EingangVasily 3 der letzte Sammler der russischen Landpräsentation. Großfürst Wassili III. Iwanowitsch. Annexion von Smolensk und Rjasan
ZENTRALPROZESSOR? Sand? Welche Assoziationen verbinden Sie mit diesem Wort? Oder vielleicht Silicon Valley?
Wie dem auch sei, wir begegnen Silizium jeden Tag, und wenn Sie wissen möchten, was Si ist und womit es gegessen wird, bitte unter Katze.
Einführung
Als Student einer der Moskauer Universitäten mit Abschluss in Nanomaterialien wollte ich Ihnen, lieber Leser, die wichtigsten chemischen Elemente unseres Planeten vorstellen. Ich habe mich lange entschieden, wo ich anfangen soll, Kohlenstoff oder Silizium, und mich dennoch für Si entschieden, weil das Herz eines jeden modernen Gadgets natürlich sozusagen darauf basiert. Ich werde versuchen, meine Gedanken auf eine äußerst einfache und zugängliche Weise auszudrücken. Beim Schreiben dieses Materials habe ich mich hauptsächlich auf Anfänger verlassen, aber Fortgeschrittene werden etwas Interessantes lernen können. Ich möchte auch sagen, dass der Artikel ausschließlich geschrieben wurde um den Horizont der Interessierten zu erweitern. Also lasst uns anfangen.Silizium
Silizium (lat. Silizium), Si, ein chemisches Element der Gruppe IV des Periodensystems von Mendelejew; Ordnungszahl 14, Atommasse 28.086.In der Natur wird das Element durch drei stabile Isotope repräsentiert: 28Si (92,27 %), 29Si (4,68 %) und 30Si (3,05 %).
Dichte (NC) 2,33 g/cm³
Schmelzpunkt 1688 K
Pulver Si
Geschichtlicher Bezug
Seit der Steinzeit sind den Menschen Siliziumverbindungen bekannt, die auf der Erde weit verbreitet sind. Die Verwendung von Steinwerkzeugen für Arbeit und Jagd dauerte mehrere Jahrtausende. Die Verwendung von Siliziumverbindungen im Zusammenhang mit ihrer Verarbeitung – der Herstellung von Glas – begann um 3000 v. e. (im alten Ägypten). Die früheste bekannte Siliziumverbindung ist SiO2-Oxid (Silica). Im 18. Jahrhundert galt Kieselsäure als einfacher Körper und wurde als „Erde“ bezeichnet (was sich in ihrem Namen widerspiegelt). Die Komplexität der Zusammensetzung von Kieselsäure wurde von I. Ya. Berzelius festgestellt. Er war der Erste, der 1825 elementares Silizium aus Siliziumfluorid SiF4 gewann, indem er letzteres mit metallischem Kalium reduzierte. Dem neuen Element wurde der Name "Silizium" gegeben (vom lateinischen Silex - Feuerstein). Der russische Name wurde 1834 von G. I. Hess eingeführt.
Silizium kommt in der Natur in der Zusammensetzung von gewöhnlichem Sand sehr häufig vor.
Verbreitung von Silizium in der Natur
In Bezug auf die Verbreitung in der Erdkruste ist Silizium das zweite (nach Sauerstoff) Element, sein durchschnittlicher Gehalt in der Lithosphäre beträgt 29,5 % (nach Masse). Silizium spielt in der Erdkruste die gleiche Hauptrolle wie Kohlenstoff im Tier- und Pflanzenreich. Für die Geochemie von Silizium ist seine außergewöhnlich starke Bindung an Sauerstoff wichtig. Etwa 12 % der Lithosphäre ist Kieselsäure SiO2 in Form des Minerals Quarz und seiner Varietäten. Die Lithosphäre besteht zu 75 % aus verschiedenen Silikaten und Alumosilikaten (Feldspäte, Glimmer, Amphibole etc.). Die Gesamtzahl der kieselsäurehaltigen Mineralien übersteigt 400.Physikalische Eigenschaften von Silizium
Ich denke, es lohnt sich nicht, hier zu verweilen, alle physikalischen Eigenschaften sind frei verfügbar, aber ich werde die grundlegendsten auflisten.Siedepunkt 2600 °C
Silizium ist für langwellige Infrarotstrahlen durchlässig
Dielektrizitätskonstante 11,7
Silizium-Mohs-Härte 7,0
Ich möchte sagen, dass Silizium ein sprödes Material ist, eine merkliche plastische Verformung beginnt bei Temperaturen über 800°C.
