Aynı zamanda, her karbon atomu, merkezi bir karbon atomu olan bir tetrahedronun köşelerinde bulunan dört komşu silikon atomuna bağlanır. Silikon ve karbon atomlarının bu karşılıklı düzeni silikon-karbon bağı Si - C'ye dayanır ve yoğun ve çok güçlü bir kristal yapı oluşturur.
Şu anda silikon ve karbondan oluşan yalnızca iki ikili bileşik bilinmektedir. Doğada bulunan çok nadir bir mozanit mineralidir. pratik uygulama ve bazen silund, refrax, carbofrax, cristolan vb. olarak adlandırılan yapay olarak üretilen carborundum SiC.
Laboratuvar uygulamasında ve teknolojide karborundum, reaksiyon denklemine göre silikanın karbonla indirgenmesiyle elde edilir.
SiO 2 + 3C = 2СО + SiC
Karborundum elde etmek için karışıma ince öğütülmüş kuvars veya saf kuvars hattı ve koka ek olarak sofra tuzu ve kok da eklenir. talaş. Talaş ateşleme sırasında şarjı gevşetir ve tuz demir ve alüminyum safsızlıklarıyla reaksiyona girerek bunları 1000-1200 ° C'de reaksiyon bölgesinden uzaklaştırılan uçucu klorürler FeCl3 ve AlCl3'e dönüştürür. Aslında silika ve kok arasındaki reaksiyon zaten 1150 ° C'de başlıyor, ancak son derece yavaş ilerler. Sıcaklık 1220°C'ye çıktıkça hızı artar. 1220 ila 1340°C sıcaklık aralığında ekzotermik hale gelir ve şiddetli bir şekilde ilerler. Reaksiyon sonucunda ilk önce minik kristaller ve amorf bir karborundum çeşidinden oluşan bir karışım oluşur. Sıcaklığın 1800-2000 ° C'ye yükselmesiyle, karışım yeniden kristalleşir ve iyi gelişmiş, tablo şeklinde, nadiren renksiz, genellikle yeşil, gri ve hatta siyah renkli, elmas parlaklığında ve yaklaşık 98- içeren yanardöner altıgen kristallere dönüşür. %99,5 karborundum. Yükten karborundum elde etme işlemi, 2000-2200 ° C'de yanan elektrikli fırınlarda gerçekleştirilir. Kimyasal olarak saf karborundum elde etmek için, yükün ateşlenmesiyle elde edilen ürün, reaksiyona girmemiş silikayı çözen bir alkali ile işlenir.
Kristalin karborundum çok sert bir maddedir; sertliği 9'dur. Polikristalin karborundumun omik direnci artan sıcaklıkla azalır ve 1500 0 C'de önemsiz hale gelir.
1000 0 C'nin üzerindeki sıcaklıklarda havada, karborundum önce yavaş yavaş, sonra da sıcaklığın 1700 ° C'nin üzerine çıkmasıyla kuvvetli bir şekilde oksitlenmeye başlar. Bu durumda silika ve karbon monoksit oluşur:
2SiC + ZO2 = 2SiO2 + 2CO
Karborundumun yüzeyinde oluşan silikon dioksit koruyucu film, karborundumun daha fazla oksidasyonunu bir miktar yavaşlatır. Su buharı ortamında, aynı koşullar altında karborundumun oksidasyonu daha kuvvetli bir şekilde ilerler.
Ortofosforik asit dışındaki mineral asitlerin karborundum üzerinde hiçbir etkisi yoktur; 100°C'deki klor onu reaksiyon denklemine göre ayrıştırır
SiC + 2Cl2 = SiCl4 + C
ve 1000° C'de karbon yerine CC1 4 salınır:
SiC + 4C1 2 = SiCl + CC1 4
Karborundum ile reaksiyona giren erimiş metaller karşılık gelen silisitleri oluşturur:
SiC + Fe =FeSl + C
810° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, karborundum alkali toprak metal oksitleri metale indirger; 1000° C'nin üzerinde demir (III) oksit Fe203'ü ve 1300-1370° C'nin üzerinde demir (II) oksit FeO, nikel (II)'yi azaltır. ) oksit NiO ve manganez oksit MnO.
Erimiş kostik alkaliler ve bunların karbonatları, atmosferik oksijen varlığında karborundum'u karşılık gelen silikatların oluşumuyla tamamen ayrıştırır:
SiC + 2KOH + 2O2 = K2SiO3 + H20 + C02
SiC + Na2C03 + 2O2 = Na2SiO3 + 2C02
Carborundum ayrıca sodyum peroksit, kurşun (II) oksit ve fosforik asit ile reaksiyona girebilir.
Karborundumun yüksek sertliğe sahip olması nedeniyle, metalin taşlanması için aşındırıcı tozlar olarak ve ayrıca karborundum aşındırıcı disklerin, bileme taşlarının ve zımpara kağıdının imalatında yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektiriksel iletkenlik yüksek sıcaklıklarda karborundum, elektrikli fırınlarda direnç elemanları olan silit çubukların imalatında ana malzeme olarak kullanılmasını mümkün kılar. Bu amaçla, karborundum ve silikondan oluşan bir karışım, gliserin veya başka bir organik çimentolama maddesi ile karıştırılır ve elde edilen kütleden, karbon monoksit atmosferinde veya nitrojen atmosferinde 1400-1500 ° C'de ateşlenen çubuklar oluşturulur. Pişirme sırasında çimentolayıcı madde organik madde ayrışır, açığa çıkan karbon silikonla birleşerek onu karboranduma dönüştürür ve çubuklara gerekli gücü verir.
