De ce viteza de reacție asiliciuiar hidroxidul de sodiu îl poate depăși pe cel al dioxidului de siliciu, poate fi analizat din următoarele aspecte:
Diferența de energie a legăturilor chimice
▪ Reacția siliciului cu hidroxidul de sodiu: Când siliciul reacționează cu hidroxidul de sodiu, energia legăturii Si-Si dintre atomii de siliciu este de numai 176 kJ/mol. Legătura Si-Si se rupe în timpul reacției, aceasta fiind relativ mai ușor de rupt. Din punct de vedere cinetic, reacția este mai ușor de desfășurat.
▪ Reacția dioxidului de siliciu și a hidroxidului de sodiu: Energia legăturii Si-O dintre atomii de siliciu și atomii de oxigen din dioxidul de siliciu este de 460 kJ/mol, ceea ce este relativ ridicat. Este nevoie de o energie mai mare pentru a rupe legătura Si-O în timpul reacției, astfel încât reacția este relativ dificilă, iar viteza de reacție este lentă.
Diferite mecanisme de reacție
▪ Siliciul reacționează cu hidroxidul de sodiu: Siliciul reacționează mai întâi cu hidroxidul de sodiu prin reacția cu apa pentru a genera hidrogen și acid silicic, apoi acidul silicic reacționează cu hidroxidul de sodiu pentru a genera silicat de sodiu și apă. În timpul acestei reacții, reacția dintre siliciu și apă eliberează căldură, care poate promova mișcarea moleculară, creând astfel un mediu cinetic mai bun pentru reacție și accelerând viteza de reacție.
▪ Dioxidul de siliciu reacționează cu hidroxidul de sodiu: Dioxidul de siliciu reacționează mai întâi cu hidroxidul de sodiu prin reacția cu apa pentru a genera acid silicic, apoi acidul silicic reacționează cu hidroxidul de sodiu pentru a genera silicat de sodiu. Reacția dintre dioxidul de siliciu și apă este extrem de lentă, iar procesul de reacție practic nu eliberează căldură. Din punct de vedere cinetic, nu este propice unei reacții rapide.
Structuri materiale diferite
▪ Structura siliciului:Siliciuare o anumită structură cristalină și există anumite lacune și interacțiuni relativ slabe între atomi, ceea ce facilitează contactul și reacția soluției de hidroxid de sodiu cu atomii de siliciu.
▪ Structurasiliciudioxid:siliciudioxidul are o structură de rețea spațială stabilă.SiliciuAtomii de dioxid de siliciu și atomii de oxigen sunt strâns legați prin legături covalente pentru a forma o structură cristalină dură și stabilă. Este dificil ca soluția de hidroxid de sodiu să pătrundă în interiorul acesteia și să intre în contact complet cu atomii de siliciu, ceea ce duce la dificultăți în reacția rapidă. Doar atomii de siliciu de la suprafața particulelor de dioxid de siliciu pot reacționa cu hidroxidul de sodiu, limitând viteza de reacție.
Efectul condițiilor
▪ Reacția siliciului cu hidroxidul de sodiu: În condiții de încălzire, viteza de reacție a siliciului cu soluția de hidroxid de sodiu va fi accelerată semnificativ, iar reacția poate decurge, în general, fără probleme la temperaturi ridicate.
▪ Reacția dioxidului de siliciu cu hidroxidul de sodiu: Reacția dioxidului de siliciu cu soluția de hidroxid de sodiu este foarte lentă la temperatura camerei. De obicei, viteza de reacție va fi îmbunătățită în condiții dure, cum ar fi temperaturi ridicate și soluție concentrată de hidroxid de sodiu.
Data publicării: 10 decembrie 2024