Кремний и его соединения. Силикатная промышленность

1.

Кремний и его соединения.
Силикатная промышленность

2.

14
Si
28,086
Si0 - 4ē → Si+4
Восстановительные
свойства
+14
2
IVA группа
4
Si0 + 4ē → Si-4
Окислительные
свойства

3.

SiO2
Состав земной коры
О
7%
Si
Al
18%
Остальные
оксид кремния (IV)
кремнезём
горный
хрусталь
топаз
аметист
опал
халцедон
агат
яшма
сердолик
49%
26%

4.

Природные силикаты – сложные вещества.
Алюмосиликаты – силикаты, в состав которых входит
алюминий.
Al2O3 · 2SiO2 · 2H2O
K2O · Al2O3 · 6SiO2
K2O · Al2O3 · 6SiO2 · 2H2O

5.

6.

Из разновидностей минералов на основе оксида кремния (IV)
первобытные люди изготавливали орудия труда.

7.

Оксид кремния (IV) у растений и животных

8.

Кремний входит в состав диатомовых
водорослей и радиолярий.

9.

t
SiO2 + 2C = Si + 2CO
В промышленности
Получение
t
3SiO2 + 4Al = 3Si + 2Al2O3
В лаборатории

10.

Аллотропные модификации кремния
Аморфный кремний
Это бурый порошок.
Кристаллический
кремний
Твёрдое вещество тёмносерого цвета с
металлическим блеском.
Он хрупок и тугоплавок.

11.

12.

Химические свойства кремния
Реакция с кислородом
0
0
t +4 -2
Si + O2 = SiO2
Восст-ль Ок-ль оксид
кремния (IV)
Реакции с оксидами
металлов
t
2MgO + Si = 2Mg + SiO2
Восст-ль

13.

Химические свойства кремния
Реакции с металлами
0
0 t +2 -4
2Mg + Si = Mg2Si
Восст-ль Ок-ль силицид
магния
Реакция силицида с
кислотой
Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + SiH4↑
хлорид
магния
силан

14.

Горение силана
t
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O
оксид
вода
кремния (IV)
Реакция кремния с
растворами щелочей
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
силикат
натрия

15.

Получение кремния
t
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si
Восст-ль
t
SiO2 + 2С = Si + 2CO↑
Восст-ль

16.

Оксид кремния (IV), кремнезём
SiO2
Это твёрдое, очень тугоплавкое вещество.
Он нерастворим в воде.
Имеет атомную кристаллическую решётку.

17.

Химические свойства оксида кремния (IV)
Оксид кремния (IV) не растворяется в воде: SiO2 + H2O ≠
Реакции со щелочами
t
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
силикат
натрия
Реакции с основными
оксидами
t
SiO2 + CaO = CaSiO3
силикат
кальция

18.

Химические свойства оксида кремния (IV)
Реакции с карбонатами
t
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2↑
силикат углекислый
газ
натрия
Силикаты натрия и калия называются растворимыми стёклами.
Реакция с HF
t
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
фторид
кремния

19.

Химические свойства кремниевой кислоты
H2SiO3 Студенистое, нерастворимое в воде вещество.
H2SiO3 Она относится к очень слабым кислотам.
H2SiO3
При высыхании раствора, содержащем кремниевую
кислоту, образуется силикагель.
H2SiO3 Кремниевая кислота – непрочное соединение.
t
H2SiO3 = SiO2 + H2O

20.

Качественная реакция на силикат-ион
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3↓
SiO32- + 2H+ = H2SiO3↓
H+ Cl
Na+
SiO32-
Na+ ClH2SiO3

21.

Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓

22.

t
H2SiO3 + 2NaOH = Na2SiO3 + 2H2O

23.

Применение кремния и его соединений
1
4
2
5
3
41 -- «растворимые
получения полупроводниковых
стёкла»
применяют
материаловкак
и кислотоупорных
огнеупорное сплавов
средство для пропитки древесины и
2 - карбид кремния используют для
тканей
затачивания резцов металлорежущих
станков и шлифовки драгоценных
5
- асбест для изготовления
камней
несгораемых и электроизоляционных
3
- из кварца изделий
изготавливают
текстильных
кварцевую химическую посуду

24.

Силикатное производство
Стекло
Керамические
изделия
Цемент

25.

Производство стекла
Сода + известняк + песок = оконное стекло
Na2O · CaO · 6SiO2

26.

Оксид калия
Оксид кобальта
Оксид свинца (II)
Оксид марганца (II)
Оксид хрома (III)
Соли золота и селена

27.

28.

Стекло человеку известно давно, уже
3-4 тыс. лет назад производство стекла
было в Египте, Сирии, Финикии,
Причерноморье.

29.

Оконное стекло
Бутылочное стекло
Ламповое стекло
Зеркальное стекло
Оптическое стекло

30.

31.

32.

Кремний был
получен в
1824 году.
Латинское название силициум от
латинского силекс – «кремень».
Й. Я. Берцелиус
Получили
кремний,
но он был
очень
загрязнён
примесями.
Ж. Гей-Люссак
Л. Тенар
Русское название «кремний»
происходит от греческого кремнос –
«утёс, скала».

33.

Кремний – элемент IVA группы.
В соединениях для него характерны степени окисления
+4 и -4.
В реакциях с кислородом и другими неметаллами
кремний проявляет восстановительные свойства, а в
реакциях с металлами – окислительные.
В природе кремний встречается в виде соединений.
Наиболее распространённое его соединение – оксид
кремния (IV) – кремнезём.

34.

Водородным
соединением
кремния
является
силан –
Оксид
кремния
(IV) и силикаты
находят
широкое
SiH4.
применение
в промышленности.
К
Силан
силикатной
образуется
промышленности
при действии кислот
относятили
производство
воды на
стекла
силициды.
и цемента, керамических изделий и кирпича.
Оксиду кремния (IV) соответствует кремниевая кислота.
Кремниевая кислота слабая двухосновная, студенистая и
нерастворимая в воде.
Качественной реакцией на силикат-ион является
действие сильных кислот на силикаты.