Karborundumdan özel yanmaz potalar yapılmıştır
sıcak preslemeyle üretilen metalleri eritmek için
42-70 MPa basınç altında 2500° C'de karborundum. De bilinmektedir
Karborundum ve nitrür karışımlarından yapılmış refrakterlerimiz var
bor, steatit, molibden içeren bağlar ve diğer maddeler
yaratıklar.
SİLİKON HİDRİTLER VEYA SİLANLAR
Silikonun hidrojen bileşiklerine genellikle silikon hidritler veya silanlar denir. Doymuş hidrokarbonlar gibi silikon hidritler de silikon atomlarının birbirine tek bir bağla bağlandığı homolog bir seri oluşturur.
Si-Si -Si -Si -Si- vb.
En basit.temsilci
Bu homolog serinin moleküler yapısı metanın yapısına benzeyen monosilan veya basitçe silan SiH4'tür, ardından
moleküler yapı olarak etana benzer olan disilan H3 Si-SiH3, ardından trisilan H3 Si-SiH2-SiH3,
tetrasilan H3Si-SiH2-SiH2-SiH3,
pentasilan H 3 Si-SiH 2 -SiH 2 -SiH 2 ^--SiH 3 ve bu homolog seriden elde edilen silanların sonuncusu
heksasilan H3 Si-SiH 2 -SiH 2 -SiH 2 -SiH 2 -SiH 3. Silanlar doğada saf formda oluşmazlar. Yakalayın şunları yapay olarak:
1. Reaksiyon denklemine göre metal silisitlerin asit veya alkalilerle ayrışması
Mg2Si+ 4HCI = 2MgCl2 + SiH4
bu, daha sonra çok yüksek sıcaklıklarda ayrımsal damıtma yoluyla ayrılan bir silan karışımı üretir. Düşük sıcaklık.
2. Halojenosilanların lityum hidrit veya lityum alüminyum hidrit ile indirgenmesi:
SiCl4 + 4 LiH = 4LiCl + SiH4
Silo üretmenin bu yöntemi ilk olarak 1947'de tanımlandı.
3. Halojenosilanların hidrojen ile indirgenmesi. Reaksiyon, silikon içeren bir kontak karışımıyla doldurulmuş reaksiyon tüplerinde 300 - 400 °C'de gerçekleşir, metal bakır ve katalizör olarak %1 - 2 alüminyum halojenürler.
Sitanların ve doymuş hidrokarbonların moleküler yapılarındaki benzerliğe rağmen, fiziki ozellikleri onlar farklı.
Hidrokarbonlarla karşılaştırıldığında silanlar daha az stabildir. Bunlardan en kararlı olanı, yalnızca kırmızı ısıda silikon ve hidrojene ayrışan monosilan SiH4'tür. Yüksek silikon içeriğine sahip diğer silanlar, çok daha düşük sıcaklıklarda daha düşük türevler oluşturur. Örneğin, disilan Si2H6, 300 ° C'de silan ve katı bir polimer verir ve heksasilan Si6H14, normal sıcaklıklarda bile yavaş yavaş ayrışır. Silanlar oksijenle temas ettiğinde kolayca oksitlenir ve bazıları, örneğin monosilan SiH4, -180 ° C'de kendiliğinden tutuşur. Silanlar kolayca silikon dioksit ve hidrojene hidrolize olur:
SiH4 + 2H20 = Si02 + 4H2
Daha yüksek silanlarda bu işlem bölünmeyle gerçekleşir
silikon atomları arasındaki - Si - Si - Si - bağları. Örneğin üç
silan Si3H8, üç molekül Si02 ve on molekül hidrojen gazı verir:
H3Si - SiH2 - SiH3 + 6H3 Ö = 3SiO2 + 10H2
Kostik alkalilerin varlığında silanların hidrolizi, karşılık gelen alkali metal ve hidrojenden oluşan silikat oluşumuyla sonuçlanır:
SiH4 + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 4H2
SİLİKON HALİDLER
İkili silikon bileşikleri ayrıca halojenosilanlar içerir. Silikon hidritler - silanlar gibi - homolog bir seri oluştururlar kimyasal bileşikler halojenür atomlarının birbirine tekli bağlarla bağlı silikon atomlarına doğrudan bağlandığı
vb. uygun uzunlukta zincirler halinde. Bu benzerlik nedeniyle halojenosilanlar, silanlardaki hidrojenin karşılık gelen halojenle değiştirilmesinin ürünleri olarak düşünülebilir. Bu durumda değiştirme tam veya eksik olabilir. İkinci durumda silanların halojen türevleri elde edilir. Bugüne kadar bilinen en yüksek halojenosilanın klorosilan Si 25 Cl 52 olduğu kabul edilmektedir. Halojenosilanlar ve halojen türevleri doğada saf halde bulunmaz ve yalnızca yapay olarak elde edilebilir.
1. Elemental silikonun halojenlerle doğrudan kombinasyonu. Örneğin SiCl 4,% 35 ila 50 silikon içeren ferrosilikondan, 350-500 ° C'de kuru klor ile işlenerek elde edilir. Bu durumda SiCl 4, reaksiyon denklemine göre diğer daha karmaşık halojenosilanlar Si 2 C1 6, Si 3 Cl 8 vb. ile bir karışım halinde ana ürün olarak elde edilir.