Silizium ist ein Halbleiter, weshalb es von großem Nutzen ist. Die elektrischen Eigenschaften von Silizium sind stark von Verunreinigungen abhängig.
Chemische Eigenschaften von Silizium
Natürlich gibt es viel zu sagen, aber ich werde mich auf das Interessanteste konzentrieren. In Si-Verbindungen (ähnlich Kohlenstoff) ist es 4-wertig.Aufgrund der Bildung eines schützenden Oxidfilms ist Silizium auch bei erhöhten Temperaturen an der Luft stabil. In Sauerstoff oxidiert es ab 400 °C zu Siliziumoxid (IV) SiO2.
Silizium ist säurebeständig und löst sich nur in einer Mischung aus Salpeter- und Flusssäure auf, löst sich leicht in heißen Alkalilösungen unter Wasserstoffentwicklung.
Silizium bildet 2 Gruppen von sauerstoffhaltigen Silanen - Siloxane und Siloxene. Silizium reagiert mit Stickstoff bei Temperaturen über 1000 ° C. Si3N4-Nitrid, das selbst bei 1200 ° C an der Luft nicht oxidiert, ist beständig gegen Säuren (außer Salpetersäure) und Laugen sowie gegen geschmolzene Metalle und Schlacken praktische Bedeutung hat sein Wertstoff für die chemische Industrie, sowie für die Herstellung von Feuerfestprodukten. Siliziumverbindungen mit Kohlenstoff (Siliziumcarbid SiC) und Bor (SiB3, SiB6, SiB12) zeichnen sich durch hohe Härte, sowie thermische und chemische Beständigkeit aus.
Silizium erhalten
Ich denke, das ist der interessanteste Teil, hier werden wir detaillierter aufhören.Je nach Verwendungszweck gibt es:
1. Silizium in elektronischer Qualität(sog. „Elektronik-Silizium“) – das hochwertigste Silizium mit einem Siliziumgehalt von mehr als 99,999 Gew.-%, der spezifische elektrische Widerstand von Elektronik-Qualitätssilizium kann im Bereich von etwa 0,001 bis 150 Ohm cm liegen, jedoch der Widerstandswert muss ausschließlich eine bestimmte Verunreinigung vorgesehen werden, d. h. das Eindringen anderer Verunreinigungen in den Kristall, selbst wenn sie einen bestimmten elektrischen Widerstand bereitstellen, ist in der Regel nicht akzeptabel.
2. Silizium in Solarqualität(das sogenannte "Solarsilizium") - Silizium mit einem Siliziumgehalt von mehr als 99,99 Gew.-%, das zur Herstellung von Photovoltaik-Konvertern (Solarbatterien) verwendet wird.
3. Technisches Silikon- Siliziumblöcke mit polykristalliner Struktur, erhalten durch carbothermische Reduktion aus reinem Quarzsand; enthält 98% Silizium, die Hauptverunreinigung ist Kohlenstoff, es hat einen hohen Gehalt an Legierungselementen - Bor, Phosphor, Aluminium; hauptsächlich zur Gewinnung von polykristallinem Silizium verwendet.
Silizium von technischer Reinheit (95-98%) wird im Lichtbogen durch Reduktion von Kieselsäure SiO2 zwischen Graphitelektroden gewonnen. Im Zusammenhang mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie wurden Verfahren zur Gewinnung von reinem und extrareinem Silizium entwickelt. Dazu bedarf es einer Vorsynthese reinster Silizium-Ausgangsverbindungen, aus denen Silizium durch Reduktion oder thermische Zersetzung gewonnen wird.
Polykristallines Silizium ("Polysilizium") - die reinste Form von industriell hergestelltem Silizium - ein Halbzeug, das durch Reinigung von technischem Silizium durch Chlorid- und Fluoridverfahren gewonnen und zur Herstellung von mono- und multikristallinem Silizium verwendet wird.
Traditionell wird polykristallines Silizium aus industriellem Silizium gewonnen, indem es in flüchtige Silane (Monosilan, Chlorsilane, Fluorsilane) umgewandelt wird, gefolgt von einer Trennung der resultierenden Silane, einer destillativen Reinigung des ausgewählten Silans und einer Reduktion des Silans zu metallischem Silizium.
