Għaliex ir-rata ta' reazzjoni ta' Si u NaOH hija aktar mgħaġġla minn dik ta' SiO2?

Għaliex ir-rata ta' reazzjoni ta'silikonu l-idrossidu tas-sodju jista' jaqbeż dak tad-dijossidu tas-silikon jista' jiġi analizzat mill-aspetti li ġejjin:

Differenza fl-enerġija tal-bond kimiku

▪ Reazzjoni tas-silikon u l-idrossidu tas-sodju: Meta s-silikon jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju, l-enerġija tar-rabta Si-Si bejn l-atomi tas-silikon hija biss 176kJ/mol. Ir-rabta Si-Si tinkiser matul ir-reazzjoni, li hija relattivament aktar faċli biex tinkiser. Minn perspettiva kinetika, ir-reazzjoni hija aktar faċli biex tipproċedi.

▪ Reazzjoni tad-dijossidu tas-silikon u l-idrossidu tas-sodju: L-enerġija tar-rabta Si-O bejn l-atomi tas-silikon u l-atomi tal-ossiġnu fid-dijossidu tas-silikon hija ta' 460kJ/mol, li hija relattivament għolja. Tieħu enerġija ogħla biex tinkiser ir-rabta Si-O matul ir-reazzjoni, għalhekk ir-reazzjoni hija relattivament diffiċli biex isseħħ u r-rata tar-reazzjoni hija bil-mod.

Mekkaniżmi ta' reazzjoni differenti

▪ Is-silikon jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju: Is-silikon jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju l-ewwel billi jirreaġixxi mal-ilma biex jiġġenera idroġenu u aċidu siliċiku, imbagħad l-aċidu siliċiku jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju biex jiġġenera silikat tas-sodju u ilma. Matul din ir-reazzjoni, ir-reazzjoni bejn is-silikon u l-ilma tirrilaxxa s-sħana, li tista' tippromwovi l-moviment molekulari, u b'hekk toħloq ambjent kinetiku aħjar għar-reazzjoni u taċċellera r-rata tar-reazzjoni.

▪ Id-dijossidu tas-silikon jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju: Id-dijossidu tas-silikon jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju l-ewwel billi jirreaġixxi mal-ilma biex jiġġenera l-aċidu siliċiku, imbagħad l-aċidu siliċiku jirreaġixxi mal-idrossidu tas-sodju biex jiġġenera s-silikat tas-sodju. Ir-reazzjoni bejn id-dijossidu tas-silikon u l-ilma hija bil-mod ħafna, u l-proċess ta' reazzjoni bażikament ma jirrilaxxax sħana. Mill-perspettiva kinetika, mhijiex favorevoli għal reazzjoni rapida.

Strutturi materjali differenti

▪ Struttura tas-silikon:Silikongħandu ċerta struttura kristallina, u hemm ċerti lakuni u interazzjonijiet relattivament dgħajfa bejn l-atomi, li jagħmluha aktar faċli għas-soluzzjoni tal-idrossidu tas-sodju biex tikkuntattja u tirreaġixxi mal-atomi tas-silikon.

▪ Struttura ta'silikondijossidu:silikonId-dijossidu għandu struttura ta' netwerk spazjali stabbli.SilikonL-atomi u l-atomi tal-ossiġnu huma marbuta sew permezz ta' rabtiet kovalenti biex jiffurmaw struttura kristallina iebsa u stabbli. Huwa diffiċli għas-soluzzjoni tal-idrossidu tas-sodju li tippenetra fl-intern tagħha u tikkuntattja kompletament l-atomi tas-silikon, u dan jirriżulta f'diffikultà f'reazzjoni rapida. L-atomi tas-silikon biss fuq il-wiċċ tal-partiċelli tad-dijossidu tas-silikon jistgħu jirreaġixxu mal-idrossidu tas-sodju, u dan jillimita r-rata ta' reazzjoni.

Effett tal-kundizzjonijiet

▪ Reazzjoni tas-silikon mas-sodium hydroxide: Taħt kundizzjonijiet ta' tisħin, ir-rata ta' reazzjoni tas-silikon mas-soluzzjoni tas-sodium hydroxide tiġi aċċellerata b'mod sinifikanti, u r-reazzjoni ġeneralment tista' tipproċedi bla xkiel f'temperaturi għoljin.

▪ Reazzjoni tad-dijossidu tas-silikon mas-soluzzjoni tal-idrossidu tas-sodju: Ir-reazzjoni tad-dijossidu tas-silikon mas-soluzzjoni tal-idrossidu tas-sodju hija bil-mod ħafna f'temperatura tal-kamra. Normalment, ir-rata tar-reazzjoni titjieb taħt kundizzjonijiet ħorox bħal temperatura għolja u soluzzjoni kkonċentrata tal-idrossidu tas-sodju.