Si + 2Cl2 = SiCl4
Aynı bileşik, silika ve kok karışımının yüksek sıcaklıklarda klorlanmasıyla da elde edilebilir. Reaksiyon şemaya göre ilerliyor
SiO2 + 2C=Si +2CO
Si + 2C1 2 = SiС1 4
SiO2 + 2C + 2Cl2 = 2CO + SiCl4
Tetrabromosilan, elemental silikonun kırmızı sıcaklıkta brom buharı ile brominasyonuyla elde edilir:
Si + 2Br2 = SiBr4
veya silika ve kok karışımı:
SiO2 + 2C = Si+2CO
Si + 2Br3 = SiBi4
SiO2 + 2C + 2Br2 = 2CO + SiBr4
Bu durumda tetrasilanlarla eş zamanlı olarak silanların oluşumu da mümkündür. daha yüksek dereceler. Örneğin, magnezyum silisitin klorlanması sırasında %80 SiCI4, %20 SiCl6 ve %0,5-1 Si3Cl8 elde edilir; kalsiyum silisitin klorlanması sırasında reaksiyon ürünlerinin bileşimi şu şekilde ifade edilir: %65 SiCl 4; %30 Si2Cl6; %4 Si3Cl8.
2. 100° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda AlBr3 katalizörlerinin varlığında silanların hidrojen halojenürlerle halojenasyonu. Reaksiyon şemaya göre ilerler
SiH4 + HBr = SiH3Br + H2
SiH4 + 2HBr = SiH2Br2 + 2H2
3. AlCl3 katalizörlerinin varlığında silanların kloroform ile halojenasyonu:
Si 3 H 8 + 4СН1 3 = Si 3 H 4 Cl 4 + 4СН 2 С1 3
Si 3 H 8 + 5CHCl 3 = Si 3 H 3 C1 5 + 5CH2 C1 2
4. Silikon tetraflorür, silikanın hidroflorik asit ile işlenmesiyle elde edilir:
SiO 2 + 4HF= SiF 4 + 2H 2 0
5. Bazı polihalosilanlar, en basit halojenosilanların uygun halojenürle halojenleştirilmesiyle hazırlanabilir. Örneğin, 200-300 ° C'de kapalı bir tüp içindeki tetraiodosilan, gümüş ile reaksiyona girerek heksaioddisilan'ı serbest bırakır.
İyodosilanlar, iyotun karbon tetraklorür veya kloroform içindeki silanlarla reaksiyona sokulmasıyla elde edilebilir. V silanın hidrojen iyodür ile etkileşimi sırasında bir AlI3 katalizörünün varlığı
Halojenosilanlar yapısal olarak benzer halojenlenmiş hidrokarbonlardan daha az dayanıklıdır. Kolayca hidrolize olup silika jeli ve hidrohalik asit oluştururlar:
SiCl4 + 2H20 = Si02 + 4HCl
Halojenosilanların en basit temsilcileri SiF4, SiCl4, SiBr4 ve SiI4'tür. Bunlardan tetraflorosilan ve tetraklorosilan esas olarak teknolojide kullanılmaktadır. Tetraflorosilan SiF 4, keskin bir kokuya sahip, havada duman çıkaran ve hidrosilik asit ve silika jeline hidrolize olan renksiz bir gazdır. SiF 4, reaksiyon denklemine göre hidroflorik asidin silika üzerindeki etkisiyle elde edilir
SiO2 + 4HF = SIF4 + 2H2 0
Endüstriyel üretim için. SiF 4, fluorspar CaF2, silika SiO2 ve sülfürik asit H2S04 kullanır. Reaksiyon iki aşamada gerçekleşir:
2CaF2 + 2H3S04 = 2CaS04 + 4HF
SiO2 + 4HF = 2H2O + SiF4
2CaF2 + 2H2S04 + SiO2 = 2CaS04 + 2H2O + SiF4
Tetraflorosilanın gaz halindeki durumu ve uçuculuğu, sodyum-kireç silikat camlarının hidrojen florür ile aşındırılması için kullanılır. Hidrojen florür camla reaksiyona girdiğinde tetraflorosilan, kalsiyum florür, sodyum florür ve su oluşur. Buharlaşan tetraflorosilan, hidrojen florür ile reaksiyona girecek daha derin yeni cam katmanları açığa çıkarır. Reaksiyon bölgesinde, suda çözünen ve böylece yeni maruz kalan cam yüzeye daha fazla nüfuz etmek için hidrojen florürün erişimini serbest bırakan CaF2 ve NaF kalır. Kazınmış yüzey mat veya şeffaf olabilir. Mat aşındırma, gaz halindeki hidrojen florürün şeffaf cam üzerindeki etkisiyle elde edilir - sulu hidroflorik asit çözeltileriyle aşındırılarak. Tetraflorosilanı suya geçirirseniz, H2SiF6 ve jel formunda silika elde edersiniz:
3SiF4 + 2H2Ö = 2H2SiF6 + Si02
Hidroflorosilisik asit güçlü bir dibazik asittir, serbest halde elde edilmez, buharlaştıktan sonra uçucu hale gelen SiF4 ve 2HF'ye ayrışır; kostik alkalilerle asidik ve normal tuzlar oluşur:
H 2 SIF 6 + 2NaOH.= Na 2 SiF 6 + 2H 2 O
fazla alkali ile alkali metal florür, silika ve su verir:
H2SiF6 + 6NaOH = 6NaF + SiO2 + 4H20
Bu reaksiyonda açığa çıkan silika kostik ile reaksiyona girer.
sis ve silikat oluşumuna yol açar:
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 +H20
Hidroflorosilisik asit tuzlarına silikoflorürler veya fluatlar denir. Şu anda bilinen silikoflorürler Na, H, Rb, Cs, NH4, Cu, Ag, Hg, Mg, Ca, Sr, Ba, Cd, Zn, Mn, Ni, Co, Al, Fe, Cr, Pb vb.'dir.