Reines Halbleitersilizium wird in zwei Formen erhalten: polykristallin(Reduktion von SiCl4 oder SiHCl3 mit Zink oder Wasserstoff, thermische Zersetzung von SiI4 und SiH4) und einkristallin(Schmelzen in der tiegelfreien Zone und "Ziehen" eines Einkristalls aus geschmolzenem Silizium - das Czochralski-Verfahren).
Hier sehen Sie den Prozess der Siliziumzüchtung nach der Czochralski-Methode.
Czochralski-Methode- ein Verfahren zum Züchten von Kristallen durch Hochziehen von der freien Oberfläche eines großen Schmelzvolumens mit Beginn der Kristallisation durch Inkontaktbringen eines Impfkristalls (oder mehrerer Kristalle) einer bestimmten Struktur und kristallographischen Orientierung mit dem freie Oberfläche der Schmelze.
Silikonanwendung
Speziell dotiertes Silizium wird weithin als Material für die Herstellung von Halbleiterbauelementen (Transistoren, Thermistoren, Leistungsgleichrichter, Thyristoren; in Raumfahrzeugen verwendete Solarfotozellen sowie viele andere Dinge) verwendet.Da Silizium für Strahlen mit einer Wellenlänge von 1 bis 9 Mikrometer durchlässig ist, wird es in der Infrarotoptik verwendet.
Silizium hat vielfältige und ständig wachsende Anwendungen. In der Metallurgie Si
verwendet, um in geschmolzenen Metallen gelösten Sauerstoff zu entfernen (Desoxidation).
Silizium ist Bestandteil einer Vielzahl von Eisen- und Nichteisenlegierungen.
Silizium verleiht Legierungen in der Regel eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit, verbessert ihre Gießeigenschaften und erhöht die mechanische Festigkeit; Bei höheren Konzentrationen kann Silizium jedoch Sprödigkeit verursachen.
Die wichtigsten sind siliziumhaltige Eisen-, Kupfer- und Aluminiumlegierungen.
Kieselsäure wird von der Glas-, Zement-, Keramik-, Elektro- und anderen Industrien verarbeitet.
Ultrareines Silizium wird hauptsächlich für die Herstellung einzelner elektronischer Geräte (z. B. Ihres Computerprozessors) und Einzelchip-Mikroschaltungen verwendet.
Reines Silizium, hochreine Siliziumabfälle, veredeltes metallurgisches Silizium in Form von kristallinem Silizium sind die wichtigsten Rohstoffe für die Solarenergie.
Monokristallines Silizium - neben Elektronik und Solarenergie wird es zur Herstellung von Spiegeln für Gaslaser verwendet.
Reinstsilizium und sein Produkt
Silizium im Körper
Silizium kommt im Körper in Form verschiedener Verbindungen vor, die hauptsächlich an der Bildung fester Skelettteile und -gewebe beteiligt sind. Besonders viel Silizium können einige Meerespflanzen (z. B. Diatomeen) und Tiere (z. B. Silikonschwämme, Radiolarien) anreichern, die beim Absterben am Meeresboden mächtige Ablagerungen von Siliziumoxid (IV) bilden. In kalten Meeren und Seen überwiegen mit Silizium angereicherte biogene Schlicke, in tropischen Meeren kalkhaltige Schlicke mit geringem Siliziumgehalt. Unter Landpflanzen reichern Getreide, Seggen, Palmen und Schachtelhalme viel Silizium an. Bei Wirbeltieren beträgt der Gehalt an Siliziumoxid (IV) in Aschesubstanzen 0,1-0,5%. Silizium kommt in den größten Mengen im dichten Bindegewebe, in den Nieren und in der Bauchspeicheldrüse vor. Die tägliche menschliche Ernährung enthält bis zu 1 g Silizium. Bei einem hohen Gehalt an Siliziumoxid (IV) -Staub in der Luft gelangt er in die Lunge einer Person und verursacht eine Krankheit - Silikose.Fazit
Nun, das ist alles, wenn Sie bis zum Ende lesen und sich ein wenig vertiefen, dann sind Sie dem Erfolg einen Schritt näher. Ich hoffe, ich habe nicht umsonst geschrieben und wenigstens jemandem hat der Beitrag gefallen. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.Monosilan SiH 4 . Der Vorfahre der homologen Reihe von Siliziumwasserstoffen Si n H 2n+2. Es ist ein sehr giftiges farbloses Gas mit einem Geruch, der an AsH 3 und H 2 S erinnert. t pl \u003d -185 o C, t kip \u003d -112 o C. An Luft entzündet es sich spontan, da seine Zündtemperatur unter der Raumtemperatur liegt. Zersetzt sich beim Erhitzen. Löst sich nicht in kaltem Wasser auf. Sehr reaktiv. Starkes Reduktionsmittel. Erhalten durch Einwirkung von verdünnter Salzsäure auf Magnesiumsilicid.
