Получение кремниевой кислоты ионное уравнение (8 видео)

Напишите молекулярные и ионные уравнения получения кремниевой кислоты:

Содержание

Ваш ответ
Похожие вопросы
Кремниевая кислота
Кремниевая кислота
Строение молекулы и физические свойства
Способы получения
Химические свойства
Силикаты
Особенности получения и применения кремниевой кислоты
Кремниевая кислота — что это такое, формула
Химические и физические свойства
Особенности получения и применения кремниевой кислоты
Влияние на организм человека: польза и вред
🎦 Видео

Видео:Ионные уравнения реакций. Как составлять полные и сокращенные уравненияСкачать

Ваш ответ

Видео:РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА, ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ - Урок Химия 9 класс / Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Кремниевая кислота

Строение молекулы и физические свойства

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO₂•mH₂O. Образует коллоидный раствор в воде.

Метакремниевая H₂SiO₃ существует в растворе в виде полимера:

Способы получения

Кремниевая кислота образуется при действии сильных кисло т на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

Например , при действии соляной кислоты на силикат натрия:

Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

Химические свойства

1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами :

Например , кремниевая кислота реагирует с концентрированным гидроксидом калия:

2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду :

Силикаты

Силикаты — это соли кремниевой кислоты. Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов:

1 . Растворение кремния, кремниевой кислоты или оксида в щелочи:

2. Сплавление с основными оксидами:

СаО + SiO₂ → CaSiO₃

3. Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na₂O·CaO·6SiO₂.

Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато-лиловый.

Видео:ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ ХИМИЯ 8 класс // Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать

Особенности получения и применения кремниевой кислоты

Видео:Получение геля кремниевой кислотыСкачать

Кремниевая кислота — что это такое, формула

Кремниевая кислота (метакремниевая кислота) — является сложным соединением неорганического происхождения, имеет вид аморфного белого вещества. Плотность вещества составляет 3,71 г / с м 3 .

Конечный продукт получения кремниевой кислоты представляет собой студенистую массу, которая содержит воду, или коллоидный раствор (золь). Кислота в процессе нагревания достаточно легко распадается на оксид кремния (IV) и воду, как и угольная. Данный процесс протекает очень быстро.

H 2 S i O 3 S i O 2 + H 2 O

Химическая формула кремниевой кислоты:

При анализе данной формулы можно заключить, что молекула кремниевой кислоты состоит из:

двух атомов водорода (Ar = 1 а.е.м.);
одного атома кремния (Ar = 28 а.е.м);
трех атомов кислорода (Ar = 16 а.е.м.).

Исходя из химической формулы соединения, рассчитывают характеристику молекулярной массы кремниевой кислоты:

M r ( H 2 S i O 3 ) = 2 × A r ( H ) + A r ( S i ) + 3 × A r ( O ) ;
M r ( H 2 S i O 3 ) = 2 × 1 + 28 + 3 × 16 = 2 + 28 + 48 = 78 .

Молярная масса кремниевой кислоты составляет 78 г/моль.

Структурная формула кремниевой кислоты демонстрирует характер связей между атомами внутри молекулы соединения:

Кремниевая кислота представляет собой слабую двухосновную кислоту и обладает способностью диссоциировать на ионы в водном растворе ступенчато и обратимо, согласно следующим ионным уравнениям:

Из-за склонности к полимеризации известен целый ряд кремниевых кислот. Состав веществ можно описать общей формулой n S i O 2 • m H 2 O . Все кремниевые кислоты являются очень слабыми. Соединения малорастворимы в воде, образуют коллоидные растворы.

Кремниевая кислота включает в состав тетраэдрические структурные звенья (в каждом таком звене атом кремния расположен в центральной точке тетраэдра, а в вершинах находятся атомы кислорода). При объединении в цепочки структурные звенья формируют поликремниевые кислоты с более высокой степенью устойчивости:

Классификация кремниевых кислот:

метакремниевая H 2 S i O 3 ;
ортокремниевая H 4 S i O 4 ;
дикремниевые H 2 S i 2 O 5 и H 10 S i 2 O 3 ;
пирокремниевая H 6 S i 2 O 7 ;
поликремниевые n S i O 2 • m H 2 O .

