Magie nitrat cú CTPT là Mg(NO3)2, khối lượng phõn tử bằng 148,33 tồn tại như là một chất rắn bền trong hệ thống Mg(NO3)2-H2O ở nhiệt độ dưới 1300C.Muối này dễ dàng bị phõn hủy ở nhiệt độ trờn 1300C và rất khú để thu được dạng tinh khiết. Magie nitrat được bỏn ở dạng rữa hexahydrat (Mg(NO3)2.6H2O ), dạng này tồn tại ở trạng thỏi rắn trong khoảng nhiệt độ từ 180C ữ 55,60C.
Tỷ trọng: 1,636425 Nhiệt độ chảy mềm: 900C
Độ tan: 42,89 gam Mg(NO3)2 trờn 100gam dung dịch ở 250C Nhiệt độ sụi: 3300C
Mg(NO3)2 cú thể được tạo ra bởi dung dịch magie hydrat, hay cacbonat trong acid nitric,sau đú sản phẩm được bay hơi và kết tinh ở nhiệt độ phũng. Nếu những nguyờn liệu thụ như magiezit hay dolomite được sử dụng thỡ canxi được loại bỏ ở dạng hợp chất cacbonat thụng qua quỏ trỡnh cacbonat húa nhờ cacbondioxyt, cỏc tạp chất khỏc được loại bỏ bằng quỏ trỡnh lọc với sự cú mặt của một lượng dư MgO. Đề hydrat húa hexahydrat bởi cỏc tỏc nhõn làm khụ mạnh như P2O5, dung dịch H2SO4 đậm đặc thỡ qua vài thỏng thu được sản phẩm kết tinh cú chứa từ 1 đến 2 phõn tử nước. Dehydrat húa tại nhiệt độ cao hơn (900C hoặc cao hơn) thường kốm theo quỏ trỡnh thủy phõn và tạo thành cỏc sản phẩm bazơ. Gia nhiệt tới 4000C cho quỏ trỡnh chuyển húa đầy đủ thành oxy.
Trong cụng nghiệp Magie nitrat được sử dụng là sản phẩm nhõn tạo. Nú cú thể được tổng hợp theo nhiều cỏch.
Phản ứng giữa Mg,MgO và acid nitric tạo ra magie nitrat: 2HNO3 + Mg → Mg(NO3)2 + H2
2HNO3 + MgO → Mg(NO3)2 + H2O
Magie hydroxyt và amoni nitrat cũng phản ứng với nhau tạo ra magie nitrat và giải phúng amoniac như là một sản phẩm phụ:
Mg(OH) 2 + 2 NH4NO3 → Mg(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O
Magie nitrat cú tớnh hỳt nước cao nờn việc đốt núng hợp chất ngậm 6 phõn tử nước của nú khụng dẫn đến sự loại bỏ nước tạo muối khan. Thay vào đú nú bị phõn hủy tạo thành magie oxyt,oxy, và nitơ dioxyt:
V.3.Giới thiệu về Silic oxyt và nguyờn liệu để tổng hợp.
V.3.1.Silic oxyt.
Silic đioxit tồn tại dưới dạng tinh thể, nghĩa là một phõn tử khổng lồ.Ở ỏp suất thường nú tồn tại ở 3 dạng tinh thể là thạch anh, tridimit và cristobalit. Tất cả những dạng tinh thể này đều bao gồm những nhúm tứ diện SiO4 nối với nhau qua những nguyờn tử O chung. Trong tứ diện SiO4, nguyờn tử Si nằm ở tõm của tứ diện lien kết cộng húa trị với 4 nguyờn tử O nằm ở cỏc đỉnh của tứ diện. Như vậy mỗi nguyờn tử O liờn kết với 2 nguyờn tử Si ở 2 tứ diện khỏc nhau và tớnh trung bỡnh cứ trờn một nguyờn tử Si cú 2 nguyờn tử O và cụng thức kinh nghiệm của silic đioxit là SiO2.
Hỡnh 7 : Cấu trỳc tinh thể SiO2 (a) và thuỷ tinh (b), cỏc chấm đen là nguyờn
tử Si, vũng trũn trắng là Oxy
a.Tớnh chất vật lý.
Cụng thức phõn tử : SiO2
Khối lượng mol : 60,0843 g/mol Trọng lượng phõn tử : 375,117 g/mol Khối lượng riờng : 2,634 g/cm3 Nhiệt độ núng chảy : 16500C (±750C)
Nhiệt độ sụi : 22300C
Khi để nguội chậm silic đó núng chảy hoặc khi đun núng đến nhiệt độ húa mềm, thu được một vật liệu vụ định hỡnh giống như thủy tinh. Những vật liệu như vậy về một số mặt giống với chất rắn và về một số mặt khỏc giống với chất lỏng. Ở nhiệt độ thấp vật liệu dạng thủy tinh tạo nờn khối rắn cú hỡnh dạng xỏc định, đụi khi cú độ bền cơ học cao, độ cứng lớn…Nhưng ở nhiệt độ cao hơn, vật liệu dạng thủy tinh cú tớnh chất giống như một chất lỏng chậm đụng cú độ nhớt rất lớn. Khỏc với dạng tinh thể,dạng thủy tinh cú tớnh đẳng hướng và khụng núng chảy ở nhiệt độ khụng đổi mà húa mềm ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với khi chảy lỏng ra.
b.Tớnh chất húa học.
- Tỏc dụng với kim loại: (nhưAl, Mg, . . .)