Silizium(II)-oxid (Kieselsäure) SiO 2 . Es kommt hauptsächlich als Mineral Quarz vor. Mit Verunreinigungen kontaminierter Quarz - gewöhnlicher Sand - ist eines der Hauptprodukte der Zerstörung von Gesteinen. Farbloser, sehr feuerfester Feststoff. Praktisch unlöslich in Wasser. Greift Kieselsäure und Säuren außer HF nicht an. Alkalien werden allmählich in Lösung überführt, wobei die entsprechenden Salze der Kieselsäure gebildet werden. Erhalten durch die Wechselwirkung von Silizium und Sauerstoff. Als Baumaterial verwendet.
Kieselsäure H 2 SiO 3 . Fast unlöslich in Wasser (in Form einer echten Lösung). Bildet leicht kolloidale Lösungen und fällt daher nur teilweise aus. Der Niederschlag hat das Aussehen einer farblosen Gallerte und seine Zusammensetzung entspricht nicht einfach der Formel H 2 SiO 3 oder H 4 SiO 4 , sondern der allgemeineren nSiO 2 . mH 2 O mit n- und m-Werten, die mit dem Niederschlag variieren. Kieselsäure ist sehr schwach.
Glas Na 2 CaSi 6 O 14 oder Na 2 O. CaO. 6SiO2. Ganz in der Nähe dieser Zusammensetzung ist das übliche Fensterglas. Es ist praktisch unlöslich, aber Wasser zersetzt sich teilweise von seiner Oberfläche und wäscht hauptsächlich Natrium aus. Gewonnen aus Soda, Kalkstein und Sand.
Siliziumkarbid (Karborund) SiC. Feste, feuerfeste Substanz. Sein Kristallgitter ähnelt dem von Diamant. Es ist ein Halbleiter. Es reagiert intensiv mit geschmolzenen Alkalien (in Gegenwart von Sauerstoff), über 600 ° C interagiert es mit Chlor. Erhalten Sie in großen Mengen in Elektroöfen bei 2300 über Mit der Wechselwirkung von überschüssigem Kohlenstoff mit Siliziumoxid.
53) Natürliche Siliziumverbindungen. Die Verwendung von Silizium im modernen Bauwesen.
Natürliche Siliziumverbindungen:
Silikate. Unter ihnen sind Alumosilikate am weitesten verbreitet (es ist klar, dass diese Silikate Aluminium enthalten). Alumosilikate umfassen Granit, verschiedene Arten von Tonen und Glimmer. Ein aluminiumfreies Silikat ist beispielsweise Asbest.
SiO2-Oxid ist für das Pflanzen- und Tierleben unerlässlich. Es stärkt die Stängel von Pflanzen und die Schutzhüllen von Tieren. Fischschuppen, Insektenpanzer, Schmetterlingsflügel, Vogelfedern und Tierfelle sind stark, weil sie Kieselsäure enthalten.
3) Strass
Bergkristall ist eine farblose, transparente, meist chemisch reine, nahezu frei von Verunreinigungen, eine Art Niedertemperaturmodifikation von Quarz – SiO2, die in einem trigonalen System kristallisiert. Es kommt in Form von einzelnen oder prismatisch-hexagonalen Kristallen vor, die in Drusen gesammelt werden und manchmal eine Tonne oder mehr wiegen.
Quarz ist eines der häufigsten Mineralien in der Erdkruste, ein gesteinsbildendes Mineral aus meist magmatischen und metamorphen Gesteinen. Chemische Formel: SiO2.
Quarzsorten: farblos, Rosenquarz, "haarig", Karneol, Achat, "Tigerauge", polierte Kiesel.
