Lý thuyết về Silic và hợp chất của Silic mới nhất

Tú Văn Tháng Mười Hai 16, 2021

Xin chào các bạn, trong bài này HocThatGioi sẽ đưa ra chi tiết lý thuyết về silic và các hợp chất của silic. Đây là phần lý thuyết được HocThatGioi tóm tắt dễ hiểu nhất. Hãy đồng hành cùng chúng mình nhé!

1. Silic

Kí hiệu hóa học của Silic là $Si$

Ta cùng đi tìm hiểu về các tính chất vật lí, tính chất hóa học, các ứng dụng và phương pháp điều chế của silic.

1.1. Tính chất vật lí

Có các dạng thù hình: silic tinh thể và silic vô định hình.
Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, có tính bán dẫn, nóng chảy ở 1420^oC.
Silic vô định hình là chất bột màu nâu.
Tinh thể silic rất khó tìm thấy trong tự nhiên, thông thường chúng sẽ tồn tại trong dạng $SiO_2$ .

1.2. Tính chất hóa học

Silic có các số oxi hóa $-4, 0, +2,+4$ . Trong các phản ứng oxi hóa – khử, silic thể hiện tính khử hoặc tính oxi hóa. Silic vô định hình hoạt động hơn silic tinh thể.

1.2.1. Tính khử

Tác dụng với phi kim

Silic tác dụng trực tiếp với flo ở điều kiện thường; với clo, brom, iot, oxi khi đun nóng; với cacbon, nitơ, lưu huỳnh ở nhiệt độ rất cao.

$Si+2F_2\rightarrow SiF_4$
$Si+O_2\rightarrow SiO_2$

Tác dụng với hợp chất

Silic tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm, giải phóng khí hiđro.

$Si+2NaOH+H_2O\rightarrow Na_2SiO_3+2H_2$

1.2.2. Tính oxi hóa

Ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với các kim loại như canxi, magie, sắt, tạo thành silixua kim loại.

$Si +$ kim loại $\overset{t^0}{\rightarrow}$ silixia kim loại

Ví dụ: $2Mg+Si \overset{t^0}{\rightarrow} Mg_2Si$

1.3. Ứng dụng

Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn, được dùng trong kĩ thuật vô tuyến và điện tử, để chế tạo tế bào quang điện, bộ khuếch đại, bộ chỉnh lưu, pin mặt trời, …
Trong luyện kim, silic được dùng để tách oxi khỏi kim loại nóng chảy. Ferosilic là hợp kim được dùng để chế tạo thép chịu axit.

1.4. Điều chế

Trong phòng thí nghiệm

$SiO_2+2Mg\overset{t^0}{\rightarrow}Si+2MgO$

Trong công nghiệp

$SiO_2+2C\overset{t^0}{\rightarrow}Si+2CO$

2. Hợp chất của Silic

2.1. Silic đioxit

Kí hiệu hóa học của silic ddioxxit là $SiO_2$

Là chất rắn ở dạng tinh thể thạch anh, nóng chảy ở 1713^oC, không tan trong nước.

Silic đioxit tan chậm trong dung dịch kiềm đặc, nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy.

$SiO_2+2NaOH_(nóng\, \, chảy)\overset{t^0}{\rightarrow}Na_2SiO_3+H_2O$

Silic đioxit tan được trong axit flohiđric nên người ta dùng dung dịch HF để khắc chữ và hình lên thủy tinh.

$SiO_2+4HF\rightarrow SiF_4+2H_2O$

Trong tự nhiên, silic đioxit tồn tại dưới dạng cát và thạch anh. Silic đioxit là nguyên liệu quan trọng để sản xuất thủy tinh, đồ gốm, …

2.2. Axit silixic

Kí hiệu hóa học của silic ddioxxit là $H_2SiO_3$

Là chất ở dạng keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng. Khi sấy khô, axit silixic mất một phần nước, tạo thành vật liệu xốp là silicage có khả năng hấp phụ mạnh được dùng để hút hơi ẩm trong các thùng đựng hàng hóa.

Axit silicic dễ tan trong dung dịch kiềm tạo thành dung dịch muối silicat của kim lọai kiềm.

Là axit rất yếu nên dễ bị khí cacbon đioxit đẩy ra khỏi dung dịch muối silicat.

$Na_2SiO_3+CO_2+H_2O\rightarrow H_2SiO_3+Na_2CO_3$

2.3. Muối silicat

Chỉ có silicat kim loại kiềm tan được trong nước.

Dung dịch đậm đặc của Na₂SiO₃ và K₂SiO₃ được gọi là thủy tinh lỏng. Vải hoặc gỗ tẩm thủy tinh lỏng sẽ khó bị cháy. Thủy tinh lỏng còn được dùng để chế tạo keo dán thủy tinh và sứ.

Phản ứng thủy phân: $Na_2SiO_3+2H_2O\rightleftharpoons 2NaOH+H_2SiO_3$

2.4. Công nghiệp silicat

Công nghiệp silicat gồm sản xuất dồ gốm (gạch, ngói, sành, sứ), thủy tinh, xi măng.

Sản xuất đồ gốm: Nguyên liệu chính là đất sét, thạch anh, fenpat.
Sản xuất xi măng: Nguyên liệu chính là đất sét, đá vôi, cát.
Sản xuất thủy tinh: Nguyên liệu chính là cát thạch anh (cát trắng), đá vôi và sođa $Na_2CO_3$ .

Trên đây là lý thuyết về silic và các hợp chất của silic. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết của HocThatGioi. Hi vọng rằng bài viết sẽ mang lại thêm các kiến thức về silic cho bạn. Hãy đồng hành cùng HocThatGioi để tiếp thu thêm các kiến thức hay, bổ ích nhé. Chúc các bạn học tốt!