close
Vážení uživatelé,
16. 8. 2020 budou služby Blog.cz a Galerie.cz ukončeny.
Děkujeme vám za společně strávené roky!
Zjistit více
 

Křemík

20. března 2010 v 12:48 | katka |  Chemie

Křemík

Výskyt
· Druhý nejrozšířenější prvek v zemské kůře
· V přírodě se vyskytuje pouze v kyslíkatých sloučeninách
· Křemík je základní složkou většiny hornin tvořících zemskou kůr, např. pískovcové horniny, jíly, žuly.
· Další sloučeniny: křemičitany:azbest, mastek, zeolity, živce, slídy,
hlinitokřemičitany: beryl, granáty
· Mineralogicky je bezesporu nejvýznamnějším zástupcem křemen oxid křemičitý SiO2. Minerály s tímto složením se liší barevně podle přítomnosti malých množství cizorodých prvků, které způsobují charakteristické zbarvení krystalického oxidu křemičitého. Téměř čistý oxid křemičitý- křišťál, fialově je zbarven ametyst, žlutý je citrín, růžový růženín, hnědý záhněda, chrysopras je zelený, karneol červený, heliotrop je zelený s červenými skvrnami, pazourek bývá často černý - inkluze uhlíku. Další, např. jaspis nebo chalcedony, se mohou vyskytovat v několika barevných variantách, achát je pruhovaný.
· Zvláštní případ minerálu na bázi oxidu křemičitého je amorfní forma této sloučeniny - opál. Tento módní polodrahokam se vyskytuje v řadě barevných variant.
· Je to biogenní prvek, nachází se v kostech, chrupavkách a zubní sklovině, pro jejichž zdravý růst a vývoj je nezbytný. Zvýšený obsah křemíku v rostlinných buňkách můžeme nalézt např. v přesličkách nebo žahavých trichomech kopřiv.
· Mimořádně důležitý je křemík pro rozsivky, neboť jeho sloučeniny tvoří hlavní složku schránky těchto jednobuněčných řas.
Výroba
· Čistý křemík se podařilo připravit teprve počátkem minulého století, bránila tomu jeho vysoká afinita (schopnost se vázat) ke kyslíku
· Elementární Si se vyrábí redukcí křemene velmi čistým koksem:
SiO2 musí být v nadbytku
Reakce probíhá v elektrické obloukové peci
SiO2 + 2C → Si + 2CO
· Další možnost: redukce oxidu křemičitého karbidem vápenatým
SiO2+ CaC2 → Si + Ca + 2CO
· V elektrotechnickém průmyslu se používá křemík čištěný tzv. zonální tavbou
Zonální tavba: čištěná látka se umístí do žáruvzdorné trubice, která se pomalu posunuje úzkým, vyhřívaným pásmem, ve kterém taje. Po průchodu tavicí zónou čištěná látka zase tuhne. Z taveniny se nejdříve vylučuje čistá látka, která má nejvyšší bod tání. Celý proces se několikrát opakuje a získáváme velmi čistou látku

fyzikální vlastnosti
křemík je poměrně tvrdý polokov modrošedé barvy, jeho struktura je velmi podobná diamantu
oxidační čísla ve skupinách -4, +2, +4
je polovodič. Jeho elektrická vodivost závisí na množství nečistot. Krystaly čistého křemíku se vyznačují schopností usměrňovat a zesilovat elektrický proud.

chemické vlastnosti
velmi snadno se rozpouští v zásaditých roztocích
za vyššího tlaku je těkavější než uhlík
v krystalické formě s výjimkou vysokých teplot je stálý
vyznačuje se vysokou afinitou ke kyslíku (afinita - schopnost slučovat se chemicky s jinými látkami. Proto jsou sloučeniny křemíku s kyslíkem stabilní, naopak sloučeniny s jinými prvky jsou velice nestabilní a rychle se rozpouští.

užití
Samotný křemík se využívá k výrobě polovodičových součástek (diody, tranzistory). Dále se také přidává do různých slitin např. ferosilicimu- slitina křemíku a železa.
Ve sloučeninách (křemen) se potom používá hlavně ve stavebnictví jako písek a při výrobě skla a porcelánu.


Sloučeniny
Oxid křemičitý
· Je odolný vůči kyselinám, s výjimkou kyseliny fluorovodíkové
SiO2 + HF→ H2 [SiF6] + H2O (leptání skla)
· Používá se pro výrobu jádra optických kabelů a skla.
Křemičitany- (silikáty)
· Jsou to látky nerozpustné ve vodě, až na křemičitany alkalických kovů
Na2SiO3 (vodní sklo-konzervační a tmelící prostředek) a K2SiO3.
· Křemičitany vápenaté, železité a hlinité jsou rozpustné v kyselinách a jsou součástí surovin pro výrobu stavebních hmot : Cement- Po smísení cementu s pískem (štěrkem) a vodou tvrdne v beton. Keramika- je to materiál, který vzniká vypálením směsi kaolínu, jílu a hlín, nejkvalitnější keramikou je porcelán.
Silikony- (polysiloxany)
· Jsou to organokřemičité polymerní sloučeniny. ‌‌‌‌‌ l l l l l
· Jejich základní řetězec obsahuje strukturu -Si-O-Si-O-Si- (pravidelně se zde střídají atomy křemíku a kyslíku). l l l l l
· Obecně jsou silikony tepelně odolné a hydrofobní.
· Dělí se na oleje, pryskyřice a kaučuky.
· Silikonové oleje se používají k impregnaci oblečení atd..
· Silikonové pryskyřice se používají jako tepelné izolátory, nátěrové hmoty atd..
· Silikonový kaučuk se používá na výrobu těsnění, hadic a v lékařství jako implantáty.
Silikagel
· Pórovitá forma oxidu křemičitého, vyráběna z křemičitanu sodného.
· Využívá se jako pohlcovač vlhkosti- desikant, pohlcovač pachů a sušidlo- zejména plynů.
Silany
· SiH4
· Při běžné teplotě je to bezbarvá plynná látka, na vzduchu dochází k samovznícení- extrémně reaktivní.
· Čisté silany nereagují s vodou ani se zředěnými kyselinami.

Silicidy
· Jsou to sloučeniny křemíku s kovy.
· Silicidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin jsou mnohem reaktivnější než ostatní.
Kyseliny křemičité
· H2SiO3 , H4SiO4 , H2Si2O5
· Známé pouze ve formě vodných roztoků.
· Ztrátou vody dochází k tvorbě polymerů, dalším stáním, zahřátím a okyselením roztoku vzniká rosolovitý gel- jeho vysušením pak vzniká silikagel.
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama