Silic – công nghiệp silicat
Silic là nguyên tố phổ biến thứ 2 trong vỏ trái đất, ngành công nghiệp liên quan đến silic và hợp chất của nó gọi là công nghiệp silicat rất gần gũi trong đời sống hàng ngày của chúng ta.
Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:
Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Nghiên cứu về silic và ngành công nghiệp này qua bài viết dưới đây
SILIC. CÔNG NGHIỆP SILICAT
I.Silic (Si)
1. Trạng thái thiên nhiên
-Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, chỉ sau oxi, chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất.
-Trong thiên nhiên, Silic không tồn tại ở dạng đơn chất mà chỉ ở tồn tại ở dạng hợp chất.
-Các hợp chất của Silic tồn tại nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).
2. Tính chất
a)Tính chất vật lí
– Silic là chất rắn, màu xám
– Khó nóng chảy
– Có vẻ sáng của kim loại
– Dẫn điện kém.
-Tinh thể silic là chất bán dẫn =>dùng làm chất bán dẫn trong kỹ thuật điện tử, chế tạo pin mặt trời.
b)Tính chất hóa học
-Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu hơn cacbon, clo.
-Tính chất hóa học đặc trưng củá Si là tính khử: Tác dụng với oxi ở nhiệt độ cao.
Si + O2 —> SiO2
II.Silic đioxit (SiO2)
– SiO2 là chất rắn, không tan trong nước.
a)Tác dụng với kiềm (ở nhiệt độ cao)
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O
b)Tác dụng với oxit bazơ
SiO2 + CaO CaSiO3
*Chú ý: SiO2 không tác dụng với nước
III.Sơ lược công nghiệp silicat
1)Sản xuất đồ gốm sứ
a)Nguyên liệu chính
-Đất sét, thạch anh, fenpat
b)Các công đoạn chính
– Nhào đất sét + Thạch anh + fenpat tạo thành khối dẻo tạo hình và sấy khô
– Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao
c)Cơ sở sản xuất
– Bát Tràng – Hà Nội, Minh long, Phủ Lãng…
2.Sản xuất xi măng
a)Nguyên liệu chính
– Đất sét, đá vôi
b)Các công đoạn chính
– Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi và đất sét rồi trộn với cát và nước ở dạng bùn
– Nung hỗn hợp trên lò quay (lò đứng) ở 1400-15000C được clanhke rắn
– Nghiền clanhke nguội với phụ gia được xi măng
c)Cơ sở sản xuất
-Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn…
3)Sản xuất thủy tinh
a)Nguyên liệu
-Cát thạch anh, sôđa, đá vôi
b)Các công đoạn
– Trộn nguyên liệu với nhau theo tỉ lệ thích hợp
– Nung hỗn hợp trong lò được thủy tinh nhão
– Làm nguội từ từ được thủy tinh dẻo
– Ép, thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật
c)Cơ sở sản xuất
– Rạng Đông, Công ty Điện Quang…
Silic – công nghiệp silicat
IV. Bài tập củng cố và lời giải
Bài 1:
Nghiền thủy tinh thông thường thành bột rồi cho vào nước. Nhúng giáy quỳ tím vào nước thì thấy giấy quỳ sẽ chuyển sang màu xanh. Giải thích và viết phương trình hóa học?
Giải:
Trong thủy tinh có muối Na2SiO3. Muối này thủy phân cho môi trường kiềm nên làm quỳ tím hóa xanh
Na2SiO3 → 2Na+ + SiO32-
SiO32- + 2H2O ⇌ H2SiO3 + 2OH-
Bài 2:
Một loại thủy tinh có thành phần là Na2SiO3, CaSiO3 và SiO2. Viết phương trình hóa học để giải thích việc dùng axit flohđric để khắc chữ lên thủy tinh đó.
Giải: Thành phần của thủy tinh có thể viết như sau: Na2O.CaO.2SiO2
Khi dùng HF tác dụng lên thủy tinh thì có phản ứng sau:
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O
Bài 3:
Một loại thủy tinh thường chứa 13% Natri oxit, 11,7% canxi oxit và 75,3 silic ddioxxit về khối lượng. Thành phần của thủy tinh này biểu diễn dưới dạng hợp chất của các oxit nào?
Giải: Đặt công thức thủy tinh: xNa2O.yCaO.zSiO2
Ta có tỉ lệ:
X : y : z = : : = 0,209 : 0,208 : 1,255 = 1 : 1 : 6
=>Công thức thủy tinh: Na2O.CaO.6SiO2
Bài 4:
Tính khối lượng Na2CO3 cần dùng để sản xuất được 120kg thủy tinh với hiệu suất 90%?
Giải:
mthủy tinh lí thuyết = = kg
6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3 Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2
106g → 478g
mNa2CO3 kg
=> mNa2CO3 = 29,56kg