Как называется соли кремниевой кислоты

Кремниевая кислота и её соли

Кремниевые кислоты – соединения оксида кремния с водой, очень слабые нерастворимые кислоты. Соотношение оксида кремния и воды различно, общая формула nSiO₂·mH₂O, кислоты легко переходят друг в друга.

В водных растворах доказано существование ортокремниевой H₄SiO₄, пирокремниевой H₆Si₂O₇, метакремниевой H₂SiO₃ и дикремниевой H₂Si₂O₅ кислот.

H₂SiO₃ — очень слабая (слабее угольной), непрочная, в воде малорастворима (образует коллоидный раствор).

Получение кремниевой кислоты:

При нагревании разлагается:

Соли кремниевой кислоты – силикаты. Обычно они нерастворимы в воде, исключения составляют силикаты натрия и калия, их называют «жидким стеклом». Силикаты широко распространены в природе. Свойства силикатов различны в зависимости от их состава и строения, очень часто они имеют красивую окраску, некоторые из них используются в ювелирном деле (гранат, топаз, изумруд).

Гранат — общая формула: R 2+ ₃ R 3+ ₂ [SiO₄]₃, где R 2+ — Mg, Fe, Mn, Ca; R 3+ — Al, Fe, Cr

Состав обычного оконного стекла: Na₂O·CaO·6SiO₂.

Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы:

Источник

Кремниевая кислота

Кремниевая кислота

Строение молекулы и физические свойства

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO₂•mH₂O. Образует коллоидный раствор в воде.

Метакремниевая H₂SiO₃ существует в растворе в виде полимера:

Способы получения

Кремниевая кислота образуется при действии сильных кисло т на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

Химические свойства

1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами :

2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду :

Силикаты

Силикаты — это соли кремниевой кислоты. Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов:

2. Сплавление с основными оксидами:

СаО + SiO₂ → CaSiO₃

3. Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na₂O·CaO·6SiO₂.

Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато-лиловый.

Источник

Как называется соли кремниевой кислоты

Слоистые структуры

Слоистые структуры формируются из ленточных, кремнийкислородные тетраэдры связаны тремя вершинами в ленты [Si₂O₅]_n 2 n– :

Ленточные структуры

Ленточные структуры формируются из двух цепочек, кремнийкислородные тетраэдры связаны тремя вершинами в ленты [Si₄O₁₀]_n 4 n– или [Si₄O₁₁]_n 6 n– :

Цепочечные структуры

Построены из кремний кислородных тетраэдров, связанных двумя вершинами в цепочки [SiO₃]_n 2 n– (LiAl[SiO₃]₂):

Получают кремниевые кислоты косвенным путем, действуя на силикат калия или натрия соляной кислотой :

Их нельзя получить в чистом виде.

Соли кремниевой кислоты – силикаты. Обычно они нерастворимы в воде, исключения составляют силикаты натрия и калия, их называют «жидким стеклом». Силикаты широко распространены в природе. Свойства силикатов различны в зависимости от их состава и строения, очень часто они имеют красивую окраску, некоторые из них используются в ювелирном деле (гранат, топаз, изумруд).

Каркасные структуры

Образуются при объединении ленточных слоев вершинами кремнийкислородных тетраэдров с образованием трехмерной каркасной структуры, тетраэдры соединены четырьмя вершинами (KAl[Si₃O₈]).

Силикаты широко распространены в природе. Они имеют различный состав и строение. Практически все силикаты содержат структурную единицу – кремнийкислородный тетраэдр SiO₄. В структуре силикатов атомы кремния могут замещаться на атомы алюминия, в этом случае образуются алюмосиликаты. По строению силикаты и алюмосиликаты делятся на следующие классы: островные, цепочечные, ленточные, слоистые и каркасные.

Стекло – тоже силикат. Состав обычного оконного стекла: Na₂O·CaO·6SiO₂. Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

6SiO₂ + Na₂CO₃ + CaCO₃ = Na₂O·CaO·6SiO₂ + 2CO₂.

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато–лиловый.