Teknolojide çeşitli amaçlar için sodyum silikoflorürler Na 2 SiF 6, magnezyum MgSiF 6 * 6HgO, çinko ZnSiF 6 * 6H 2 O, alüminyum Al 2 (SiF 6) 3, kurşun PbSiF 6, baryum BaSiF 6 vb. kullanılır. Siliko florürlerin antiseptik ve sızdırmazlık özellikleri vardır; aynı zamanda yangın geciktiricidirler. Bu nedenle erken çürümeyi önlemek ve yangın sırasında tutuşmasını önlemek için ahşabı emprenye etmek için kullanılırlar. Yapay ve doğal taşlar da silikoflorürlerle emprenye edilir. inşaat amaçları onları sıkıştırmak için. Emdirmenin özü, taşın gözeneklerine ve çatlaklarına nüfuz eden bir silikoflorür çözeltisinin, kalsiyum karbonat ve diğer bazı bileşiklerle reaksiyona girmesi ve gözeneklerde biriken ve bunları kapatan çözünmeyen tuzlar oluşturmasıdır. Bu, taşın hava koşullarına karşı direncini önemli ölçüde artırır. Hiç kalsiyum karbonat içermeyen veya çok az içeren malzemeler avanfluatlarla ön işleme tabi tutulur; çözünmüş kalsiyum tuzları, silikatlar içeren maddeler alkali metaller ve fluatlarla çözünmeyen çökeltiler oluşturabilen diğer maddeler. Fluat olarak magnezyum, çinko ve alüminyumun silikoflorürleri kullanılır. Oluklama işlemi şu şekilde temsil edilebilir:
MgSiF 6 + 2CaCO3 = MgF2 + 2CaF2 + SiO2 + 2CO2
ZnSiF 6 + ZCaС0 3 = 3CaF 6 + ZnCO3 + SiO2 + 2CO2
Al 2 (SiF 6) 3 + 6CaCO3 =. 2A1F 3 + 6CaF2 + 3SiO2 + 6CO2
Alkali metallerin silikoflorürleri, hidroflorosilikik asidin bu metallerin tuzlarının çözeltileriyle reaksiyona sokulmasıyla elde edilir:
2NaCl + H2SiF6 = Na2SlF6 + 2HC1
Bunlar suda çözünen ve pratik olarak mutlak alkolde çözünmeyen jelatinimsi çökeltilerdir. Bu nedenle silikanın hacimsel yöntemle belirlenmesinde kantitatif analizde kullanılırlar. Teknik amaçlar için, süperfosfat üretiminde yan ürün olarak beyaz bir toz halinde elde edilen sodyum silikoflorür kullanılır. 800 ° C'de Na 2 SiF 6 ve A1 2 O 3 karışımından, diş çimentolarının üretiminde yaygın olarak kullanılan ve hem cam yapımında hem de opak sırların üretiminde iyi bir opaklaştırıcı olan kriyolit 3NaF٠AlF 3 oluşur. emayeler.
Bileşenlerden biri olarak sodyum silikoflorür, üretilen kimyasal olarak dirençli macunların bileşimine dahil edilir. sıvı cam:
Na 2 SiF 6 + 2Na 2 SiO 3 = 6NaF + 3SiO 2
Bu reaksiyonla açığa çıkan silika sertleşmiş macuna kimyasal direnç kazandırır. Na 2 SiF 6 aynı zamanda sertleşmeyi hızlandırıcıdır. Sodyum silikoflorür ayrıca çimento üretiminde ham karışımlara mineralleştirici olarak da dahil edilir.
Tetraklorosilan SiCl 4, yüksek sıcaklıklarda silanlar üzerinde etki göstererek karborundum veya ferrosilikon'un klorlanmasıyla elde edilen renksiz, havada dumanlı, kolayca hidrolize bir sıvıdır.
Tetraklorosilan birçok organosilikon bileşiğinin üretimi için ana başlangıç ürünüdür.
Tetrabromosilan SiBr 4, havada duman çıkaran, kolayca Si02 ve HBr'ye hidrolize olan, brom buharı sıcak elemental silikon üzerinden geçirildiğinde kırmızı-sıcak bir sıcaklıkta elde edilen renksiz bir sıvıdır.
Tetraiyodosilan SiI 4, bir iyot buharı ve karbon dioksit karışımının sıcak elemental silikon üzerinden geçirilmesiyle elde edilen beyaz kristalli bir maddedir.
