Lý thuyết và bài tập về silic và hợp chất của silic - Tài liệu Hóa học 12

Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Lý thuyt và bài tp v silic và hp cht

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -



I. Silic
1. Tính cht vt lí
Silic có các dng thù hình: Silic tinh th và silic vô đnh hình.
Silic tinh th có cu trúc ging kim cng, màu xám, có ánh kim, nóng chy  1420
0
C. Silic tinh th có
tính bán dn,  nhit đ thng đ dn đin thp nhng khi tng nhit đ thì đ dn đin tng lên.
Silic vô đnh hình là cht bt màu trng.
2. Tính cht hóa hc
Cng ging nh cacbon, silic có các s oxi hóa -4,0,+2,+4; s oxi hóa +2 ít đc trng đi vi silic.
Silic vô đnh hình có kh nng phn ng cao hn silic tinh th.
a. Tính kh
Tác dng vi phi kim: Silic tác dng vi flo  nhit đ thng, còn khi đun nóng có th tác dng vi phi
kim khác:
04
24
Si + 2F Si F


(silic tetraflorua).
04
0

t
22
Si + 2O Si O


(silic đioxit).
Tác dng vi hp cht: Silic tác dng tng đi mnh vi dung dch kim, gii phóng hiđro:
04
2 2 3 2
Si + 2NaOH + H O Na SiO + 2H



b. Tính oxi hóa
 nhit đ cao, silic tác dng vi các kim loi nh Ca, Mg, Fe, … to thành hp cht silixua kim loi:
04
0
t
2
Si + 2Mg Mg Si


(magie silixua).
3. Trng thái t nhiên
Silic là nguyên t ph bin th 2 sau oxi, chim gn 29,5% khi lng v trái đt. Trong t nhiên ch gp
silic di dng các hp cht, ch yu là cát SiO
2
, các khoáng vt silicat và aluminosilicat nh : cao lanh
Al
2

O
3
.2SiO
2
.2H
2
O; xecpentin 3MgO.2SiO
2
.2H
2
O; fenspat Na
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
, Silic còn có trong c th
đng vt, thc vt vi lng nh và có vai trò đáng k trong hat đng sng ca th gii hu sinh.
4. ng dng và điu ch
Silic siêu tinh khit là cht bán dn đc dùng trong k thut vô tuyn và đin t. Pin mt tri ch to t
silic có kh nng chuyn nng lng ánh sáng mt tri thành đin nng, cung cp cho các thit b trên tàu
v tr.
Trong luyn kim, hp kim ferosilic đc dùng đ ch to thép chu nhit.
Trong phòng thí nghim, silic đc điu ch bng cách đt cháy mt hn hp gm bt magie và cát
nghin mn:
0
t
2

SiO + 2Mg Si + 2MgO

Trong công nghip, silic đc sn xut bng cách dùng than cc kh silic đioxit trong lò đin  nhit đ
cao:
0
t
2
SiO + 2C Si + 2CO

II. Hp cht ca silic
1. Silic đioxit
Silic đioxit SiO
2
là cht  dng tinh th, nóng chy  1713
0
C không tan trong nc. Trong t nhiên, SiO
2

tinh th ch yu  dng khoáng vt thch anh. Thch anh ch yu tn ti  dng tinh th ln, không màu,
LÝ THUYT VÀ BÀI TP V SILIC VÀ HP CHT
(TÀI LIU BÀI GING)
Giáo viên: V KHC NGC
ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm vi bài ging “Lý thuyt và bài tp v silic và hp cht
” thuc Khóa
hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn
“Lý thuyt và bài tp v silic và hp cht”, Bn cn kt hp xem tài liu cùng vi bài ging này
.
Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Lý thuyt và bài tp v silic và hp cht

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -

trong sut. Cát là SiO
2
có cha nhiu tp cht.
Silic đioxit là oxit axit, tan chm trong dung dch kim đc nóng, tan d trong kim nóng chy hoc
cacbonat kim loi kim nóng chy, to thành silicat:
0
0
t
2 2 3 2
t
2 2 3 2 3 2
SiO + 2NaOH Na SiO + H O
SiO + 2Na CO Na SiO + CO