5) Karneol-Formel – SiO2, eine Art Chalcedon. Chemische Zusammensetzung - SiO2-Gehalt - 90-99 %; Fe2O3-, Al2O3-, MgO-, CaO-, H2O-Verunreinigungen werden notiert. Karneol ist wie Achat ein Aggregat von im Wesentlichen chalcedonischer Zusammensetzung mit einer komplexen Struktur.
Jaspis ist eine undurchsichtige Sorte von Quarz - Siliziumdioxid SiO2 - mit einer faserigen Struktur, die eine Vielzahl von Mineralien enthält: Granate, Hämatit, Pyrit usw. Daher zeichnet sich Jaspis durch eine große Farbvielfalt aus, einschließlich aller Töne außer rein blau.
7) Amethyst
Amethyste gelten als violette oder rötliche Quarzkristalle, die Siliziumdioxid sind und zum trigonalen System gehören.
Opal ist eine amorphe Sorte von Quarz SiO2 mit einem variablen Wassergehalt (6-10%). Der chemische Name von Opal ist Siliziumdioxid-Polyhydrat. Der Hauptvorteil von Opal ist die Fähigkeit, unter dem Einfluss von Sonnenlicht nacheinander unterschiedliche Strahlen auszusenden, um ein abwechslungsreiches Farbenspiel zu bewirken. Drei Arten von Opal sind bekannt: schwarzer Opal, der eine sehr dunkelblaue Farbe mit "Farbblitzen" hat; orangeroter Feueropal und weißer Opal.
7) Citrin Der Name des Steins, abgeleitet vom Wort citreus - "Zitrone", weist auf die gelbe Färbung dieser Quarzsorte hin, die dem Citrin durch Verunreinigungen von Eisen (III) verliehen wird. Citrin ist gut für Konzentration, Konzentration.
Jade ist ein durchscheinendes Mineral von weißer und grüner Farbe. Aus mineralogischer Sicht ist Jade eine Kieselsäureverbindung.
9) Achat ist eine Art durchscheinender Quarz. Chemische Formel: SiO2.
Anwendung von Siliziumverbindungen:
Silizium wird in der Silikatindustrie verwendet:
Natürliche Siliziumverbindungen - Sand (SiO2) und Silikate werden zur Herstellung von Keramik, Glas und Zement verwendet.
Silikatkleber ist weithin bekannt, wird im Bauwesen als Trockenmittel, in der Pyrotechnik und im Alltag zum Kleben von Papier verwendet.
Silikonöle und Silikone, Materialien auf Basis von Organosiliciumverbindungen, haben eine weite Verbreitung gefunden.
54) Physikalische und chemische Grundlagen der Korrosion von Beton und mineralischen Materialien.
Betonkorrosion ist der Hauptfeind aller mineralischen Baustoffe und Bauwerke (Beton, Stahlbeton, Ziegel, Asbestzement, Silikat, Schaumbeton und Porenbetonsteine). Das schwerwiegendste Problem ist der Einfluss des atmosphärisch-chemischen Faktors - der Einfluss aggressiver atmosphärischer Substanzen (Karbonate, Sulfate, Chloride) sowie häufige Frost-Tau-Wechsel.
Mineralische Baustoffe sind kapillarporös. Infolge aggressiver atmosphärischer Einwirkung bilden sich Kristalle innerhalb der porösen Struktur, deren Wachstum zum Auftreten von Rissen führt. Als Folge der Einwirkung von Wasser, Salzen und Kohlendioxid - Korrosion von Beton und Zerstörung von Gebäudestrukturen.
Der Schutz mineralischer Oberflächen ist eine globale Aufgabe bei Planung, Bau und Betrieb jeglicher Anlagen. Es ist relevant für alle Arten von Gebäuden, Strukturen und Strukturen, die im modernen Bauwesen verwendet werden.
Silizium (Si) - steht in Periode 3, Gruppe IV der Hauptuntergruppe des Periodensystems. Physikalische Eigenschaften: Silizium existiert in zwei Modifikationen: amorph und kristallin. Amorphes Silizium ist ein braunes Pulver mit einer Dichte von 2,33 g/cm3, das sich in Metallschmelzen auflöst. Kristallines Silizium sind dunkelgraue Kristalle mit Stahlglanz, hart und spröde, mit einer Dichte von 2,4 g/cm3. Silizium besteht aus drei Isotopen: Si (28), Si (29), Si (30).
