Hvers vegna viðbragðshraðisílikonog natríumhýdroxíð getur farið fram úr kísildíoxíði og hægt er að greina það út frá eftirfarandi þáttum:
Mismunur á orku efnatengis
▪ Viðbrögð kísils og natríumhýdroxíðs: Þegar kísill hvarfast við natríumhýdroxíð er Si-Si tengiorkan milli kísillatóma aðeins 176 kJ/mól. Si-Si tengið rofnar við viðbrögðin, sem er tiltölulega auðveldara að rjúfa. Frá hvarfhraðasjónarmiði er viðbrögðin auðveldari í framkvæmd.
▪ Viðbrögð kísildíoxíðs og natríumhýdroxíðs: Orka Si-O tengisins milli kísillatóma og súrefnisatóma í kísildíoxíði er 460 kJ/mól, sem er tiltölulega hátt. Það þarf meiri orku til að rjúfa Si-O tengið meðan á viðbrögðunum stendur, þannig að viðbrögðin eru tiltölulega erfið og viðbragðshraðinn er hægur.
Mismunandi viðbragðsferlar
▪ Kísill hvarfast við natríumhýdroxíð: Kísill hvarfast fyrst við natríumhýdroxíð með því að hvarfast við vatn til að mynda vetni og kísilsýru, síðan hvarfast kísilsýra við natríumhýdroxíð til að mynda natríumsílíkat og vatn. Við þetta hvarf losar hvarfið milli kísils og vatns hita, sem getur stuðlað að hreyfingu sameinda og þannig skapað betra hvarfhraðaumhverfi fyrir hvarfið og hraðað hvarfhraða.
▪ Kísildíoxíð hvarfast við natríumhýdroxíð: Kísildíoxíð hvarfast fyrst við natríumhýdroxíð með því að hvarfast við vatn til að mynda kísilsýru, síðan hvarfast kísilsýra við natríumhýdroxíð til að mynda natríumsílíkat. Viðbrögðin milli kísildíoxíðs og vatns eru afar hæg og viðbragðsferlið losar í grundvallaratriðum ekki hita. Frá hvarfhraðasjónarmiði er það ekki stuðlað að hraðri viðbrögðum.
Mismunandi efnisbyggingar
▪ Kísillbygging:Sílikonhefur ákveðna kristalbyggingu og það eru ákveðin eyður og tiltölulega veik víxlverkun milli atóma, sem gerir það auðveldara fyrir natríumhýdroxíðlausn að komast í snertingu við og hvarfast við kísillatóm.
▪ Uppbyggingsílikondíoxíð:sílikonDíoxíð hefur stöðuga rúmfræðilega netbyggingu.SílikonAtóm og súrefnisatóm eru þétt tengd með samgildum tengjum til að mynda harða og stöðuga kristallabyggingu. Það er erfitt fyrir natríumhýdroxíðlausn að komast inn í hana og komast alveg í snertingu við kísillatóm, sem leiðir til erfiðleika við hraðvirk viðbrögð. Aðeins kísillatóm á yfirborði kísildíoxíðagna geta brugðist við natríumhýdroxíði, sem takmarkar viðbragðshraðann.
Áhrif skilyrða
▪ Viðbrögð kísils við natríumhýdroxíð: Við upphitun eykst viðbragðshraði kísils við natríumhýdroxíðlausn verulega og viðbrögðin geta almennt gengið vel fyrir sig við hátt hitastig.
▪ Viðbrögð kísildíoxíðs við natríumhýdroxíð: Viðbrögð kísildíoxíðs við natríumhýdroxíðlausn eru mjög hæg við stofuhita. Venjulega eykst viðbragðshraðinn við erfiðar aðstæður eins og hátt hitastig og með sterkri natríumhýdroxíðlausn.
Birtingartími: 10. des. 2024