Silic đioxit tan trong axit flohiđric:
2 4 2
SiO + 4HF SiF + 2H O

Da vào phn ng này ngi ta dùng dung dch HF đ khc ch và hình trên thy tinh.
2. Axit silixic và mui silicat
a. Axit silixic
Axit silixic H
2
SiO

3
là cht  dng keo, không tan trong nc, khi đun nóng d mt nc:
0
t
2 3 2 2
H SiO SiO + H O

Khi sy khô, Axit silixic mt mt phn nc, to thành mt vt liu xp là silicagen. Silicagen đc dùng
đ hút m và hp th nhiu cht.
Axit silixic là axit rt yu, yu hn c axit cacbonic nên d b khí CO
2
đy ra khi dung dch mui ca nó:
2 3 2 2 2 3 2 3
Na SiO + CO + H O H SiO + Na CO

b. Mui silicat
Axit silixic d tan trong dung dch kim, to thành mui silicat. Ch có silicat kim loi kim tan đc
trong nc. Dung dch đm đc ca Na
2
SiO
3
và K
2
SiO
3
đc gi là thy tinh lng. Vi hoc g tm thy
tinh lng s khó b cháy. Thy tinh lng còn đc dùng đ ch to keo dán thy tinh và s.
 trong dung dch, silicat kim loi kim b phân hy mnh to ra môi trng kim:
2 3 2 2 3
Na SiO + 2H O 2NaOH + H SiO฀

III. Công nghip silicat
1. Thy tinh
a. Thành phn hóa hc và tính cht ca thy tinh
Thy tinh thông thng đc dùng làm ca kính, chai l, là hn hp ca natri silicat, canxi silicat và silic
đioxit, có thành phn gn đúng vit di dng các oxit là Na
2
O.CaO.6SiO
2
. Thy tinh loi này đc sn
xut bng cách nu chy mt hn hp gm cát trng, đá vôi và sođa  1400
0
C:
0
t
2 3 2 3 2 2 2
6SiO + CaCO + Na CO Na O.CaO.6SiO + 2CO

Thy tinh không có cu trúc tinh th mà là cht vô đnh hình, nên không có nhit đ nóng chy xác đnh.
Khi đun nóng nó mm dn ri mi chy, do đó có th to ra nhng đ vt và dng c có hình dng nh ý
mun.
b. Mt s loi thy tinh
Ngoài loi thy tinh thông thng nêu trên còn có mt s loi thy tinh khác vi thành phn hóa hc và
công dng khác nhau.
- Khi nu thy tinh, nu thay Na
2
CO
3
bng K
2

CO
3
thì đc thy tinh kali có nhit đ hóa mm và nhit đ
nóng chy cao hn. Thy tinh kali đc dùng làm dng c thí nghim, lng kính, thu kính
- Thy tinh cha nhiu chì oxit d nóng chy và trong sut gi là thy tinh pha lê
- Thy tinh thch anh đc sn xut bng cách nu chy silic đioxit tinh khit. Loi thy tinh này có nhit
đ hóa mm cao, có h s n nhit rt nh nên không b nt khi nóng lnh đt ngt.
- Khi cho thêm oxit ca mt s kim loi, thy tinh s có màu khác nhau, do to nên các silicat có màu. Thí
d: crom III oxit Cr
2
O
3
cho thy tinh màu lc, coban oxit CoO cho thy tinh màu xanh nc bin.
2.  gm
 gm là vt liu đc ch to ch yu t đt sét và cao lanh. Tùy theo công dng ngi ta phân bit
gm xây dng, vt liu chu la, gm k thut, và gm dân dng.
a. Gch và ngói
Gch và ngói thuc loi gm xây dng. Phi liu đ sn xut chúng gm đt sét loi thng và mt ít cát
đc nhào vi nc thành khi do, sau đó to hình sy khô và nung  900 – 1000
0
C s đc gch và
ngói. Sau khi nung, chúng thng có màu đ gây nên bi st oxit  trong đt sét.
b. Gch chu la
Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Lý thuyt và bài tp v silic và hp cht