SiO2 + 2Mg → 2MgO + Si + 89 Kcal
- Silic đioxyt rất trơ về mặt húa học, nú khụng tỏc dụng với oxy, clo, brom, kể cả cỏc axit khi đun núng, Nú chỉ tỏc dụng với F2 và HF ở điều kiện thường: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O
- Nú tan trong kiềm hay cacbonat kim loại kiềm núng chảy: SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + 2Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
- Phản ứng của natri oxide và SiO 2 cú thể sản xuất natri orthosilicate, natri silicate và kớnh:
2Na2O + SiO2 → Na4SiO4 Na2O + SiO2 → Na2SiO3
- Khi đun núng hỗn hợp SiO2 và Si ở 10000Cữ13000C trong chõn khụng người ta thu được hơi SiO.
SiO2 + Si → 2SiO
Hơi SiO này khi được làm lạnh nhanh sẽ ngưng tụ thành bột mịn màu nõu cú cấu tạo polymer (SiO)n
- Trong cụng nghiờp cú phản ứng để điều chế Si kĩ thuật với độ tinh khiết 95℅ữ 98℅.
SiO2 + 2C → Si + 2CO
SiO2 + 2CaC2 → 3Si + 2CaO + 4CO
Thuỷ phõn (dựa trờn phản ứng: SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl ), bằng phương phỏp VAD (vapor axial deposition) và OVD (outside vapor deposition).
Oxy hoỏ (dựa trờn phản ứng: SiCl4 + O2 = SiO2 + 2Cl2), dựa trờn phương phỏp MCVD (modified chemical vapor deposition), PCVD, IMCVD và SPCVD.
Sol-Gel (phản ứng và tạo ra cỏc hạt silica lơ lửng rồi đụng đặc lại). Với húa chất ban đầu là cỏc alkoxide silic: Si(OR)4 v i R là CH3,C2H5…
Si(OCH3)4 + H2O Si−OH(OCH3)3H
Si−OH(OCH3)3 + H2O Si−(OH)2(OCH3)2 + CH3OH Si−(OH)2(OCH3)2 + H2O Si−(OH)3(OCH3) + CH3OH
Si−(OH)3(OCH3) + H2O Si−(OH)4 + CH3OH Ti p đ n là giai đo n ng ng t axit silicxic Si(OH) đ t o thành cỏc liờn k t: Khi cỏc ti u phõn ng ng t đ t t i m t kớch th c xỏc đ nh nào đú thỡ hỡnh thành h t keo.
Dung d ch sol ch y trụi qua m t cỏi khuụn, t i đõy t o thành s i đan chộo nhau kộo theo s hỡnh thành gel. Lỳc đó t o thành gel thỡ cú th kộo thành s i. R u metylic và n c t i cỏc l gel trong quỏ trỡnh già hoỏ ch th i ra đ c m t ph n, ph n cũn l i đ c đu i ra h t khi s y khụ gel. Cu i cựng silic oxit đ c nung lờn t i 13000K đ làm tăng m t đ thu tinh.
Si(OH)4 SiO2 + 2H2O d. ng d ng.
Silic oxyt được ứng dụng rất rộng rói trong cụng nghiệp và đời sống.
Cú rất nhiều xỳc tỏc húa học ngày nay sử dụng silic oxyt trong thành phần của nú, làm phụ gia, làm chất mang ,chất nền…
Silic oxyt cú độ tinh khiết cao tương đối hiếm, vỡ vậy thường phải sản xuất bằng cỏch tổng hợp. Silic oxyt cỡ hạt nanụ cú độ tinh khiết cao sử dụng cho quỏ trỡnh sản xuất cỏc loại thủy tinh chuyờn dụng. Do hàm lượng cỏc nguyờn tố tạp chất dạng vết (nhụm, canxi, crụm, sắt, kali và magiờ) thấp nờn sản phẩm này phự hợp cho sản xuất thủy tinh chuyờn dụng để sử dụng trong cỏc ngành cụng nghiệp như quang học, bỏn dẫn và cụng nghệ thụng tin.
Silic oxyt cú những đặc tớnh đặc biệt như chịu được sự thay đổi nhiệt độ đột ngột và ăn mũn húa chất, độ gión nở nhiệt thấp, do đú nú cũn được sử dụng trong những ứng dụng làm dụng cụ thớ nghiệm húa học, bỡnh phản ứng,
nồi nấu kim loại trong cụng nghiệp bỏn dẫn, thấu kớnh thiờn văn, thiết bị mỏy tớnh hoặc cỏc lớp trỏng và sợi thủy tinh.
Silic đioxyt cú ở trong hầu hết cỏc khoỏng chất: Lượng SiO2 trong cỏc nguồn nước bề mặt và cỏc giếng nước là từ 1 ữ 100 mg/l. SiO2 được coi là chất keo trong tự nhiờn do cỏch nú phản ứng với cỏc chất hỳt bỏm. Chất keo là một chất gelatin được tạo bởi cỏc mảnh nhỏ cố định bỏm vào cỏc chất lỏng. SiO2 được sử dụng nhiều trong cỏc hệ thống làm lạnh và hệ thống cung cấp nước núng. SiO2 bay hơi khi được đun núng ở nhiệt độ cao và tớch tụ ở trờn cỏnh quạt tua-bin trong cỏc hệ thống đú. Cỏc chất tớch tụ phải được loại bỏ thường xuyờn nếu khụng tua-bin sẽ bị hỏng.
Người ta sử dụng silicđioxyt để nấu thủy tinh thạch anh được dựng trong những thiết bị quang học phức tạp, dựng làm cỏc dụng cụ phũng thớ nghiệm, những dụng cụ chiếu sỏng.
Dạng tinh thể lớn của silic đioxyt trong tự nhiờn là gọi là pha lờ tự nhiờn. Ngày nay những tinh thể này cần cho nhiều ngành kĩ thuật được nuụi cấy trong cỏc phõn xưởng nhà mỏy.[4]
V.3.2.Giới thiệu về thủy tinh lỏng (TEOS).