1.Tráng thái đơn chât
a. Tráng thái tự nhieđn và đieău chê:
Silic là nguyeđn tô phoơ biên đứng hàng thứ 2 sau oxy là nguyeđn tô cơ bạn câu táo neđn vỏ trái đât chiêm 27% khôi lượng vỏ trái đât. Trong thieđn nhieđn Silic chư toăn tái dưới dáng hợp chât : SiO2, muôi silicat (cát, thách anh, mica, đât sét… )
Silic được đieău chê baỉng cách dùng chât khử mánh như Mg, Al, C đeơ khử SiO2 ở nhieơt đoơ cao
SiO2 + 2C = Si + 2CO 3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3
b. Tính chât vaơt lí:
Silic có 2 dáng thù hình : Silic tinh theơ là chât raĩn có ánh kim, cứng dăn nhieơt tôt, dăn đieơn kém và khi nhieơt đoơ taíng thì tính dăn đieơn taíng nóng chạy ở 1420oC . Silic vođ định hình là chât boơt màu nađu.
Silic có theơ hoà tan trong moơt sô kim lối nóng chạy (Fe, Al, Zn… ) .Silic được sử dúng chụ yêu dưới dáng hợp kim, hợp kim ferosilicic khođng bị axit aín mòn, Si dùng làm chât bán dăn từ đó chê táo ra pin maịt trời (dùng trong ngành đieơn tử) pin này chuyeơn naíng lượng maịt trời thành đieơn naíng.
c. Tính chât hoá hĩc
Silic tinh theơ ít hốt đoơng hơn silic vođ định hình và ở to phòng Si trơ nhưng khi đun nóng thì deê dàng tham gia phạn ứng và theơ hieơn tính khử chụ yêu.
- Ở nhieơt đoơ thường
Si + 2F2 = SiF4
- Ở nhieơt đoơ cao 400-600oC Si tác dúng với O, Cl, Br, S Si + O2 = SiO2 + 203 Kcal Si + Cl2 = SiCl4
- Ở nhieơt đoơ cao hơn Si mới phạn ứng được với N2, C (2000oC) Si + C = SiC
- Si tan trong nhieău kim lối nóng chạy và hoá hợp với kim lối → Silicua kim lối Si + Mg = Mg2Si
(to= 700oC, silicua kim lối thường cứng rât beăn với nhieơt)
Dưới tác dúng cụa axit xilicua kim lối deê bị phađn tích cho hợp chât silic và hỵro Mg2Si + 4HCl = SiH4 + 2MgCl2
(hỵrocilicua theơ khí) - Si khođng tan trong bât kì axit nào trừ hoên hợp HF và HNO3
3Si + 12HF + 4HNO3 = 3SiF4 + 4NO + 8H2O - Với dung dịch kieăm Si tan khá mánh.
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2.
SiH4 là chât khí khođng beăn tự bôc cháy trong khođng khí và deê bị nước phađn huỷ ở nhieơt đoơ thường
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O
2. Hợp chât cụa Silic.
SiO2 là chât raĩn kêt tinh, cứng khó nóng chạy, khođng tan trong nước, trong tự nhieđn gaịp ở dáng cát, thách anh.
SiO2 tan chaơm trong dd kieăm đaịc nóng
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O SiO2 tan được trong axit HF (các axit khác khođng tan) SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
b. Axit silicic H2SiO3 .
H2SiO3 là moơt điaxit rât yêu, kêt tụa ở dáng keo, khođng tan trong nước, nêu đun nóng tređn 180oC sẽ mât bớt nước trong phađn tử táo khôi traĩng xôp gĩi là silicagen có khạ naíng hâp phú tôt.
Ở 800oC H2SiO3 bị phađn huỷ.
H2SiO3 = SiO2 + H2O
H2SiO3 được táo thành khi cho Na2SiO3 tác dúng với HCl loãng. Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3
c. Muôi silicat.
Haău hêt các muôi silicat khođng tan trong nước trừ silicat cụa kim lối kieăm, Na2SiO3, K2SiO3
tan → dd thuỷ tinh nước lỏng.
Các muôi cụa kim lối kieăm bị thuỷ phađn mánh.
Na2SiO3 + 2H2O = 2NaOH + H2SiO3
Thuỷ tinh lỏng được dùng chê táo beđ tođng, ximaíng chịu axit, làm đá cứng, làm đoă trang trí sađn khâu khođng bị baĩt lửa.
3. Silicat tự nhieđn và cođng nghieơp Silicat.a. Silicat tự nhieđn. a. Silicat tự nhieđn.
- Cao lanh : Al2O3.2SiO2.2H2O hay H4Al2Si2O9.
