Nima uchun Si va NaOH reaksiya tezligi SiO2 ga qaraganda tezroq?

Nima uchun reaksiya tezligikremniyva natriy gidroksid kremniy dioksididan oshib ketishi mumkin, quyidagi jihatlardan tahlil qilish mumkin:

Kimyoviy bog'lanish energiyasidagi farq

▪ Kremniy va natriy gidroksid reaksiyasi: Kremniy natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishganda, kremniy atomlari orasidagi Si-Si bog'lanish energiyasi atigi 176 kJ/mol ni tashkil qiladi. Reaksiya davomida Si-Si bog'lanishi uziladi, bu esa uzilish nisbatan osonroq. Kinetik nuqtai nazardan, reaksiyani davom ettirish osonroq.

▪ Kremniy dioksidi va natriy gidroksid reaksiyasi: Kremniy dioksididagi kremniy atomlari va kislorod atomlari orasidagi Si-O bog'lanish energiyasi 460 kJ/mol ni tashkil qiladi, bu nisbatan yuqori ko'rsatkich. Reaksiya davomida Si-O bog'lanishini uzish uchun ko'proq energiya talab etiladi, shuning uchun reaksiya sodir bo'lishi nisbatan qiyin va reaksiya tezligi sekin.

Turli reaksiya mexanizmlari

▪ Kremniy natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishadi: Kremniy avval suv bilan reaksiyaga kirishib, vodorod va kremniy kislotasini hosil qiladi, keyin kremniy kislotasi natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishib, natriy silikat va suv hosil qiladi. Bu reaksiya davomida kremniy va suv o'rtasidagi reaksiya issiqlikni chiqaradi, bu esa molekulyar harakatni kuchaytirishi va shu bilan reaksiya uchun yaxshiroq kinetik muhit yaratishi va reaksiya tezligini tezlashtirishi mumkin.

▪ Kremniy dioksidi natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishadi: Kremniy dioksidi avval suv bilan reaksiyaga kirishib, kremniy kislotasini hosil qiladi, keyin kremniy kislotasi natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishib, natriy silikat hosil qiladi. Kremniy dioksidi va suv o'rtasidagi reaksiya juda sekin va reaksiya jarayoni asosan issiqlik chiqarmaydi. Kinetik nuqtai nazardan, bu tez reaksiyaga olib kelmaydi.

Turli xil material tuzilmalari

▪ Kremniy tuzilishi:Silikonma'lum bir kristall tuzilishga ega va atomlar orasida ma'lum bo'shliqlar va nisbatan zaif o'zaro ta'sirlar mavjud bo'lib, bu natriy gidroksid eritmasining kremniy atomlari bilan aloqa qilishini va reaksiyaga kirishishini osonlashtiradi.

▪ Tuzilishikremniydioksid:kremniydioksid barqaror fazoviy tarmoq tuzilishiga ega.Silikonatomlar va kislorod atomlari kovalent bog'lanishlar bilan mahkam bog'lanib, qattiq va barqaror kristall tuzilish hosil qiladi. Natriy gidroksid eritmasining uning ichki qismiga kirib borishi va kremniy atomlari bilan to'liq aloqa qilishi qiyin, bu esa tez reaksiyaga kirishishda qiyinchilik tug'diradi. Faqat kremniy dioksid zarralari yuzasidagi kremniy atomlari natriy gidroksid bilan reaksiyaga kirishishi mumkin, bu esa reaksiya tezligini cheklaydi.

Shartlarning ta'siri

▪ Kremniyning natriy gidroksid bilan reaksiyasi: Isitish sharoitida kremniyning natriy gidroksid eritmasi bilan reaksiya tezligi sezilarli darajada tezlashadi va reaksiya odatda yuqori haroratlarda muammosiz davom etishi mumkin.

▪ Kremniy dioksidining natriy gidroksid bilan reaksiyasi: Kremniy dioksidining natriy gidroksid eritmasi bilan reaksiyasi xona haroratida juda sekin kechadi. Odatda, reaksiya tezligi yuqori harorat va konsentrlangan natriy gidroksid eritmasi kabi og'ir sharoitlarda yaxshilanadi.