Источник

Соединения кремния

Силан (моносилан, гидрид кремния)

Способы получения силана

Химические свойства силана

Моносилан SiH₄ – бесцветный ядовитый газ с неприятным запахом.

Диоксид кремния (кремнезем)

Нахождение в природе кремнезема

Диоксид кремния имеет атомную кристаллическую решетку. Существует в виде кристаллической (горный хрусталь, аметист, агат, яшма), аморфной (опал) и стеклообразной (кварцевое стекло) форм

Химические свойства кремнезема

Диоксид кремния — кислотный оксид. Проявляет слабые окислительные свойства

SiO₂ + 2Mg → Si + 2MgO

При избытке восстановителя образуются силициды:

SiO₂ + 3С → SiС + 2СО

Кремниевые кислоты и силикаты

Кремниевые кислоты – nSiO₂ · mH₂O

Кремниевые кислоты — соединения общей формулы nSiO₂ · mH₂O. Это очень слабые, малорастворимые в воде соединения, легко образующие коллоидные растворы.

Существуют ортокремниевая кислота – H₄SiO₄

Метакремниевая (кремниевая) кислота – H₂SiO₃

Ди – и поликремниевые кислоты

Способы получения кремниевых кислот

Химические свойства кремниевых кислот

Силикаты – соли кремниевой кислоты

Большинство силикатов нерастворимо в воде. Растворимыми являются силикаты натрия и калия, растворы которых называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов

Химические свойства силикатов

Источник

Кремневые кислоты и их соли

Кремневый ангидрид является кислотным окислом, которому соответствует ортокремневая кислота H₄SiO₄. Эта кислота очень легко конденсируется с образованием высокомолекулярной метакремневой кислоты (Н₂SiO₃)_x. Упрощенную формулу метакремневой кислоты записывают так: Н₂SiO₃. Соли кремневых кислот называются кремнекислыми солями, или силикатами.

Силикаты калия и натрия получаются при сплавлении кремнезема с едкими щелочами или карбонатами калия и натрия, например:

Образующиеся при этом сплавы имеют вид стекловидных масс и в отличие от всех остальных силикатов, растворяются в воде. Поэтому силикаты калия и натрия получили название растворимого стекла.

Приведенные выше формулы силикатов калия и натрия являются упрощенными. В действительности эти силикаты имеют переменный состав, выражаемый общей формулой R₂O•SiO₂, где R означает калий или натрий.

Реакцию образования кремневой кислоты можно выразить следующим уравнением:

Выделяющийся из раствора студенистый осадок кремневой кислоты содержит огромное количество воды, которая может быть удалена нагреванием. Однако таким путем никакой определенной кислоты, состав которой можно было бы выразить формулой, получить не удается: осадок постепенно теряет воду, пока, наконец, при прокаливании не превратится в чистый безводный кремневый ангидриде Полагают, что кремневый ангидрид образует много различных кремневых кислот, отличающихся, подобно фосфорным кислотам, различным содержанием воды. На их существование указывает большое число разнообразных солей, которым соответствуют кислоты: H₂SiO₃(SiO₂ + H₂O), H₄SiO₄(SiO₂ + 2H2O) и т. д.

Пока с достоверностью установлено существование трех кисслот — ортокремневой H₄SiO₄, метакремневой H₂SiO₃, точнее (H₂SiO₃)_x, и двуметакремневой (H₂Si₂O₅)_x. Когда при реакции выделяется кремневая кислота, то для выражения ее состава обычно пользуются упрощенной формулой метакремневой кислоты H₂SiO₃.

Кремневая кислота очень слабая, поэтому Na₂SiО₃ и K₂SiO₃ в растворах сильно гидролизованы и показывают щелочную реакцию.

Соли кремневой кислоты — силикаты — чрезвычайно распространены в природе. Как уже упоминалось, земная кора состоит главным образом из кремнезема и различных силикатов. К природным силикатам принадлежат полевые шпаты, слюды, глины, асбест, тальк и многие другие минералы. Силикаты входят в состав целого ряда горных пород: гранита, гнейса, базальта, различных сланцев и т. д. Многие драгоценные камни, например изумруд, топаз, аквамарин, представляют собой хорошо образованные, кристаллы природных силикатов.

