Nima uchun Si va NaOH ning reaksiya tezligi SiO2 dan tezroq?

Nima uchun reaksiya tezligikremniyva natriy gidroksidi kremniy dioksididan oshib ketishi mumkin, uni quyidagi jihatlardan tahlil qilish mumkin:

Kimyoviy bog'lanish energiyasidagi farq

▪ Kremniy va natriy gidroksidning reaksiyasi: Kremniy natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishganda, silikon atomlari orasidagi Si-Si bog'lanish energiyasi atigi 176kJ/mol ni tashkil qiladi. Si-Si aloqasi reaksiya jarayonida uziladi, uni sindirish nisbatan osonroq. Kinetik nuqtai nazardan, reaktsiyani davom ettirish osonroq.

▪ Kremniy dioksidi va natriy gidroksidning reaksiyasi: kremniy atomlari va silikon dioksiddagi kislorod atomlari orasidagi Si-O bog'lanish energiyasi 460kJ/mol ni tashkil qiladi, bu nisbatan yuqori. Reaksiya jarayonida Si-O aloqasini uzish uchun yuqori energiya talab qilinadi, shuning uchun reaksiya sodir bo'lishi nisbatan qiyin va reaktsiya tezligi sekin.

Turli xil reaktsiya mexanizmlari

▪ Kremniy natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishadi: Kremniy natriy gidroksid bilan avval suv bilan reaksiyaga kirishib, vodorod va kremniy kislotasini hosil qiladi, keyin kremniy kislotasi natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishib, natriy silikat va suv hosil qiladi. Ushbu reaktsiya davomida kremniy va suv o'rtasidagi reaktsiya issiqlikni chiqaradi, bu molekulyar harakatni rag'batlantirishi mumkin va shu bilan reaksiya uchun yaxshi kinetik muhit yaratadi va reaksiya tezligini tezlashtiradi.

▪ Kremniy dioksidi natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishadi: Kremniy dioksidi natriy gidroksid bilan avval suv bilan reaksiyaga kirishib, kremniy kislotasini hosil qiladi, keyin kremniy kislotasi natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishib, natriy silikat hosil qiladi. Kremniy dioksidi va suv o'rtasidagi reaktsiya juda sekin va reaktsiya jarayoni asosan issiqlikni chiqarmaydi. Kinetik nuqtai nazardan, bu tezkor reaktsiyaga yordam bermaydi.

Turli xil moddiy tuzilmalar

▪ Kremniy tuzilishi:Kremniyma'lum bir kristall tuzilishga ega va atomlar o'rtasida ma'lum bo'shliqlar va nisbatan zaif o'zaro ta'sirlar mavjud bo'lib, natriy gidroksid eritmasining silikon atomlari bilan aloqa qilish va reaksiyaga kirishishini osonlashtiradi.

▪ ning tuzilishikremniydioksid:kremniydioksid barqaror fazoviy tarmoq tuzilishiga ega.Kremniyatomlar va kislorod atomlari qattiq va barqaror kristall strukturani hosil qilish uchun kovalent aloqalar bilan qattiq bog'langan. Natriy gidroksidi eritmasining uning ichki qismiga kirib borishi va kremniy atomlari bilan to'liq aloqa qilishi qiyin, buning natijasida tez reaksiya qiyinlashadi. Faqat kremniy dioksidi zarralari yuzasida joylashgan kremniy atomlari natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishib, reaksiya tezligini cheklaydi.

Sharoitlarning ta'siri

▪ Kremniyning natriy gidroksid bilan reaksiyasi: isitish sharoitida kremniyning natriy gidroksid eritmasi bilan reaksiya tezligi sezilarli darajada tezlashadi va reaksiya odatda yuqori haroratlarda muammosiz davom etishi mumkin.

▪ Kremniy dioksidining natriy gidroksid bilan reaksiyasi: kremniy dioksidining natriy gidroksid eritmasi bilan reaksiyasi xona haroratida juda sekin kechadi. Odatda, reaksiya tezligi yuqori harorat va konsentrlangan natriy gidroksid eritmasi kabi og'ir sharoitlarda yaxshilanadi.