Неліктен реакция жылдамдығыкремнийжәне натрий гидроксиді кремний диоксидінен асып түседі, оны келесі аспектілер бойынша талдауға болады:
Химиялық байланыс энергиясының айырмашылығы
▪ Кремний мен натрий гидроксидінің реакциясы: кремний натрий гидроксидімен әрекеттескенде кремний атомдары арасындағы Si-Si байланыс энергиясы небәрі 176кДж/моль болады. Si-Si байланысы реакция кезінде үзіледі, оны бұзу салыстырмалы түрде оңай. Кинетикалық тұрғыдан алғанда реакцияның жүруі оңайырақ.
▪ Кремний диоксиді мен натрий гидроксидінің реакциясы: кремний диоксидіндегі кремний атомдары мен оттегі атомдары арасындағы Si-O байланыс энергиясы 460кДж/моль, бұл салыстырмалы түрде жоғары. Реакция кезінде Si-O байланысын үзу үшін жоғары энергия қажет, сондықтан реакцияның жүруі салыстырмалы түрде қиын және реакция жылдамдығы баяу.
Әртүрлі реакция механизмдері
▪ Кремний натрий гидроксидімен әрекеттеседі: Кремний алдымен сумен әрекеттесіп, сутегі мен кремний қышқылын түзу үшін натрий гидроксидімен әрекеттеседі, содан кейін кремний қышқылы натрий гидроксидімен әрекеттесіп, натрий силикаты мен суды түзеді. Бұл реакция кезінде кремний мен су арасындағы реакция жылуды бөледі, ол молекулалық қозғалысқа ықпал ете алады, осылайша реакция үшін жақсы кинетикалық орта жасайды және реакция жылдамдығын жеделдетеді.
▪ Кремний диоксиді натрий гидроксидімен әрекеттеседі: кремний диоксиді натрий гидроксидімен алдымен сумен әрекеттесіп, кремний қышқылын түзеді, содан кейін кремний қышқылы натрий гидроксидімен әрекеттесіп, натрий силикатын түзеді. Кремний диоксиді мен су арасындағы реакция өте баяу және реакция процесі негізінен жылуды шығармайды. Кинетикалық тұрғыдан алғанда, бұл жылдам реакцияға қолайлы емес.
Әр түрлі материалдық құрылымдар
▪ Кремний құрылымы:Кремнийбелгілі бір кристалдық құрылымы бар және атомдар арасында белгілі бір бос орындар мен салыстырмалы түрде әлсіз өзара әрекеттесулер бар, бұл натрий гидроксиді ерітіндісінің кремний атомдарымен байланысуын және әрекеттесуін жеңілдетеді.
▪ Құрылымыкремнийдиоксид:кремнийдиоксид тұрақты кеңістіктік желі құрылымына ие.Кремнийатомдар мен оттегі атомдары қатты және тұрақты кристалдық құрылымды қалыптастыру үшін коваленттік байланыстармен тығыз байланысты. Натрий гидроксиді ерітіндісінің оның ішкі қабатына енуі және кремний атомдарымен толық жанасуы қиын, нәтижесінде жылдам реакция қиындайды. Тек кремний диоксиді бөлшектерінің бетіндегі кремний атомдары реакция жылдамдығын шектей отырып, натрий гидроксидімен әрекеттесе алады.
Шарттардың әсері
▪ Кремнийдің натрий гидроксидімен реакциясы: қыздыру жағдайында кремнийдің натрий гидроксиді ерітіндісімен реакция жылдамдығы айтарлықтай жылдамдатады және реакция әдетте жоғары температурада бірқалыпты жүруі мүмкін.
▪ Кремний диоксидінің натрий гидроксидімен реакциясы: Кремний диоксидінің натрий гидроксиді ерітіндісімен реакциясы бөлме температурасында өте баяу жүреді. Әдетте, реакция жылдамдығы жоғары температура және концентрацияланған натрий гидроксиді ерітіндісі сияқты қатал жағдайларда жақсарады.
Жіберу уақыты: 10 желтоқсан 2024 ж