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -

Gch chu la thng đc dùng đ lót lò cao, lò luyn thép, lò thy tinh Có 2 loi là: gch đinat và gch
samôt. Phi liu đ ch to gch đinat gm 93-96% SiO
2
, 4-7% CaO và đt sét; nhit đ nung khong
1300 – 1400
0
C. Gch đinat chu đc nhit đ khong 1690 – 1720
0
C.
Phi liu đ ch to gch samôt gm bt samôt chn vi đt sét và nc. Sau khi đóng khuôn và sy khô,
vt liu đc nung  1300 – 1400
0
C. Bt samôt là đt sét đc nung  nhit đ rt cao ri nghin nh.
c. Sành, s và men
- t sét sau khi đun nóng  nhit đ 1200 – 1300
0
C thì bin thành sành. Sành là vt liu cng, gõ kêu, có
màu nâu hoc xám.  có đ bóng và lp bo v không thm nc, ngi ta to mt lp men mng  mt
ngoài ca đ sành.
- S là vt liu cng, xp có màu trng, gõ kêu. Phi liu đ sn xut s gm cao lanh, fenspat, thch anh
và mt s oxit kim loi.  s đc nung hai ln, ln đu  1000
0
C, sau đó tráng men và trang trí ri nung
ln 2  1400 – 1500
0
C. S có nhiu loi: s dân dng, s k thut. S k thut đc dùng đ ch to các
vt liu cách đin, t đin, buzi đánh la, các dng c thí nghim.
- Men có thành phn chính ging s, nhng d nóng chy hn. Men đc ph lên b mt sn phm, sau đó
nung  nhit đ thích hp bin thành mt lp thy tinh che kín b mt sn phm.
Làng gm s Bát Tràng, các nhà máy s Hi Dng, ng Nai, là nhng c s sn xut đ gm s ni

ting.
3. Xi mng
a. Thành phn hóa hc và phong pháp sn xut
- Xi mng thuc loi vt liu dính, đc dùng trong xây dng. Quan trng và thông dng nht là xi mng
Pooclng. ó là cht bt min, màu lc xám, thành phn chính gm canxi silicat và canxi aluminat:
Ca
3
SiO
5
hoc 3CaO.SiO
2
, Ca
2
SiO
4
hoc 2CaO.SiO
2
, Ca
3
(AlO
3
)
2
hoc 3CaO.Al
2
O
3
.
- Xi mng Pooclng đc sn xut bng cách nghin nh đá vôi, trn vi đt sét có nhiu SiO
2

và mt ít
qung st bng phng pháp khô hoc phng pháp t, ri nung hn hp trong lò quay hoc lò đng 
1400 – 1600
0
C. Sau khi nung, thu đc mt hn hp màu xám gi là clanhke.  ngui ri nghin
clanhke vi mt s cht ph gia thành bt mn, s đc xi mng.
b. Quá trình đông cng xi mng
Trong xây dng, xi mng đc trn vi nc thành khi nhão, sau vài gi s bt đu đông cng. Quá trình
đông cng ca xi mng ch yu da vào s kt hp ca các hp cht có trong xi mng vi nc, to nên
nhng tinh th hiđrat đan xen vào vi nhau thành khi cng và bn.
2 2 2 4 2 2
2 2 2 4 2
2 3 2 3 3 2 2
3CaO.SiO + 5H O Ca SiO .4H O + Ca(OH)
2CaO.SiO + 4H O Ca SiO .4H O
3CaO.Al O + 6H O Ca (AlO ) .6H O




Hin nay ngi ta còn sn xut các loi xi mng có nhng tính nng khác nhau: xi mng chu axit, xi
mng chu nc bin
 nc ta có nhiu nhà máy xi mng ln nh nhà máy xi mng Hi Phòng, Hoàng Thch, Bm Sn,
Chinfon, Hoàng Mai, Hà Tiên



Giáo viên: V Khc Ngc
Ngun:
Hocmai.vn