Silikon borürler ve nitrürler
Silikon borürler silikon ve borun bileşikleridir. Şu anda iki silikon bor bilinmektedir: silikon triborit B 3 Si ve silikon hekzaborit B 6 Si. Bunlar son derece sert, kimyasallara dayanıklı ve yangına dayanıklı maddelerdir. Eritilerek elde edilirler elektrik akımı ağırlıkça %5'ten oluşan ince öğütülmüş karışım. elementel silikon parçaları ve ağırlıkça 1. h.bor. Kürlenmiş kütle erimiş potasyum karbonat ile temizlenir. G. M. Samsonov ve V. P. Latyshev, 1600-1800 0 C'de sıcak presleme yoluyla silikon triborürü elde etti.
Pl ile silikon triborür. 2,52 g/cm3 siyah plakalar oluşturur -
ince yapılı eşkenar dörtgen kristaller, yarı saydam
sarı-kahverengi tonlarında ince bir tabaka halinde. Pl ile silikon hekzaborür.
Opak opak taneler halinde 2,47 g/cm3 elde edilir
çatal şekli.
Silisyum borürler yaklaşık 2000°C'de erir, ancak yüksek sıcaklıklarda bile çok yavaş oksitlenir. Bu onların özel refrakter olarak kullanılmasını mümkün kılar. Silisyum borürlerin sertliği çok yüksektir ve bu bakımdan karborundum'a yakındırlar.
Azotlu silikon bileşiklerine silikon nitrürler denir. Aşağıdaki nitrürler bilinmektedir: Si3N4, Si2N3 ve SIN. Silikon nitrürler, elementel silikonun 1300 ila 1500 ° C sıcaklık aralığında saf nitrojen atmosferinde kalsine edilmesiyle elde edilir. Normal silikon nitrür Si3 N4, saf nitrojen atmosferinde kalsine edilmiş silika ile kok karışımından elde edilebilir. 1400-1500°C'de:
6С + 3Si0 2 + 2N 3 ͢ Si 3 N 4 + 6CO
Si 3 N 4, yalnızca 1900° C'nin üzerinde buharlaşan, grimsi beyaz yanmaz ve aside dayanıklı bir tozdur. Silikon nitrür, silika ve amonyak açığa çıkarmak için hidrolize olur:
Si 3 N 4 + 6H 2 Ö = 3SiO 2 + 4NH3
Konsantre sülfürik asit ısıtıldığında yavaşça Si3N4'ü ayrıştırır ve seyreltilmiş hidroflorosilikik asit onu daha enerjik bir şekilde ayrıştırır.
Si2N3 bileşiminin silikon nitrürü, nitrojenin yüksek sıcaklıklarda elemental silikon veya karbonitrojen silikon C2Si2N + N2 = 2C + Si2N3 üzerindeki etkisiyle de elde edilir.
Azotlu ikili silikon bileşiklerine ek olarak, silikon atomlarının nitrojen atomlarıyla doğrudan bağlanmasına dayanan daha birçok karmaşık bileşik şu anda bilinmektedir, örneğin: 1) aminosilanlar SiH3 NH2, SiH2 (NH2) 2, SiH(NH2)3, Si(NH2)4; 2) sililaminler NH2 (SiH3), NH(SiH3)2, N(SiH3)3; 3) daha karmaşık bir bileşime sahip nitrojen içeren silikon bileşikleri.
GENEL GÖRÜNÜMLER
Silisyumun kimyasal işareti Si'dir, atom ağırlığı 28.086, nükleer yük +14'tür. , gibi , IV. grubun ana alt grubunda üçüncü periyotta yer alır. Bu bir karbon analoğudur. Silikon atomunun elektronik katmanlarının elektronik konfigürasyonu ls 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2'dir. Dış elektronik katmanın yapısı
Dış elektron katmanının yapısı karbon atomunun yapısına benzer.
amorf ve kristal olmak üzere iki allotropik modifikasyon şeklinde meydana gelir.
Amorf - kristalden biraz daha fazla kimyasal aktiviteye sahip kahverengimsi bir toz. Normal sıcaklıkta flor ile reaksiyona girer:
Si + 2F2 = SiF4 400°'de - oksijenli
Si + O2 = SiO2
eriyiklerde - metallerle:
2Mg + Si = Mg2Si
Kristalin silikon, metalik parlaklığa sahip sert, kırılgan bir maddedir. İyi bir termal ve elektriksel iletkenliğe sahiptir ve erimiş metallerde kolaylıkla çözünerek oluşur. Silisyumun alüminyumla yaptığı alaşıma silümin, silisyumun demirle yaptığı alaşıma ferrosilikon denir. Silikon yoğunluğu 2,4'tür. Erime noktası 1415°, kaynama noktası 2360°. Kristalin silikon oldukça inert bir maddedir ve kimyasal reaksiyonlara zorlukla girer. Açıkça görülebilen metalik özelliklerine rağmen silikon asitlerle reaksiyona girmez ancak alkalilerle reaksiyona girerek silisik asit tuzları oluşturur ve:
Si + 2KOH + H2O = K2SiO2 + 2H2
■ 36. Silikon ve karbon atomlarının elektronik yapıları arasındaki benzerlikler ve farklılıklar nelerdir?
37. Silisyum atomunun elektronik yapısı açısından metalik özelliklerin neden silisyumun karbona göre daha karakteristik olduğunu nasıl açıklayabiliriz?
