Неліктен реакция жылдамдығыкремнийал натрий гидроксиді кремний диоксидінен асып түсуі мүмкін екенін келесі аспектілерден талдауға болады:
Химиялық байланыс энергиясындағы айырмашылық
▪ Кремний мен натрий гидроксидінің реакциясы: Кремний натрий гидроксидімен әрекеттескенде, кремний атомдары арасындағы Si-Si байланыс энергиясы небәрі 176 кДж/моль құрайды. Si-Si байланысы реакция кезінде үзіледі, оны үзу салыстырмалы түрде оңай. Кинетикалық тұрғыдан алғанда, реакцияны жалғастыру оңайырақ.
▪ Кремний диоксиді мен натрий гидроксидінің реакциясы: Кремний диоксидіндегі кремний атомдары мен оттегі атомдары арасындағы Si-O байланыс энергиясы 460 кДж/моль құрайды, бұл салыстырмалы түрде жоғары. Реакция кезінде Si-O байланысын үзу үшін көбірек энергия қажет, сондықтан реакцияның жүруі салыстырмалы түрде қиын және реакция жылдамдығы баяу.
Әртүрлі реакция механизмдері
▪ Кремний натрий гидроксидімен әрекеттеседі: Кремний алдымен сумен әрекеттесу арқылы натрий гидроксидімен әрекеттесіп, сутегі мен кремний қышқылын түзеді, содан кейін кремний қышқылы натрий гидроксидімен әрекеттесіп, натрий силикаты мен су түзеді. Бұл реакция кезінде кремний мен су арасындағы реакция жылуды бөліп шығарады, бұл молекулалық қозғалысты күшейтеді, осылайша реакция үшін жақсы кинетикалық орта жасайды және реакция жылдамдығын арттырады.
▪ Кремний диоксиді натрий гидроксидімен әрекеттеседі: Кремний диоксиді алдымен сумен әрекеттесу арқылы натрий гидроксидімен әрекеттесіп, кремний қышқылын түзеді, содан кейін кремний қышқылы натрий гидроксидімен әрекеттесіп, натрий силикатын түзеді. Кремний диоксиді мен су арасындағы реакция өте баяу жүреді және реакция процесі негізінен жылу шығармайды. Кинетикалық тұрғыдан алғанда, бұл жылдам реакцияға ықпал етпейді.
Әр түрлі материалдық құрылымдар
▪ Кремний құрылымы:Кремнийбелгілі бір кристалдық құрылымға ие және атомдар арасында белгілі бір саңылаулар мен салыстырмалы түрде әлсіз өзара әрекеттесулер бар, бұл натрий гидроксиді ерітіндісінің кремний атомдарымен жанасуын және әрекеттесуін жеңілдетеді.
▪ Құрылымыкремнийдиоксид:кремнийдиоксиді тұрақты кеңістіктік желілік құрылымға ие.Кремнийатомдар мен оттегі атомдары коваленттік байланыстармен тығыз байланысып, қатты және тұрақты кристалдық құрылым түзеді. Натрий гидроксиді ерітіндісінің оның ішіне еніп, кремний атомдарымен толық жанасуы қиын, бұл жылдам реакцияны қиындатады. Тек кремний диоксиді бөлшектерінің бетіндегі кремний атомдары ғана натрий гидроксидімен әрекеттесіп, реакция жылдамдығын шектей алады.
Шарттардың әсері
▪ Кремнийдің натрий гидроксидімен реакциясы: Қыздыру жағдайында кремнийдің натрий гидроксиді ерітіндісімен реакция жылдамдығы айтарлықтай артады және реакция әдетте жоғары температурада бірқалыпты жүруі мүмкін.
▪ Кремний диоксидінің натрий гидроксидімен реакциясы: Кремний диоксидінің натрий гидроксиді ерітіндісімен реакциясы бөлме температурасында өте баяу жүреді. Әдетте, реакция жылдамдығы жоғары температура және концентрацияланған натрий гидроксиді ерітіндісі сияқты қатал жағдайларда жақсарады.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 10 желтоқсан