Chemische Eigenschaften: elektronische Konfiguration: 1s22s22p63 s23p2 . Silizium ist ein Nichtmetall. Auf der externen Energieebene hat Silizium 4 Elektronen, die seine Oxidationsstufen bestimmen: +4, -4, -2. Wertigkeit - 2, 4. Amorphes Silizium hat eine größere Reaktivität als kristallines. Unter normalen Bedingungen interagiert es mit Fluor: Si + 2F2 = SiF4. Bei 1000 °C reagiert Si mit Nichtmetallen: mit CL2, N2, C, S.
Von den Säuren interagiert Silizium nur mit einer Mischung aus Salpeter- und Flusssäure:
Gegenüber Metallen verhält es sich anders: es löst sich gut in geschmolzenem Zn, Al, Sn, Pb, reagiert aber nicht mit ihnen; mit anderen Metallschmelzen - mit Mg, Cu, Fe interagiert Silizium mit der Bildung von Siliziden: Si + 2Mg = Mg2Si. Silizium brennt in Sauerstoff: Si + O2 = SiO2 (Sand).
Siliziumdioxid oder Kieselerde- stabile Verbindung Si, ist in der Natur weit verbreitet. Es reagiert mit seiner Fusion mit Alkalien, basischen Oxiden und bildet Kieselsäuresalze - Silikate. Kassenbon: In der Industrie wird reines Silizium durch Reduktion von Siliziumdioxid mit Koks in Elektroöfen gewonnen: SiO2 + 2С = Si + 2СO?.
Im Labor wird Silizium durch Kalzinieren von weißem Sand mit Magnesium oder Aluminium gewonnen:
SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si.
3SiO2 + 4Al = Al2O3 + 3Si.
Silizium bildet Säuren: H2 SiO3 - Metakieselsäure; H2 Si2O5 ist zwei Metakieselsäure.
In der Natur finden: Quarzmineral - SiO2. Quarzkristalle haben die Form eines sechseckigen Prismas, farblos und transparent, Bergkristall genannt. Amethyst - Bergkristall, lila gefärbt mit Verunreinigungen; Rauchtopas ist bräunlich bemalt; Achat und Jaspis sind kristalline Sorten von Quarz. Amorphes Siliziumdioxid ist weniger verbreitet und existiert in Form des Minerals Opal, SiO2 nH2O. Diatomeenerde, Tripol oder Kieselgur (Diatomeenerde) sind erdige Formen von amorphem Silizium.
42. Das Konzept kolloidaler Lösungen
Kolloidale Lösungen– hochdisperse Zweiphasensysteme bestehend aus einem Dispersionsmedium und einer dispergierten Phase. Die Teilchengrößen liegen zwischen echten Lösungen, Suspensionen und Emulsionen. Bei Kolloidale Teilchen molekulare oder ionische Zusammensetzung.
Es gibt drei Arten der inneren Struktur von Primärteilchen.
1. Suspensoide (oder irreversible Kolloide)– heterogene Systeme, deren Eigenschaften durch eine entwickelte Grenzfläche bestimmt werden können. Im Vergleich zu Suspensionen sind sie höher dispergiert. Ohne einen Dispersionsstabilisator können sie nicht lange bestehen. Sie heißen irreversible Kolloide aufgrund der Tatsache, dass ihre Ausfällung nach dem Verdampfen wieder keine Sole bildet. Ihre Konzentration ist niedrig - 0,1%. Sie weichen geringfügig von der Viskosität des dispergierten Mediums ab.
Suspensoide sind erhältlich:
1) Dispersionsverfahren (Mahlen großer Körper);
2) Kondensationsmethoden (Erhalt unlöslicher Verbindungen durch Austauschreaktionen, Hydrolyse usw.).
Die spontane Abnahme der Dispersion in Suspensoiden hängt von der freien Oberflächenenergie ab. Um eine lang anhaltende Suspension zu erhalten, sind Bedingungen für ihre Stabilisierung erforderlich.
Stabile disperse Systeme:
1) Dispersionsmedium;
2) dispergierte Phase;
3) Stabilisator des dispergierten Systems.
Der Stabilisator kann ionisch, molekular, aber meistens hochmolekular sein.
Schutzkolloide- makromolekulare Verbindungen, die zur Stabilisierung zugesetzt werden (Proteine, Peptide, Polyvinylalkohol etc.).