38. Silisyumun kimyasal özelliklerini listeleyiniz.
Doğada silikon. Silika
Doğada silikon çok yaygındır. Yaklaşık %25 yerkabuğu silikondan sorumludur. Doğal silikonun önemli bir kısmı silikon dioksit SiO2 ile temsil edilir. Çok saf kristal halinde silikon dioksit, kaya kristali adı verilen bir mineral olarak oluşur. Silikon dioksit ve karbondioksit kimyasal bileşim analoglardır, ancak karbondioksit bir gazdır ve silikon dioksit bir katıdır. CO2'nin moleküler kristal kafesinden farklı olarak, silikon dioksit SiO2, her bir hücresi, merkezinde bir silikon atomu ve köşelerinde oksijen atomları bulunan bir tetrahedron olan bir atomik kristal kafes formunda kristalleşir. Bu, silikon atomunun karbon atomundan daha büyük bir yarıçapa sahip olması ve etrafına 2 değil 4 oksijen atomunun yerleştirilebilmesiyle açıklanmaktadır. Kristal kafesin yapısındaki farklılık, bu maddelerin özelliklerindeki farklılığı açıklamaktadır. İncirde. 69 gösterildi dış görünüş saf silikon dioksit ve yapısal formülünden oluşan doğal kuvars kristali.
Pirinç. 60. Silikon dioksit (a) ve doğal kuvars kristallerinin (b) yapısal formülü
Kristalin silika çoğunlukla kum formunda bulunur. Beyaz renk sarı kil yabancı maddeleri ile kirlenmemişse. Kumun yanı sıra silika sıklıkla çok sert bir mineral olan silika (hidratlı silika) formunda bulunur. Çeşitli safsızlıklarla renklendirilmiş kristal silikon dioksit, değerli ve yarı değerli taşlar- akik, ametist, jasper. Neredeyse saf silikon dioksit ayrıca kuvars ve kuvarsit formunda da oluşur. Yer kabuğundaki serbest silikon dioksit, çeşitli kayaların bileşiminde% 12'dir - yaklaşık% 43. Toplamda yer kabuğunun %50'den fazlası silikon dioksitten oluşur.
Silikon, çok çeşitli kaya ve minerallerin bir parçasıdır - kil, granitler, siyenitler, mikalar, feldispatlar vb.
Katı karbondioksit, erimeden -78,5°'de süblimleşir. Silikon dioksitin erime noktası yaklaşık 1.713°'dir. Oldukça dirençlidir. Yoğunluk 2,65. Silikon dioksitin genleşme katsayısı çok küçüktür. Bu çok büyük önem Kuvars cam eşya kullanırken. Silikon dioksit, asidik bir oksit olmasına ve karşılık gelen silisik asidin H2SiO3 olmasına rağmen suda çözünmez ve onunla reaksiyona girmez. Karbondioksitin suda çözünebildiği bilinmektedir. Silikon dioksit, hidroflorik asit HF hariç asitlerle reaksiyona girmez ve alkalilerle tuzlar verir.
Pirinç. 69. Silikon dioksit (a) ve doğal kuvars kristallerinin (b) yapısal formülü.
Silikon dioksit kömürle ısıtıldığında silikon azalır ve daha sonra karbonla birleşerek aşağıdaki denkleme göre karborundum oluşur:
SiO2 + 2C = SiC + CO2. Carborundum yüksek sertliğe sahiptir, asitlere karşı dayanıklıdır ve alkaliler tarafından yok edilir.
■ 39. Silisyum dioksitin hangi özelliklerine göre değerlendirilebilir? kristal kafes?
40. Silikon dioksit doğada hangi minerallerde bulunur?
41. Karborundum nedir?
Silisik asit. Silikatlar
Silisik asit H2SiO3 çok zayıf ve kararsız bir asittir. Isıtıldığında yavaş yavaş suya ve silikon dioksite ayrışır:
H2SiO3 = H2O + SiO2
Silisik asit suda pratik olarak çözünmez, ancak kolaylıkla verilebilir.
Silisik asit, silikat adı verilen tuzları oluşturur. doğada yaygın olarak bulunur. Doğal olanlar oldukça karmaşıktır. Bileşimleri genellikle birkaç oksitin birleşimi olarak tasvir edilir. Dahil ise doğal silikatlar alüminyum oksit içerir, bunlara alüminosilikatlar denir. Bunlar beyaz kil, (kaolin) Al2O3 2SiO2 2H2O, feldispat K2O Al2O3 6SiO2, mikadır.
К2O · Al2O3 · 6SiO2 · 2Н2O. Saf haliyle birçok doğal olan değerli taşlarörneğin akuamarin, zümrüt vb.
Yapay silikatlardan, suda çözünen birkaç silikattan biri olan sodyum silikat Na2SiO3'e dikkat edilmelidir. Çözünebilir cam denir ve çözeltiye sıvı cam denir.
Silikatlar teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Çözünebilir cam, kumaşları ve ahşabı yangından korumak amacıyla emprenye etmek için kullanılır. Sıvı, cam, porselen ve taşı yapıştırmak için yanmaz macunlara dahildir. Silikatlar cam, porselen, toprak, çimento, beton, tuğla ve çeşitli seramik ürünlerinin üretiminde temel oluşturur. Çözelti halinde silikatlar kolayca hidrolize edilir.
■ 42. Nedir? Silikatlardan nasıl farklılar?