Состав природных силикатов выражается в большинстве случаев довольно сложными формулами. Ввиду сложности этих формул, а также недоказанности существования соответствующих поликремневых кислот принято писать их несколько иначе, чем обычные формулы солей.

Дело в том, что всякую соль кислородной кислоты можно рассматривать как соединение кислотного окисла с основным (или даже с двумя основными окислами, если это двойная соль). Например, СаСО₃ можно рассматривать как соединение СаО и СO₂, Аl₂(SO₄)₃ — как соединение Аl₂O₃ и 3SO₃ и т. д. На этом основании при изображении состава силикатов обыкновенно пишут отдельно формулы кремневого ангидрида и всех окислов, образующих силикат, не сливая их в одну формулу соли.

Приведем формулы некоторых природных силикатов:

Как уже указывалось ранее, силикаты, содержащие алюминий, называются алюмосиликатами. Самыми важными из них являются полевые шпаты.

В состав полевых шпатов, кроме окислов кремния и алюминия, входят еще окислы калия, натрия или кальция. Обыкновенный полевой шпат, или ортоклаз, содержит окись калия; состав его выражается формулой К₂О • Аl₂O₃• 6SiO₂. Преобладающий цвет полевых шпатов — белый или красный. Они встречаются как сплошными залежами, так и в составе сложных горных пород.

К алюмосиликатам относятся также довольно известные минералы — слюды, отличающиеся способностью раскалываться на тонкие, гибкие листочки. Слюды имеют очень сложный состав и наряду с кремнием и алюминием содержат водород, калий или натрий; некоторые слюды содержат также кальций, магний и железо. Обычная белая слюда, большие прозрачные пластинки которой вследствие их тугоплавкости часто применяются для закрывания отверстий в различных печах, является силикатом калия и алюминия. Слюды, содержащие много железа и магния, имеют черный цвет. Отдельно слюды встречаются не часто, но зато входят в состав очень многих сложных горных пород. Из кристалликов кварца, полевого шпата и слюды состоят самые распространенные сложные горные породы — граниты и гнейсы.

На поверхности земли минералы и горные породы, соприкасаясь с атмосферой и подвергаясь механическому и химическому действию воды и воздуха, постепенно изменяются и разру-шаются. Это разрушение, обусловленное совместной деятельностью воды и воздуха, носит название выветривания. Особенное значение имеет разложение полевых шпатов, например ортоклаза. Вода, содержащая углекислый газ, действует на ортоклаз таким образом, что К₂О отщепляется и, соединяясь с СО₂, дает поташ К₂СО₃; отщепляется также часть SiО₂, а остаток соединяется с водой и образует новый силикат — к а ол и н, составляющий основу различных глин.

Разложение ортоклаза можно выразить следующим уравнением:

Подобно полевым шпатам, но более медленно, разлагаются слюды.

Процесс превращения полевых шпатов и других алюмосиликатов в каолин называется каолинизацией. Так как полевые шпаты очень распространены, то в результате их разложения в природе образуются огромные количества глины.

Чистый каолин встречается сравнительно редко. Он имеет белый цвет и содержит лишь незначительную примесь кварцевого песка. Такой каолин ценится как материал для приготовления фарфора. Богатые залежи каолина имеются во многих местах Советского Союза, особенно в южной его части. Лучший каолин получают из месторождений Глуховского района УССР. Обыкновенная глина представляет собой смесь каолина с другими веществами, окрашивающими ее в желтовато-бурый или синеватый цвет. Некоторые сорта глин, интенсивно окрашенные окис лами железа,, применяются в качестве минеральных красок (охра и др.).

Соединения кремния играют важную роль в народном хозяйстве. Кремнезем и природные силикаты служат исходными материалами при производстве стекла, керамиковых изделий, фарфора и фаянса, строительных и вяжущих материалов. Все эти производства составляют большую отрасль народного хозяйства, носящую название силикатной промышленности.

Вы читаете, статья на тему Кремневые кислоты и их соли

Похожие страницы:

Понравилась статья поделись ей

Источник