- Mica traĩng : K2O.3Al2O3.6SiO2.2H2O hay H4K2Al6Si6O24 - Amiaíng : CaO.3MgO.4SiO2 hay CaMg3Si4O12.
Trong tự nhieđn các silicat bị phá huỷ daăn dưới tác dúng cơ hĩc và hoá hĩc (CO2, H2O).
b. Cođng nghieơp silicat.. Đoă gôm. . Đoă gôm.
Lợi dúng tính dẹo cụa đât sét khi nhào với nước đeơ naịng các vaơt dúng caăn thiêt, sau đó nung hoaịc phơi khođ → nước bay hơi → đât sét trở neđn cứng. Gách, ngói đoă sành … làm baỉng đât sét lối xâu nung ở to< 1000oC
Các đoă sứ làm baỉng đât sét nguyeđn chât hơn (cao lanh) và nung ở nhieơt đoơ cao hơn, đeơ đoă gôm khođng thâm nước thường phại tráng men.
Ngheă làm gôm noơi tiêng ở Bát Tràng, Móng Cái, naím 1960 nhà máy sứ Hại Dương đã sạn xuât được maịt hàng có giá trị trong nứơc và ngoài nước.
. Xi maíng.
- Nguyeđn lieơu chính đeơ sạn xuât ximaíng là đá vođi và đât sét, hoaịc đât sét vođi. - Nung nóng nguyeđn lieơu trong lò hình trú, khi nóng thì CaCO3 bị phađn huỷ: CaCO3 = CaO + CO2
Sau đó CaO tác dúng với đât sét trong lò
2CaO + Al2O3.SiO2 = CaSiO3 + Ca(AlO2)2
- Hoên hợp CaSiO3 và Ca(AlO2)2 là thành phaăn chụ yêu cụa ximaíng, đóng cúc gĩi là Clince, clince được nghieăn nhỏ thành boơt cùng với thách cao → boơt ximaíng.
. Thuỷ tinh.
- Nguyeđn lieơu chụ yêu đeơ sạn xuât thuỷ tinh là SiO2, CaCO3, Na2CO3
- Nâu nóng chạy hoên hợp ở nhieơt đoơ cao to= 1400oC- 1600oC các phạn ứng xạy ra trong lò CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2
Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2
Với lượng SiO2 dư neđn thuỷ tinh là hoên hợp cụa CaSiO3, Na2SiO3, SiO2 nóng chạy
- Thành phaăn cơ bạn cụa thuỷ tinh : Na2O.CaO.6SiO2. Thuỷ tinh lỏng khi làm nguoơi khođng raĩn ngay mà qua tráng thái quánh do đó có theơ thoơi hoaịc chê các vaơt dúng theo ý muôn.
- Tính chât cụa thuỷ tinh phú thuoơc vào thành phaăn cụa nguyeđn lieơu Nêu thay Na2CO3 baỉng K2CO3 ta đươc thuỷ tinh chịu nhieơt tôt. Nêu thay CaCO3 baỉng PbO → thuỷ tinh trong suôt
Nêu nâu chạy trong thách anh có nhieău ưu đieơm : chịu nóng cao, heơ sô dãn nở nhỏ → sạn xuât các vaơt dúng trong phòng thí nghieơm.
CHƯƠNG 7
TÍNH CHÂT CHUNG CỤA KIM LỐI
Trong HTTH có 105 nguyeđn tô thì 4/5 là nguyeđn tô kim lối (84 nguyeđn tô). Trong đa sô trường hợp nguyeđn tử cụa kim lối có sô e- lớp ngoài cùng là 1,2,3 e-.
Trong thieđn nhieđn kim lối haău hêt ở tráng thái hợp chât, phoơ biên nhât là oxyt, clorua, sunphat, nitrat, silicat và cácbonat, ở dáng tự do : vàng, Pt.
Bài 1: ĐIEĂU CHÊ KIM LỐI I. DÙNG CHÂT KHỬ ĐEƠ KHỬ OXYT KIM LỐI.
Chât khử thường dùng là : C, H, CO, kim lối Mg, Al …
Vd : SnO2 + 2C = 2CO + Sn (đieău kieơn nhieơt đoơ cao) Đôi với quaịng sunphua, quaịng cácbonat phại qua 2 giai đốn:
Nung nóng quaịng đeơ chguyeơn thành các oxyt Sau đó dùng các chât khử đeơ khử
Vd : ZnCO3 = ZnO + CO2
ZnO + C = Zn + CO
Với kim lối khó nóng chạy thì thường dùng chât khử là kim lối hốt đoơng (Al, Mg … ) gĩi là phương pháp nhieơt luyeơn kim lối.
Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + Cr