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沉淀二氧化硅

 

性質:SiO2又稱硅石。在自然界分布很廣,如石英、石英砂等。白色或無色,含鐵量較高的是淡黃色。密度2.2 ~2.66.熔點1670℃(鱗石英);1710℃(方石英)。沸點2230℃。不溶于水微溶于酸,微粒時能與熔融和堿類起作用。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅鐵、型砂、單質硅等。

  silicon dioxide

  CAS號:7631-86-9分子形狀:四方晶系

  摩爾質量:60.1 g mol-1

  化學式SiO2,式量60.08。也叫硅石,是一種堅硬難溶的固體。它常以、鱗石英、方石英三種變體出現。從地面往下16千米幾乎65%為二氧化硅的。天然的二氧化硅分為晶態和無定形兩大類,晶態二氧化硅主要存在于石英礦中。純石英為無色晶體,大而透明的棱柱狀石英為水晶。二氧化硅是硅原子跟四個氧原子形成的四面體結構的原子晶體,整個晶體又可以看作是一個巨大分子,SiO2是最簡式,并不表示單個分子。密度2.32g/cm3,熔點1723±5℃,沸點2230℃。無定形二氧化硅為白色固體或粉末。化學性質很穩定。不溶于水也不跟水反應。是酸性氧化物,不跟一般酸反應。氣態或跟二氧化硅反應生成氣態四氟化硅。跟熱的強堿溶液或熔化的堿反應生成硅酸鹽和。跟多種金屬氧化物在高溫下反應生成硅酸鹽。用于制造石英玻璃、光學儀器、化學器皿、普通玻璃、耐火材料、,等。二氧化硅的性質不活潑,它不與除氟、氟化氫和氫氟酸以外的鹵素、鹵化氫和氫鹵素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。氟化氫(氫氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的:測其二氧化硅的比表面積,則使用全自動BET比表面積測試儀3H-2000BET-M。

  SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O

  二氧化硅與堿性氧化物

  SiO2 + CaO =(高溫) CaSiO3

  二氧化硅能溶于濃熱的強堿溶液:

  SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

  (盛堿的試劑瓶不能用玻璃塞而用橡膠塞)

  在高溫下,二氧化硅能被碳、鎂、鋁還原:

  SiO2+2C=Si+2CO↑

  二氧化硅結構

  在大多數微電子工藝感興趣的溫度范圍內,二氧化硅的結晶率低到可以被忽略。盡管熔融石英不是長范圍有序,但她卻表現出短的有序結構,它的結構可認為是4個氧原子位于三角形多面的腳上。多面體中心是一個硅原子。這樣,每4個氧原子近似共價鍵合到硅原子,滿足了硅的化合價外殼。如果每個氧原子是兩個多面體的一部分,則氧的化合價也被滿足,結果就成了稱為石英的規則的晶體結構。在熔融石英中,某些氧原子,成為氧橋位,與兩個硅原子鍵合。某些氧原子沒有氧橋,只和一個硅原子鍵合。可以認為熱生長二氧化硅主要是由人以方向的多面體網絡組成的。與無氧橋位相比,有氧橋的部分越大,氧化層的粘合力就越大,而且受損傷的傾向也越小。干氧氧化層的有氧橋與無氧橋的比率遠大于濕氧氧化層。因此,可以認為,SiO2與其說是原子晶體,卻更近似于離子晶體。氧原子與硅原子之間的價鍵向離子鍵過渡。

  二氧化硅是制造、石英玻璃、水玻璃、光導纖維和耐火材料的原料。

  當二氧化硅結晶完美時就是水晶;二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙;二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石;二氧化硅晶粒小于幾微米時,就組成玉髓、燧石、次生石英巖。

  物理性質和化學性質均十分穩定的礦產資源,晶體屬三方晶系的氧化物礦物,即低溫石英(a-石英),是石英族礦物中分布最廣的一個礦物種。廣義的石英還包括高溫石英(b-石英)。石英塊又名硅石, 主要是生產石英砂(又稱硅砂)的原料, 也是石英耐火材料和燒制硅鐵的原料。

  應用領域\用途

  玻璃

  平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光學玻璃、玻璃纖維、玻璃儀器、導電玻璃、玻璃布及防 射線特種玻璃等的主要原料

  陶瓷及耐火材料

  瓷器的胚料和釉料,窯爐用高硅磚、普通硅磚以及碳化硅等的原料

  冶金

  硅金屬、硅鐵合金和硅鋁合金等的原料或添加劑、熔劑

  建筑

  混凝土、膠凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能檢驗材料(即水泥標準砂)等

  化工

  硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,無定形二氧化硅微粉

  機械

  鑄造型砂的主要原料,研磨材料(噴砂、硬研磨紙、砂紙、砂布等)

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