Acizi silicici

Acizii silicici sunt acizi foarte slabi de formula generala , usor solubili in apa . $n{\textrm {SiO}}_{2}\cdot m{\textrm {H}}_{2}{\textrm {O}}$

Nomenclatură

Din acizii silicici sunt cunoscuți: H 2 SiO 3 metasilicic , H 4 SiO 4 ortosilicic , H 2 Si 2 O 5 disilicic și H 10 Si 2 O 9 , pirosiliciul H 6 Si 2 O 7 și polisiliciul n SiO 2 ⋅ m H 2 O Sărurile corespunzătoare se numesc silicați (metasilicați, ortosilicați etc.).

Clădire

Acidul metasilicic este format din unități structurale având o structură tetraedrică. Legăturile sunt legate în lanțuri, formând acizi polisilicici.

Proprietăți fizice și chimice

Toți acizii polisilicici sunt puțin solubili în apă. Soluțiile coloidale se formează în apă conform schemei generale de reacție

{\displaystyle {\ce {(SiO2)_{x}{}+ 2 H2O <=> H4SiO4 + (SiO2)_{x-1))))

Acidul ortosilicic instabil rezultat intră în reacții de policondensare:

{\ce {2 H4SiO4 -> (HO)3SiOSi(OH)3 + H2O))

rezultând în formarea unor structuri complexe liniare, ramificate și mixte.

Punctul izoelectric al acizilor polisilicici se află în intervalul de pH 2,0-3,0, în care policondensarea are loc la o viteză minimă.

Acizii silicici sunt slabi. Pentru acidul metasilicic H 2 SiO 3 constantele de disociere K 1 = 1.3⋅10 −10 , K 2 = 1.6⋅10 −12 , pentru acidul ortosilicic H 4 SiO 4 K 1 = 2⋅10 −10 , K 2 = K 3 \ u003d K 4 \u003d 2⋅10 −12 .

Acizii silicici se dizolvă în soluții și topituri de alcali, formând silicați, de exemplu:

{\ce {H2SiO3 + 2 KOH -> K2SiO3 + 2 H2O))

Acizii silicici pot reacționa cu acidul fluorhidric (HF) pentru a forma fluorură de siliciu gazoasă:

{\ce {H2SiO3 + 6 HF -> H2SiF6 + 3 H2O -> SiF4 ^ + (2 HF + 3 H2O)))

Acidul ortosilicic în prezența catalizatorilor pe bază de alcali (de obicei NaOH) este capabil să formeze esteri ortosilicați [1] având în general forma R 1 R 2 R 3 R 4 SiO 4 , unde R 1-4 sunt radicali organici, de obicei fiind alcool resturi. Un produs de masă binecunoscut este compoziția de tetraetilortosilicat Si ( C2H5O ) 4

Obținerea

Soluțiile de acizi silicici primesc:

acțiunea acizilor puternici asupra silicaților de sodiu sau potasiu solubili: ${\ce {Na2SiO3 + 2 HCl -> H2SiO3 v + 2 NaCl))$
hidroliza clorosilanilor: ${\ce {SiH2Cl2 + 3 H2O -> H2SiO3 + 2 HCl + 2 H2O))$
hidroliza sărurilor acidului silicic. Hidroliza se desfășoară în etape: etapa 1: ${\ce {K2SiO3 + HOH -> KHSiO3 + KOH}}$ a 2-a etapa: ${\ce {KHSiO3 + HOH -> H2SiO3 + KOH}}$ ecuația moleculară generală: ${\ce {K2SiO3 + 2 H2O -> H2SiO3 + 2 KOH}}$
precum şi metode de electrodializă şi schimb ionic.

Aplicație

Hidroolii de acid silicic sunt utilizați ca umpluturi și lianți în producția de produse ceramice și diferite acoperiri. Ele sunt utilizate ca purtători de catalizatori și straturi sensibile la lumină în materiale fotografice. Acestea servesc drept materii prime pentru producția de sticlă de cuarț , diverși adsorbanți , absorbanți de vapori de apă și gaz, filtre de purificare a apei și a uleiului.

Note

↑ În industrie, halogenurile de siliciu sunt folosite în locul acidului ortosilicic pentru sinteza esterilor ortosilicați.

Literatură

Enciclopedie chimică / Ed.: Knunyants I.L. şi altele.- M . : Enciclopedia sovietică, 1990. - T. 2 (Daf-Med). — 671 p. — ISBN 5-82270-035-5 .
Kaputsky F. N., Tikavy V. F. Un manual de chimie pentru solicitanții la universități. - Minsk: Vysh. Scoala, 1979. - S. 384.
Khomchenko G.P. Chimie pentru candidații la universități. - M . : Liceu, 1994. - S. 447.