43. Sıvı nedir ve hangi amaçlarla kullanılır?
Bardak
Cam üretiminin hammaddeleri Na2CO3 soda, CaCO3 kireçtaşı ve SiO2 kumudur. Cam şarjının tüm bileşenleri yaklaşık 1400° sıcaklıkta iyice temizlenir, karıştırılır ve eritilir. Füzyon işlemi sırasında aşağıdaki reaksiyonlar meydana gelir:
Na2CO3 + SiO2= Na2SiO3 + CO2
CaCO3 + SiO2 = CaSiO3+ CO2
Aslında cam, fazla miktarda SO2'nin yanı sıra sodyum ve kalsiyum silikatlar da içerir; dolayısıyla sıradan camın bileşimi pencere camı: Na2O · CaO · 6SiO2. Cam karışımı, karbondioksit tamamen çıkana kadar 1500° sıcaklıkta ısıtılır. Daha sonra 1200° sıcaklığa kadar soğutulur ve bu sıcaklıkta viskoz hale gelir. Herhangi bir amorf madde gibi cam da yavaş yavaş yumuşar ve sertleşir, bu nedenle iyi bir plastik malzemedir. Viskoz cam kütlesi yarıktan geçirilerek bir cam levha elde edilir. Sıcak cam levha merdanelerle çekilerek belli bir büyüklüğe getirilir ve hava akımıyla yavaş yavaş soğutulur. Daha sonra kenarlar boyunca kesilir ve belirli bir formatta tabakalar halinde kesilir.
■ 44. Camın üretimi sırasında meydana gelen reaksiyonlar ve pencere camının bileşimi için denklemleri verin.
Bardak- madde şekilsizdir, şeffaftır, suda pratik olarak çözünmez, ancak eğer onu öğütürseniz ince toz ve az miktarda su ile karıştırıldığında, fenolftalein kullanılarak elde edilen karışımda alkali tespit edilebilir. Şu tarihte: Uzun süreli depolama Cam eşyadaki alkaliler, camdaki fazla SiO2 alkali ile çok yavaş reaksiyona girer ve cam giderek şeffaflığını kaybeder.
Cam, MÖ 3000'den fazla insan tarafından tanındı. Antik çağda cam, günümüzle hemen hemen aynı bileşimde elde ediliyordu, ancak eski ustalar yalnızca kendi sezgileriyle yönlendiriliyordu. 1750 yılında M.V. cam üretiminin bilimsel temelini geliştirmeyi başardı. 4 yıl boyunca M.V., özellikle renkli olanlar olmak üzere çeşitli bardakların yapımına yönelik birçok tarif topladı. Kurduğu cam fabrikası üretim yaptı çok sayıda günümüze ulaşan cam örnekleri. Şu anda kullanılan cam farklı kompozisyon, farklı özelliklere sahip.
Kuvars camı neredeyse saf silikon dioksitten oluşur ve kaya kristalinden eritilir. O çok önemli özellik genleşme katsayısının önemsiz olması, sıradan camınkinden neredeyse 15 kat daha az olmasıdır. Bu tür camdan yapılan tabaklar, bir ocağın alevinde kızgın bir şekilde ısıtılabilir ve daha sonra suya indirilebilir. soğuk su; bu durumda camda herhangi bir değişiklik meydana gelmez. Kuvars camı ultraviyole ışınları engellemez ve onu nikel tuzlarıyla siyaha boyarsanız spektrumun tüm görünür ışınlarını engelleyecek ancak ultraviyole ışınlara karşı şeffaf kalacaktır.
Kuvars camı asitlerden ve alkalilerden etkilenmez, ancak alkaliler onu gözle görülür şekilde aşındırır. Kuvars camı normal cama göre daha kırılgandır. Laboratuvar camı yaklaşık %70 SiO2, %9 Na2O, %5 K2O, %8 CaO, %5 Al2O3, %3 B2O3 içerir (gözlüklerin bileşimi ezberleme amacıyla verilmemiştir).
Endüstride Jena ve Pyrex camları kullanılmaktadır. Jena camı yaklaşık %65 Si02, %15 B2O3, %12 BaO, %4 ZnO, %4 Al2O3 içerir. Dayanıklıdır, mekanik strese karşı dayanıklıdır, genleşme katsayısı düşüktür ve alkalilere karşı dayanıklıdır.
Pyrex cam %81 SiO2, %12 B2O3, %4 Na2O, %2 Al2O3, %0,5 As2O3, %0,2 K2O, %0,3 CaO içerir. Jena camıyla aynı özelliklere sahiptir ancak daha büyük ölçüdeözellikle sertleştikten sonra, ancak alkalilere karşı daha az dirençlidir. Pyrex cam, ısıya maruz kalan ev eşyalarının yanı sıra düşük ve yüksek sıcaklıklarda çalışan bazı endüstriyel tesislerin parçalarını yapmak için kullanılır.
Bazı katkı maddeleri cama farklı özellikler kazandırır. Örneğin vanadyum oksitlerin karışımları, ultraviyole ışınlarını tamamen engelleyen cam üretir.
Çeşitli renklerde boyanmış camlar da elde edilmektedir. M.V. ayrıca mozaik resimleri için farklı renk ve tonlarda binlerce renkli cam örneği üretti. Günümüzde cam boyama yöntemleri ayrıntılı olarak geliştirilmiştir. Manganez bileşikleri renkli cam mor, kobalt mavisi. Cam kütlesi içinde kolloidal parçacıklar halinde dağılmış, ona yakut rengi vb. verir. Kurşun bileşikleri cama kaya kristalininkine benzer bir parlaklık verir, bu yüzden kristal olarak adlandırılır. Bu tip camlar kolaylıkla işlenebilmekte ve kesilebilmektedir. Ondan yapılan ürünler ışığı çok güzel bir şekilde yansıtır. Bu camın çeşitli katkı maddeleri ile renklendirilmesiyle renkli kristal cam elde edilir.
