Pam mae cyfradd adwaith Si a NaOH yn gyflymach na SiO2?

Pam mae cyfradd adwaithsilicona gall sodiwm hydrocsid fod yn fwy na silicon deuocsid o'r agweddau canlynol:

Gwahaniaeth mewn egni bond cemegol

▪ Adwaith silicon a sodiwm hydrocsid: Pan fydd silicon yn adweithio â sodiwm hydrocsid, dim ond 176kJ/mol yw egni bond Si-Si rhwng atomau silicon. Mae'r bond Si-Si yn torri yn ystod yr adwaith, sy'n gymharol haws i'w dorri. O safbwynt cinetig, mae'n haws bwrw ymlaen â'r adwaith.

▪ Adwaith silicon deuocsid a sodiwm hydrocsid: Yr egni bond Si-O rhwng atomau silicon ac atomau ocsigen mewn silicon deuocsid yw 460kJ/mol, sy'n gymharol uchel. Mae'n cymryd egni uwch i dorri'r bond Si-O yn ystod yr adwaith, felly mae'r adwaith yn gymharol anodd ac mae'r gyfradd adwaith yn araf.

Mecanweithiau adwaith gwahanol

▪ Mae silicon yn adweithio â sodiwm hydrocsid: Mae silicon yn adweithio â sodiwm hydrocsid yn gyntaf trwy adweithio â dŵr i gynhyrchu hydrogen ac asid silicig, yna mae asid silicig yn adweithio â sodiwm hydrocsid i gynhyrchu sodiwm silicad a dŵr. Yn ystod yr adwaith hwn, mae'r adwaith rhwng silicon a dŵr yn rhyddhau gwres, a all hyrwyddo symudiad moleciwlaidd, a thrwy hynny greu amgylchedd cinetig gwell ar gyfer yr adwaith a chyflymu'r gyfradd adwaith.

▪ Mae silicon deuocsid yn adweithio â sodiwm hydrocsid: Mae silicon deuocsid yn adweithio â sodiwm hydrocsid yn gyntaf trwy adweithio â dŵr i gynhyrchu asid silicig, yna mae asid silicig yn adweithio â sodiwm hydrocsid i gynhyrchu sodiwm silicad. Mae'r adwaith rhwng silicon deuocsid a dŵr yn hynod o araf, ac yn y bôn nid yw'r broses adwaith yn rhyddhau gwres. O safbwynt cinetig, nid yw'n ffafriol i adwaith cyflym.

Strwythurau deunydd gwahanol

▪ Strwythur silicon:Siliconmae ganddo strwythur grisial penodol, ac mae yna fylchau penodol a rhyngweithiadau cymharol wan rhwng atomau, gan ei gwneud hi'n haws i hydoddiant sodiwm hydrocsid gysylltu ac adweithio ag atomau silicon.

▪ Strwythursilicondeuocsid:siliconmae gan ddeuocsid strwythur rhwydwaith gofodol sefydlog.Siliconmae atomau ac atomau ocsigen wedi'u rhwymo'n dynn gan fondiau cofalent i ffurfio strwythur grisial caled a sefydlog. Mae'n anodd i hydoddiant sodiwm hydrocsid dreiddio i mewn i'w atomau silicon mewnol a chyswllt llawn, gan arwain at anhawster mewn adwaith cyflym. Dim ond atomau silicon ar wyneb gronynnau silicon deuocsid sy'n gallu adweithio â sodiwm hydrocsid, gan gyfyngu ar y gyfradd adwaith.

Effaith amodau

▪ Adwaith silicon â sodiwm hydrocsid: O dan amodau gwresogi, bydd cyfradd adwaith silicon â hydoddiant sodiwm hydrocsid yn cael ei gyflymu'n sylweddol, ac yn gyffredinol gall yr adwaith fynd rhagddo'n esmwyth ar dymheredd uchel.

▪ Adwaith silicon deuocsid â sodiwm hydrocsid: Mae adwaith silicon deuocsid â hydoddiant sodiwm hydrocsid yn araf iawn ar dymheredd ystafell. Fel arfer, bydd y gyfradd adwaith yn cael ei wella o dan amodau llym megis tymheredd uchel a hydoddiant sodiwm hydrocsid crynodedig.