Кремний Общие сведения

Относительно малая активность кремния при обычной температуре – следствие его полимерного строения. Более высокая реакционная способность кремния по сравнению с углеродом объясняется большей устойчивостью образующихся соединений. При обычной температуре кремний инертен. При высокой температуре реагирует с кислородом воздуха (образуется SiO₂) и с другими элементами. При обычных условиях кремний реагирует только с фтором за счет образования фторида кремнияSiF₄.

Кислоты на кремний при обычных условиях не действуют (за исключением смеси HF_(к)иHNO_3(к)). Кремний растворяется в растворах щелочей, при этом выделяется водород и образуются соли кремниевой кислоты – силикаты.

Наиболее характерным и устойчивым соединением кремния является его оксид SiO₂. Оксид кремния проявляет чисто кислотный характер, реагируя с крепкими растворами щелочей. В водеSiO₂не растворяется, поэтому кремниевую кислоты можно получить только косвенными методами, действуя сильными кислотами на силикаты. Единственная кислота, к которой взаимодействует оксид кремния – плавиковая. Реакция идет за счет образования фторида кремния.

Кремниевая кислота является очень слабой кислотой, практически не растворимой в воде.

Соли кремниевой кислоты в воде не растворимы, за исключением силикатов щелочных металлов. Раствор, например, силиката натрия в воде имеет щелочную реакцию за счет сильного гидролиза. Поэтому устойчивыми являются только концентрированные растворы силикатов, которые еще и подщелачивают до рН = 12 для подавления гидролиза.

Выполнение работы

Опыт 1. Реакции силикатов.

А.К раствору силиката натрия (растворимое или жидкое стекло) добавить несколько капель фенолфталеина. Отметить характер раствора. Раствор силиката натрия разделить на 2 пробирки. В одну добавить разбавленную соляную кислоту, а в другую – раствор хлорида аммония. Оба раствора превратятся в студень раньше, чем изменится цвет индикатора. Силикаты щелочных металлов остаются в растворе только при рН = 12–14.

Б.К раствору сульфата меди прилить гидроксид аммония до растворения осадка основной соли металла. К полученному темно синему раствору добавить силикат натрия. Образуется осадок силиката меди.

В.К раствору силиката натрия добавить несколько капель нитрата серебра. Образуется осадок, состоящий из силиката серебра и оксида серебра.

Опыт 2. Адсорбционные свойства силикагеля. К 2–3 каплям сульфата или хлорида меди добавить избыток аммиака до образования аммиачного комплекса меди. К полученному раствору прибавить измельченный силикагель и встряхивать пробирку в течение 1 минуты. Отметить изменение цвета раствора и силикагеля. Раствор слить с осадка. Осадок силикагеля обработать соляной кислотой. Что произойдет с окраской силикагеля?

Опыт 3. Выщелачивание стекла с водой. В пробирку поместить немного молотого в порошок стекла, прилить дистиллированную воду и перемешать. Затем добавить 1–2 капли фенолфталеина. Через некоторое время отметить изменение окраски. Какой процесс приводит к изменению окраски индикатора?