2. Assoziative (oder mizellare Kolloide) - Semikolloide, die bei ausreichender Konzentration von Molekülen aus Kohlenwasserstoffresten (amphiphile Moleküle) niedermolekularer Substanzen bei ihrer Assoziation zu Molekülaggregaten (Micellen) entstehen. Mizellen entstehen in wässrigen Lösungen von Waschmitteln (Seifen), organischen Farbstoffen.
3. Molekulare Kolloide (reversible oder lyophile Kolloide) - natürliche und synthetische Substanzen mit hohem Molekulargewicht. Ihre Moleküle haben die Größe kolloidaler Teilchen (Makromoleküle).
Verdünnte Lösungen von Kolloiden makromolekularer Verbindungen sind homogene Lösungen. Bei starker Verdünnung gehorchen diese Lösungen den Gesetzen verdünnter Lösungen.
Unpolare Makromoleküle lösen sich in Kohlenwasserstoffen, polare - in polaren Lösungsmitteln.
Reversible Kolloide- Stoffe, deren Trockenrückstand bei Zugabe einer neuen Portion Lösungsmittel wieder in Lösung geht.
Nach Sauerstoff Silizium ist das am häufigsten vorkommende Element in der Erdkruste. Es hat 2 stabile Isotope: 28 Si, 29 Si, 30 Si. Silizium kommt in der Natur nicht in freier Form vor.
Die häufigsten sind: Salze von Kieselsäuren und Siliziumoxid (Kieselerde, Sand, Quarz). Sie sind Teil von Mineralsalzen, Glimmer, Talk, Asbest.
Allotropie von Silizium.
Bei Silizium Es gibt 2 allotrope Modifikationen:
Kristallin (hellgraue Kristalle. Die Struktur ähnelt dem Kristallgitter von Diamant, bei dem das Siliziumatom kovalent an 4 identische Atome gebunden ist und sich selbst darin befindet sp3 - Hybridisierung);
Amorph (braunes Pulver, aktivere Form als kristallin).
Eigenschaften von Silizium.
Bei Temperatur reagiert Silizium mit Luftsauerstoff:
Si + Ö 2 = SiO 2 .
Bei Sauerstoffmangel (Mangel) kann folgende Reaktion ablaufen:
2 Si + Ö 2 = 2 SiO,
Wo SiO- Monoxid, das auch während der Reaktion entstehen kann:
Si + SiO 2 = 2 SiO.
Unter normalen Bedingungen Silizium kann mit reagieren F 2 , wenn erhitzt - mit Kl 2 . Wenn die Temperatur weiter erhöht wird, dann Si wird in der Lage sein, mit zu interagieren N und S:
4Si + S8 = 4SiS2;
Si + 2F 2 \u003d SiF 4.
Silizium kann mit Kohlenstoff reagieren und geben Karborund:
Si + C = SiC.
Silizium ist in einer Mischung aus konzentrierter Salpeter- und Flusssäure löslich:
3Si + 4HNO 3 + 12HF = 3SiF 4 + 4NO + 8H 2 O.
Silizium löst sich in wässrigen Lösungen von Alkalien:
Si + 2NaOH + H 2 O \u003d Na 2 SiO 3 + H 2.
Beim Erhitzen mit Oxiden disproportioniert Silizium:
2 MgO + 3 Si = mg 2 Si + 2 SiO.
Bei der Wechselwirkung mit Metallen wirkt Silizium als Oxidationsmittel:
2 mg + Si = mg 2 Si.
Anwendung von Silikon.
Seine größte Verwendung findet Silizium bei der Herstellung von Legierungen zur Festigkeitssteigerung von Aluminium, Kupfer und Magnesium sowie zur Herstellung von Ferrosiliziden, die in der Stahlherstellung und Halbleitertechnik von großer Bedeutung sind. Siliziumkristalle werden in Solarzellen und Halbleiterbauelementen - Transistoren und Dioden - verwendet.
Silizium dient auch als Rohstoff für die Herstellung von Organosiliciumverbindungen oder Siloxanen, die in Form von Ölen, Schmiermitteln, Kunststoffen und Synthesekautschuken gewonnen werden. Anorganische Siliziumverbindungen werden in der Keramik- und Glastechnik als Isoliermaterial und Piezokristalle verwendet.