Erimiş cam, ayrıştığında büyük miktarda gaz oluşturan maddelerle karıştırılırsa, ikincisi serbest bırakıldığında camı köpürterek köpük cam oluşturur. Bu cam çok hafiftir, iyi işlenebilmektedir ve mükemmel bir elektrik ve ısı yalıtkanıdır. İlk kez Prof. I. I. Kitaygorodsky.
Camdan iplik çekerek cam elyafı denilen şeyi elde edebilirsiniz. Katmanlar halinde döşenen cam elyafını sentetik reçinelerle emprenye ederseniz, çok dayanıklı, çürümeye karşı dayanıklı, mükemmel şekilde işlenebilir bir malzeme elde edersiniz. inşaat malzemesi, sözde fiberglas. İlginç bir şekilde, fiberglas ne kadar ince olursa, gücü de o kadar yüksek olur. Fiberglas ayrıca iş kıyafeti yapımında da kullanılır.
Cam yünü değerli malzeme kağıtla filtrelenemeyen güçlü asitleri ve alkalileri filtreleyebilirsiniz. Ayrıca cam yünü iyi bir ısı yalıtkanıdır.
■ 44. Farklı cam türlerinin özelliklerini ne belirler?
Seramik
Alüminosilikatlardan beyaz kil özellikle önemlidir - porselen ve toprak eşya üretiminin temelini oluşturan kaolin. Porselen üretimi son derece eski bir endüstridir. Porselenin doğduğu yer Çin'dir. Rusya'da porselen ilk kez 18. yüzyılda üretildi. D, I. Vinogradov.
Porselen ve çanak çömlek üretiminin hammaddeleri kaolenin yanı sıra kum ve. Kaolin, kum ve su karışımı bilyalı değirmenlerde iyice ince öğütülür, ardından fazla su filtrelenir ve iyice karıştırılmış plastik kütle, ürünlerin kalıplanması için gönderilir. Kalıplamadan sonra ürünler sürekli tünel fırınlarda kurutulur ve pişirilir, burada önce ısıtılır, ardından pişirilir ve son olarak soğutulur. Bundan sonra ürünler daha ileri işlemlere tabi tutulur - sırlama ve seramik boyalarla boyama. Her aşamadan sonra ürünler fırınlanır. Sonuç beyaz, pürüzsüz ve parlak porselendir. İÇİNDE ince katmanlar içinden parlıyor. Toprak kaplar gözeneklidir ve parlamaz.
Çeşitli kimya endüstrilerinin emme ve yıkama kulelerinde paketleme için kullanılan tuğlalar, kiremitler, çömlekler, seramik halkalar kırmızı kilden oluşur. Çiçek saksıları. Ayrıca su ile yumuşamaması ve mekanik olarak dayanıklı hale gelmesi için de pişirilmektedir.
Çimento. Beton
Silikon bileşikleri, inşaatta vazgeçilmez bir bağlayıcı malzeme olan çimento üretiminin temelini oluşturur. Çimento üretiminin hammaddeleri kil ve kireç taşıdır. Bu karışım, içine hammaddelerin sürekli olarak beslendiği devasa, eğimli, boru şeklindeki bir döner fırında pişiriliyor. 1200-1300° sıcaklıkta pişirildikten sonra fırının diğer ucunda bulunan bir delikten sürekli olarak sinterlenmiş bir kütle - klinker - çıkar. Öğütmeden sonra klinkere dönüşür. Çimento bileşimi esas olarak silikatlardan oluşur. Su ile karıştırılarak kalın bir bulamaç oluşturulursa ve daha sonra bir süre havada bırakılırsa, çimento maddeleri ile reaksiyona girerek kristal hidratlar ve diğer katı bileşikler oluşturacak ve bu da çimentonun sertleşmesine ("sertleşmesine") yol açacaktır. Bu artık eski durumuna döndürülemez, bu nedenle kullanımdan önce çimentoyu sudan korumaya çalışırlar. Çimento sertleşme süreci uzundur ve ancak bir ay sonra gerçek güç kazanır. Doğru, var farklı çeşitlerçimento. Düşündüğümüz sıradan çimentoya silikat veya Portland çimentosu denir. Çabuk sertleşen alümina çimentosu alümina, kireçtaşı ve silikon dioksitten yapılır.
Çimentoyu kırma taş veya çakılla karıştırırsanız, zaten bağımsız bir yapı malzemesi olan beton elde edersiniz. Kırma taş ve çakıllara dolgu denir. Beton yüksek mukavemete sahiptir ve ağır yüklere dayanabilir. Su geçirmez ve yanmazdır. Isıtıldığında ısı iletkenliği çok düşük olduğundan neredeyse mukavemetini kaybetmez. Beton dona dayanıklıdır, radyoaktif radyasyonu zayıflatır, bu nedenle hidrolik yapılar ve koruyucu kabuklar için yapı malzemesi olarak kullanılır. nükleer reaktörler. Kazanlar betonla kaplanmıştır. Çimentoyu köpük oluşturucu bir maddeyle karıştırırsanız, birçok hücrenin nüfuz ettiği bir köpük beton oluşur. Bu tür beton iyi bir ses yalıtkanıdır ve ısıyı sıradan betondan bile daha az iletir.