Примечание

Соответствующие кремниевым кислотам соли носят название силикатов. В качестве примеров можно привести метасиликаты, ортосиликаты и другие соединения.

Видео:Ионные уравнения реакций. По сокращенному ионному уравнению составляем полное ионное и молекулярное.Скачать

Химические и физические свойства

Все поликремниевые кислоты отличаются плохой растворимостью в воде. Образование коллоидного раствора протекает, согласно общей схеме реакции:

( S i O 2 ) x + 2 H 2 O ⇄ H 4 S i O 4 + ( S i O 2 ) x — 1 ( S i O 2 ) x + 2 H 2 O ⇄ H 4 S i O 4 + ( S i O 2 ) x — 1

Ортокремниевая кислота, которая образовалась в результате химической реакции, может вступать в реакции поликонденсации:

2 H 4 S i O 4 → ( H O ) 3 S i O S i ( O H ) 3 + H 2 O 2 H 4 S i O 4 → ( H O ) 3 S i O S i ( O H ) 3 + H 2 O

Конечным результатом являются сложные линейные, разветвленные и смешанные структуры.

Изоэлектрическая точка поликремниевых кислот соответствует интервалу pH 2,0-3,0, в котором скорость реакции поликонденсации характеризуется минимальным значением.

Кремниевые кислоты относятся к слабым:

• для метакремниевой кислоты H 2 S i O 3 константы диссоциации K 1 = 1 , 3 • 10 — 10 , K 2 = 1 , 6 • 10 — 12 ;

• для ортокремниевой H 4 S i O 4 K 1 = 2 • 10 — 10 , K 2 = K 3 = K 4 = 2 • 10 — 12 .

Кремниевые кислоты реагируют с растворами и расплавами щелочей. В результате образуются силикаты, к примеру:

H 2 S i O 3 + 2 K O H → K 2 S i O 3 + 2 H 2 O H 2 S i O 3 + 2 K O H → K 2 S i O 3 + 2 H 2 O

Кремниевые кислоты могут вступать в химические реакции с плавиковой кислотой ( H F ) . Данный процесс сопровождается образованием фторида кремния в газообразном состоянии:

H 2 S i O 3 + 6 H F → H 2 S i F 6 + 3 H 2 O → S i F 4 ↑ + ( 2 H F + 3 H 2 O ) H 2 S i O 3 + 6 H F → H 2 S i F 6 + 3 H 2 O → S i F 4 ↑ + ( 2 H F + 3 H 2 O )

Ортокремниевая кислота при наличии катализаторов на основе щелочи (как правило, NaOH) формирует ортосиликаты-эфиры, которые в общем случае характеризуются видом:

R 1 R 2 R 3 R 4 S i O 4 ,

где R 1 — 4 являются органическими радикалами, обычно, в виде спиртовых остатков.

Известный массовый продукт — тетраэтилортосиликат состава S i ( C 2 H 5 O ) 4 .

Видео:Кремниевая кислота и её соли. 9 класс.Скачать

Особенности получения и применения кремниевой кислоты

Kремниевые кислоты получают с помощью взаимодействия сильных кислот с растворимыми силикатами натрия или калия, при этом сильные неорганические кислоты вытесняют кремниевые из растворов их солей:

N a 2 S i O 3 + 2 H C l → H 2 S i O 3 ↓ + 2 N a C l N a 2 S i O 3 + 2 H C l → H 2 S i O 3 ↓ + 2 N a C l

Получить соединения в виде кремниевых кислот можно с помощью другого способа, который представляет собой гидролиз хлорсиланов:

S i H 2 C l 2 + 3 H 2 O → H 2 S i O 3 + 2 H C l + 2 H 2 O S i H 2 C l 2 + 3 H 2 O → H 2 S i O 3 + 2 H C l + 2 H 2 O

Гидрозоли кремниевых кислот используют в качестве наполнителей и связующих веществ в производстве изделий из керамики и разнообразных покрытий. Данные материалы играют роль носителей катализаторов и светочувствительных слоев в фотоматериалах. Их используют, как сырье в производстве следующих видов продукции:

кварцевое стекло;
разные адсорбенты;
поглотители паров воды и газов;
фильтры очистки воды и масел.

