De ce viteza de reacție asiliciuiar hidroxidul de sodiu îl poate depăși pe cel al dioxidului de siliciu poate fi analizat din următoarele aspecte:
Diferența de energie a legăturilor chimice
▪ Reacția siliciului și hidroxidului de sodiu: Când siliciul reacționează cu hidroxidul de sodiu, energia de legătură Si-Si între atomii de siliciu este de numai 176 kJ/mol. Legătura Si-Si se rupe în timpul reacției, care este relativ mai ușor de spart. Din punct de vedere cinetic, reacția este mai ușor de continuat.
▪ Reacția dioxidului de siliciu și hidroxidului de sodiu: Energia de legătură Si-O dintre atomii de siliciu și atomii de oxigen din dioxidul de siliciu este de 460 kJ/mol, ceea ce este relativ mare. Este nevoie de energie mai mare pentru a rupe legătura Si-O în timpul reacției, astfel încât reacția este relativ dificilă și viteza de reacție este lentă.
Diferite mecanisme de reacție
▪ Siliciul reacționează cu hidroxidul de sodiu: Siliciul reacționează cu hidroxidul de sodiu mai întâi reacționând cu apa pentru a genera hidrogen și acid silicic, apoi acidul silicic reacționează cu hidroxidul de sodiu pentru a genera silicat de sodiu și apă. În timpul acestei reacții, reacția dintre siliciu și apă eliberează căldură, care poate promova mișcarea moleculară, creând astfel un mediu cinetic mai bun pentru reacție și accelerând viteza de reacție.
▪ Dioxidul de siliciu reacționează cu hidroxidul de sodiu: Dioxidul de siliciu reacționează cu hidroxidul de sodiu mai întâi reacționând cu apa pentru a genera acid silicic, apoi acidul silicic reacționează cu hidroxidul de sodiu pentru a genera silicat de sodiu. Reacția dintre dioxidul de siliciu și apă este extrem de lentă, iar procesul de reacție practic nu eliberează căldură. Din punct de vedere cinetic, nu este propice unei reacții rapide.
Structuri materiale diferite
▪ Structura din siliciu:Siliciuare o anumită structură cristalină și există anumite goluri și interacțiuni relativ slabe între atomi, ceea ce face mai ușor ca soluția de hidroxid de sodiu să intre în contact și să reacționeze cu atomii de siliciu.
▪ Structura desiliciudioxid:siliciudioxidul are o structură de rețea spațială stabilă.Siliciuatomii și atomii de oxigen sunt strâns legați prin legături covalente pentru a forma o structură cristalină dură și stabilă. Este dificil ca soluția de hidroxid de sodiu să pătrundă în interiorul său și să contacteze complet atomii de siliciu, ceea ce duce la dificultăți în reacția rapidă. Doar atomii de siliciu de pe suprafața particulelor de dioxid de siliciu pot reacționa cu hidroxidul de sodiu, limitând viteza de reacție.
Efectul condițiilor
▪ Reacția siliciului cu hidroxid de sodiu: În condiții de încălzire, viteza de reacție a siliciului cu soluția de hidroxid de sodiu va fi semnificativ accelerată, iar reacția poate decurge, în general, fără probleme la temperaturi ridicate.
▪ Reacția dioxidului de siliciu cu hidroxidul de sodiu: Reacția dioxidului de siliciu cu soluția de hidroxid de sodiu este foarte lentă la temperatura camerei. De obicei, viteza de reacție va fi îmbunătățită în condiții dure, cum ar fi temperatură ridicată și soluție concentrată de hidroxid de sodiu.
Ora postării: 10-12-2024