શા માટે Si અને NaOH ની પ્રતિક્રિયા દર SiO2 કરતાં ઝડપી છે?

શા માટે પ્રતિક્રિયા દરસિલિકોનઅને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડને વટાવી શકે છે તેનું નીચેના પાસાઓ પરથી વિશ્લેષણ કરી શકાય છે:

રાસાયણિક બોન્ડ ઊર્જામાં તફાવત

▪ સિલિકોન અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા: જ્યારે સિલિકોન સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે સિલિકોન અણુઓ વચ્ચે Si-Si બોન્ડ ઊર્જા માત્ર 176kJ/mol છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન સી-સી બોન્ડ તૂટી જાય છે, જે તોડવું પ્રમાણમાં સરળ છે. ગતિના દૃષ્ટિકોણથી, પ્રતિક્રિયા આગળ વધવું સરળ છે.

▪ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ અને સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા: સિલિકોન ડાયોક્સાઇડમાં સિલિકોન અણુઓ અને ઓક્સિજન અણુઓ વચ્ચે Si-O બોન્ડ ઊર્જા 460kJ/mol છે, જે પ્રમાણમાં વધારે છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન Si-O બોન્ડને તોડવા માટે તે વધુ ઊર્જા લે છે, તેથી પ્રતિક્રિયા થવી પ્રમાણમાં મુશ્કેલ છે અને પ્રતિક્રિયા દર ધીમો છે.

વિવિધ પ્રતિક્રિયા પદ્ધતિઓ

▪ સિલિકોન સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: સિલિકોન હાઇડ્રોજન અને સિલિકિક એસિડ બનાવવા માટે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને પ્રથમ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે, પછી સિલિકોન એસિડ સોડિયમ સિલિકેટ અને પાણી ઉત્પન્ન કરવા માટે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે. આ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, સિલિકોન અને પાણી વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા ગરમીને મુક્ત કરે છે, જે પરમાણુ ગતિને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, જેનાથી પ્રતિક્રિયા માટે વધુ સારું ગતિ વાતાવરણ ઊભું થાય છે અને પ્રતિક્રિયા દરને વેગ મળે છે.

▪ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સિલિકિક એસિડ ઉત્પન્ન કરવા માટે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે, પછી સિલિકોન એસિડ સોડિયમ સિલિકેટ બનાવવા માટે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે. સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા અત્યંત ધીમી છે, અને પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા મૂળભૂત રીતે ગરમી છોડતી નથી. ગતિના દૃષ્ટિકોણથી, તે ઝડપી પ્રતિક્રિયા માટે અનુકૂળ નથી.

વિવિધ સામગ્રી માળખાં

▪ સિલિકોન માળખું:સિલિકોનચોક્કસ સ્ફટિક માળખું ધરાવે છે, અને અણુઓ વચ્ચે ચોક્કસ અંતર અને પ્રમાણમાં નબળી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ છે, જે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન માટે સિલિકોન અણુઓ સાથે સંપર્ક અને પ્રતિક્રિયા કરવાનું સરળ બનાવે છે.

▪ નું માળખુંસિલિકોનડાયોક્સાઇડસિલિકોનડાયોક્સાઇડ સ્થિર અવકાશી નેટવર્ક માળખું ધરાવે છે.સિલિકોનઅણુઓ અને ઓક્સિજન પરમાણુ સખત અને સ્થિર સ્ફટિક માળખું બનાવવા માટે સહસંયોજક બોન્ડ દ્વારા ચુસ્તપણે બંધાયેલા છે. સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન માટે તેના આંતરિક ભાગમાં પ્રવેશવું અને સિલિકોન અણુઓનો સંપૂર્ણ સંપર્ક કરવો મુશ્કેલ છે, પરિણામે ઝડપી પ્રતિક્રિયામાં મુશ્કેલી આવે છે. સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ કણોની સપાટી પરના સિલિકોન અણુઓ જ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, પ્રતિક્રિયા દરને મર્યાદિત કરે છે.

શરતોની અસર

▪ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે સિલિકોનની પ્રતિક્રિયા: ગરમીની સ્થિતિમાં, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન સાથે સિલિકોનની પ્રતિક્રિયા દર નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી બનશે, અને પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે ઊંચા તાપમાને સરળતાથી આગળ વધી શકે છે.

▪ સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા: સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ દ્રાવણ સાથે સિલિકોન ડાયોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા ઓરડાના તાપમાને ખૂબ જ ધીમી હોય છે. સામાન્ય રીતે, ઉચ્ચ તાપમાન અને કેન્દ્રિત સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ સોલ્યુશન જેવી કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં પ્રતિક્રિયા દરમાં સુધારો થશે.