Получение диоксида кремния, силицида магния и силана

Диоксид кремния – бесцветное кристаллическое вещество, обладающее высокой прочностью и твердостью. Формула SiO2.

Свойства:

• температура плавления 1713 – 1728 °C
• взаимодействует с основными оксидами и щелочами (при нагревании)
• принадлежит к группе кислотных оксидов
• растворим в плавиковой кислоте
• является стеклообразующим оксидом (склонен к образованию переохлажденного расплава – стекла)
• диэлектрик (эл. ток не проводит)
• не реагирует с водой
• прочен

Применение:

• изготовление стекла, бетонных изделий, керамики, кремнеземистых огнеупоров, кремния, резины и пр.
• электроника, радиоэлектроника, ультразвуковые приборы
• аморфный непористый диоксид кремния используется в пищевой промышленности (E551), фармацевтической и парафармацевтической промышленности.
• волоконно-оптические кабели

Получение диоксида кремния

---

Понадобится:

• жидкое стекло (силикат натрия)
• кислота (серная, хлороводородная или азотная)
• вода
• сода

Наливаем в стакан силикат натрия и добавляем кислоту.

При добавлении кислоты сразу начинает образовываться осадок диоксида кремния. Кислоту добавляем пока не образуется достаточного количества диоксида кремния.

В другом стакане разводим 5% раствор соды и помещаем туда полученный осадок. Таким образом, мы избавимся от остатка кислоты.
После, диоксид кремния необходимо промыть несколько раз чистой водой, чтобы избавится от остатков соды.

После промывки фильтруем осадок через бумажный фильтр.

Далее выкладываем диоксид кремния на термостойкую посуду и отправляем в печь прогретую до 200 °C., на 1.5 – 2 часа.

Результат.

Силицид магния – неорганическое бинарное соединение магния и кремния. Формула Mg2Si.

Свойства:

• термически устойчив
• температура плавления 1102 °C
• молярная масса 76.7 г/моль
• плотность 1.988 г/см3
• гидролизуется водой
• разлагаем в кислотах

Применение:

• получение газа силана

Получение силицида магния

---

Понадобится:

• диоксид кремния
• магний (прошкообразный)

Измельчаем в ступке диоксид кремния.

Смешиваем 4 г., диоксида кремния и 6 г., магния. Если у вас порошок магния черного цвета, то необходимо перетереть его в ступке с диоксидом кремния.

Насыпаем смесь в закрепленную на штативе пробирку и нагреваем газовой горелкой.
Важно! Все компоненты до нагревания должны быть хорошо просушены! Если в смеси будет присутствовать даже небольшое количество влаги, то при реакции начнет выделяться селан, который в последующем воспламениться.

Под воздействием высокой температуры в пробирке начинает образовываться силицид магния (вещество темного цвета).

Далее извлекаем полученное вещество из пробирки. Заворачиваем ее в бумагу и разбиваем.

Отделяем части пробирки от порошка.

Силан – пирофорный газ. Формула SiH4.

Свойства:

• молярная масса 32.12 г/моль
• состояние газообразное
• бесцветен
• ядовит
• воспламеняется при контакте с воздухом
• легко окисляем
• устойчив в нейтральной и кислотной среде
• растворяется в бензине, эталоне
• плотность 0.001342 г/см3
• температура плавления – 185 °C
• температура кипения – 112 °C
• температура разложения 500 °C

Применение:

• при реакциях органического синтеза (получение ценных кремнийорганических полимеров и др.)
• микроэлектроника
• получение сверхчистого поликремния
• связь между органической матрицей и неорганическим наполнителем в композиционных стоматологических материалах

Получение силана

---

Понадобится:

• серная кислота
• силицид магния

Наливаем в чашку немного серной кислоты (если налить много, то силан может не самовоспламениться) и добавляем силицид магния.

Начнут происходить вспышки – это самовоспламеняющийся на воздухе газ силан.

Видео инструкция получения чистого диоксида кремния, силицида магния и силана.