Видео:Реакции ионного обмена. 9 класс.Скачать

Влияние на организм человека: польза и вред

Кремниевая кислота является неорганическим соединением, которое имеет большое значение в осуществлении метаболических процессов организма:

участие в усвоении витаминов и минералов;
нейтрализация тяжелых металлов и токсинов;
поддержание нормального функционирования сердца;
влияние на синтез коллагена, то есть белка, являющегося основой для соединительной ткани.

Кремниевая кислота играет важную роль в метаболизме. Организм человека во взрослом возрасте содержит до 1-2 грамм кремния. Самой высокой концентрацией элемента обладают:

По мере старения организма содержание кремния может снижаться на фоне атеросклероза и опухолевых заболеваний. Данный процесс оказывает негативное влияние на состояние всех внутренних органов и систем.

Польза кремниевой кислоты для организма человека заключается в следующем:

Соединение взаимодействует с более чем 70 минеральными солями и витаминами, улучшает процесс усвоения кальция, увеличивает скорость минерализации костей и зубов, оказывает укрепляющее действие на соединительную ткань суставов, связок и сухожилий.
Кремневая кислота обеспечивает работоспособность сердечно-сосудистой системы. Соединение укрепляет внутреннюю оболочку ткани, из которой состоят артерии, снижает уровень вредного холестерина в крови, уменьшает вероятность закупорки сосудов и предотвращает атеросклеротические поражения в сосудах.
Стимулирует ряд процессов, протекающих в пищеварительной системе. Кремнийорганические вещества восстанавливают и поддерживают слизистые оболочки органов желудочно-кишечного тракта, обладают оздоровительным эффектом, позволяет исключить распространенные расстройства желудка и пищеварительной системы.
Кремниевая кислота способна восстанавливать строение слабых истонченных волос, устранять ломкость и расслаивание ногтевых пластин, поддерживать нормальный уровень влаги в кожных покровах. Соединение стимулирует выработку коллагена, укрепляет и разглаживает кожу, ускоряет регенерацию тканей.
Кремниевая кислота необходима для выведения из организма алюминия, излишки которого являются одной из причин развития болезни Альцгеймера. Соединение удаляет токсины, соли тяжелых металлов и вредные продукты метаболизма.
Кремниевая кислота улучшает когнитивные функции и физическую работоспособность. Согласно одной из гипотетических теорий, данный процесс обеспечивает способность соединения уменьшать содержание алюминия в организме.

Кремниевую кислоту содержат многие растительные продукты. Самой высокой концентрацией вещества обладают культурные растения с повышенным содержанием клетчатки:

Рацион питания, в котором присутствуют богатые кремнием продукты, восполняет баланс кремниевой кислоты частично. С пищей человек потребляет примерно 1 мг вещества. Норма потребления вещества составляет 5-10 мг ежедневно.

Кремниевая кислота является безопасной биологической добавкой. В том случае, когда человек рационально употребляет ее в пищу, наблюдается положительный эффект. При длительном приеме вещества в больших дозах развиваются следующие осложнения:

образование камней в почках;
развитие ревматоидного артрита;
возникновение аутоиммунных заболеваний.

Медицинские препараты, содержащие кремний, не рекомендованы к употреблению людям, которые страдают диабетом. Причиной такого ограничения являются риски падения уровня сахара в крови. Кремниевая кислота способна усиливать реакции определенных лекарственных средств, в том числе, диуретиков, БАДов хрома. В связи с этим, перед приемом добавок необходимо проконсультироваться с лечащим специалистом.