Гідроксид кремнію
Гідратований окис кремнію умовно називають гідроксидом кремнію. Це нестійка речовина, що проявляє слабкі властивості кислот. Про властивості гідроксиду кремнію і його реакціях з іншими елементами читайте в нашій статті.
Формула
Вищого гідроксиду кремнію в звичному розумінні не існує. Аморфний кремній в реакції з водяною парою при температурі 400-500 ° C утворює діоксид кремнію і водень:
Si (аморфні.) + 2H2O (пар) → SiO2 + 2H2.
Діоксид кремнію є слабким кислотним оксидом. При приєднанні водню оксид кремнію (IV) здатний утворювати кремнієві кислоти. Тому правильніше записати формулу гідроксиду кремнію як nSiO2 ∙ mH2O.
Кремнієві кислоти
Залежно від кількості атомів водню, кремнію і кисню виділяють кілька кремнієвих кислот:
- Метакремнієва – H2SiO3; Ортокремнієва – H4SiO4; Дікремнієвиа – H2Si2O5 і H10Si2O9; Пірокремнієва – H6Si2O7; Полікремнієва – nSiO2 ∙ mH2O.
Солі кремнієвих кислот називаються силікатами.
Отримати кремнієві кислоти безпосереднім взаємодією оксиду кремнію (IV) з водою неможливо, тому що діоксид не реагує з водою навіть при високих температурах. При реакції з воднем утворюється чистий кремній:
SiO2 + 2Н2 → Si + 2H2O.
Тому в лабораторіях кислоти отримують двома способами:
Впливом сильних кислот на силікати натрію чи калію:
Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3 ↓ + 2NaCl;
Гідролізом силанів:
SiH2Cl2 + 3H2O → H2SiO3 ↓ + 2HCl + 2H2.
Кремнієві кислоти мимовільно розкладаються на діоксид кремнію і воду: H2SiO3 → SiO2 + H2O.
Властивості
Кремнієві кислоти – слабкі кислоти (слабше вугільної кислоти), що не мають кислого смаку і погано розчинні у воді. Кислоти кремнію значно відрізняються від інших органічних кислот:
- При взаємодії з водою утворюють колоїдний розчин; Не диссоціюють; Не змінюють забарвлення індикатора.
Кремнієві кислоти здатні розчинятися в розплавах і розчинах лугів з утворенням силікатів:
H2SiO3 + 2KOH → K2SiO3 + 2H2O.
Як і всі з’єднання, що містять кремній, реагують з плавиковою кислотою:
H2SiO3 + 6HF → H2SiF6 + 3H2O → SiF4 + 2HF + 3H2O.
Кремнієві кислоти використовуються у виробництві кераміки і керамічних покриттів. Вони містяться в фотоматеріалах, застосовуються для отримання скла, силікагелю, фільтрів.
Силікати
Солі кремнієвої кислоти не розчиняються у воді. Виняток становлять силікати натрію і калію, які називаються рідким склом і входять до складу силікатного клею.
Звичайне скло також є силікатом. Його формула –
Na2O – CaO – 6SiO2.
Скло отримують при сплаву соди, вапняку, піску:
6SiO2 + Na2CO3 + CaCO3 → Na2O – CaO – 6SiO2 + 2CO2.
Структурною одиницею силікатів є SiO4. Кремній легко заміщується атомами алюмінію. В результаті утворюються алюмосилікати.
Силікати широко поширені в природі. Деякі з них (топаз, гранат, смарагд) використовують в ювелірній справі.
Що ми дізналися?
Гідроксидом кремнію називаються кремнієві кислоти. Це слабокислі з’єднання, легко руйнуються на діоксид кремнію і воду. Кислоти кремнію можна отримати побічно при реакції силікатів з сильними кислотами або при гідролізі силанів. Кремнієві кислоти не виявляють звичайні властивості кислот: не змінюють колір індикатора, не реагують з водою, не дисоціюють. Взаємодіють тільки з лугами і плавиковою кислотою. Використовуються при виробництві фотоматеріалів, кераміки, силікагелю.