Si, NaOH എന്നിവയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് SiO2 നേക്കാൾ വേഗത്തിലായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

പ്രതികരണ നിരക്ക് എന്തുകൊണ്ട്?സിലിക്കൺസോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന് സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിനേക്കാൾ കൂടുതലാകാൻ കഴിയുമെന്ന് ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ നിന്ന് വിശകലനം ചെയ്യാം:

കെമിക്കൽ ബോണ്ട് എനർജിയിലെ വ്യത്യാസം

▪ സിലിക്കണിന്റെയും സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന്റെയും പ്രതിപ്രവർത്തനം: സിലിക്കൺ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള Si-Si ബോണ്ട് ഊർജ്ജം 176kJ/mol മാത്രമാണ്. പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത് Si-Si ബോണ്ട് തകരുന്നു, ഇത് തകരാൻ താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്. ചലനാത്മക വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, പ്രതിപ്രവർത്തനം മുന്നോട്ട് പോകാൻ എളുപ്പമാണ്.

▪ സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെയും സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡിന്റെയും പ്രതിപ്രവർത്തനം: സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിലെ സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളും ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളും തമ്മിലുള്ള Si-O ബോണ്ട് ഊർജ്ജം 460kJ/mol ആണ്, ഇത് താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ്. പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത് Si-O ബോണ്ട് തകർക്കാൻ ഉയർന്ന ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നത് താരതമ്യേന ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കൂടാതെ പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് മന്ദഗതിയിലുമാണ്.

വ്യത്യസ്ത പ്രതികരണ സംവിധാനങ്ങൾ

▪ സിലിക്കൺ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു: സിലിക്കൺ ആദ്യം സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വെള്ളവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഹൈഡ്രജനും സിലിസിക് ആസിഡും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, തുടർന്ന് സിലിസിക് ആസിഡ് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സോഡിയം സിലിക്കേറ്റും വെള്ളവും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്ത്, സിലിക്കണും വെള്ളവും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം താപം പുറത്തുവിടുന്നു, ഇത് തന്മാത്രാ ചലനത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് മികച്ച ചലനാത്മക അന്തരീക്ഷം സൃഷ്ടിക്കുകയും പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

▪ സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു: സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ആദ്യം സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് വെള്ളവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സിലിസിക് ആസിഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നു, തുടർന്ന് സിലിസിക് ആസിഡ് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സോഡിയം സിലിക്കേറ്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും വെള്ളവും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം വളരെ മന്ദഗതിയിലാണ്, കൂടാതെ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രക്രിയ അടിസ്ഥാനപരമായി താപം പുറത്തുവിടുന്നില്ല. ഒരു ചലനാത്മക വീക്ഷണകോണിൽ, ഇത് ഒരു ദ്രുത പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് അനുയോജ്യമല്ല.

വ്യത്യസ്ത മെറ്റീരിയൽ ഘടനകൾ

▪ സിലിക്കൺ ഘടന:സിലിക്കൺഒരു പ്രത്യേക ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുണ്ട്, കൂടാതെ ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ ചില വിടവുകളും താരതമ്യേന ദുർബലമായ ഇടപെടലുകളും ഉണ്ട്, ഇത് സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിക്ക് സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്താനും പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാനും എളുപ്പമാക്കുന്നു.

▪ ഘടനസിലിക്കൺഡൈ ഓക്സൈഡ്:സിലിക്കൺഡൈ ഓക്സൈഡിന് സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു സ്പേഷ്യൽ നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടനയുണ്ട്.സിലിക്കൺആറ്റങ്ങളും ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളും സഹസംയോജക ബന്ധനങ്ങളാൽ ദൃഢമായി ബന്ധിക്കപ്പെട്ട് ദൃഢവും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന സൃഷ്ടിക്കുന്നു. സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനി അതിന്റെ ഉൾഭാഗത്തേക്ക് തുളച്ചുകയറുകയും സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളെ പൂർണ്ണമായി ബന്ധപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ഇത് ദ്രുത പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടാക്കുന്നു. സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങൾക്ക് മാത്രമേ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയൂ, ഇത് പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.

സാഹചര്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

▪ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായുള്ള സിലിക്കണിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം: ചൂടാക്കൽ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയുമായുള്ള സിലിക്കണിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് ഗണ്യമായി ത്വരിതപ്പെടുത്തും, കൂടാതെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം സാധാരണയായി സുഗമമായി തുടരും.

▪ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡുമായുള്ള സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം: മുറിയിലെ താപനിലയിൽ സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനിയുമായുള്ള സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനം വളരെ മന്ദഗതിയിലാണ്. സാധാരണയായി, ഉയർന്ന താപനില, സാന്ദ്രീകൃത സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ലായനി തുടങ്ങിയ കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രതിപ്രവർത്തന നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടും.