Кремний и его соединения

Кремний – твердое вещество буро-серого цвета.

Получение: из оксида кремния (IV) реакцией с восстановителями при нагревании

1. В промышленности: SiO₂ + 2C = Si + 2CO

2. В лаборатории: SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO

3SiO₂ + 4Al = Si + 2Al₂O₃

Химические свойства:

Кремний проявляет свойства и восстановителя, и окислителя:

1. Как восстановитель: Si + O₂ = SiO₂

2. Как окислитель: Si + Mg = Mg₂Si

силицид магния

Силициды легко разлагаются водой или кислотами с образованием газа силана:

Mg₂Si + 4H₂O = SiH₄↑ + 2Mg(OH)₂

Mg₂Si + 4HCl = SiH₄↑ + 2MgCl₂

SiH₄ – силан – ядовитый газ с неприятным запахом, на воздухе самовоспламеняется.

SiO – оксид кремния (II) – смолоподобное аморфное вещество, несолеобразующий оксид.

SiO₂ – оксид кремния (IV) – твердое тугоплавкое вещество. Реальная формула (SiO₂)_n, так как является полимером.

Проявляет все свойства кислотного оксида, но не взаимодействует с водой: SiO₂ + H₂O ≠

1. С основными оксидами: SiO₂ + CaO = CaSiO₃

2. С основаниями (щелочами): SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O

При взаимодействии с карбонатами вытесняет из них углекислый газ: SiO₂ + Na₂CO₃ = Na₂SiO₃ + CO₂↑

H₂SiO₃ – кремниевая кислота – как и оксид является полимером. Слабая, неустойчивая, при нагревании разлагается: H₂SiO₃ → SiO₂ + H₂O

H₂SiO₃, в отличие от других кислот, не растворима в воде, представляет собой студенистое вещество. Получают ее обменной реакцией между силикатами и сильными кислотами:

Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓

Проявляет свойства, характерные для всех кислот – реагирует с основными оксидами и основаниями, но образованными только активными щелочными и щелочноземельными металлами:

H₂SiO₃ + K₂O = K₂SiO₃ + H₂O

H₂SiO₃ + 2KOH = K₂SiO₃ + 2H₂O

Применение углерода, кремния и их соединений:

1. Алмаз – для изготовления ювелирных украшений; обработки твердых материалов, в том числе для резки стекла.

2. Графит – изготовление карандашей; за счет химической инертности, но при этом высокой электропроводности использую также для изготовления электродов.

3. Уголь является хорошим адсорбентом, это свойство используется в противогазах; для очистки веществ от примесей, а также при использовании угля в качестве лекарственного средства (активированный уголь).

Адсорбция – поглощение газообразных или растворенных веществ поверхностью твердого тела.

4. CO₂ в твердом состоянии («сухой лед») используется как хладагент.

5. CO₂ – для получения газированной воды.

6. NaHCO₃ – питьевая сода, может использоваться:

• в хлебопечении;

• для полоскания горла;

• при повышенной кислотности желудочного сока.

7. NaHCO₃ используется в углекислотных огнетушителях.

8. (NH₄)₂CO₃ – разрыхлитель для теста.

9. Na₂CO₃ – техническая или кальцинированная сода, используется для производства стекла, мыла, бумаги.

10. CaCO₃ – в строительстве (известняк, мрамор).

11. Si используют в качестве полупроводника в фотоэлементах, солнечных батареях и т.д.

12. SiO₂ используется для получения стекла.

13. SiO₂ входит в состав цемента и бетона.

14. Na₂SiO₃ K₂SiO₃ – входят в состав силикатного клея, а также используются для пропитки несгораемых тканей и деревянных изделий.