Lý thuyết về silic và công nghiệp silicat

I. SILIC (Si)

Kí hiệu hóa học: Si; Nguyên tử khối : 28

1. Trạng thái thiên nhiên

- Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong thiên nhiên, chỉ sau oxi, chiếm ¼ khối lượng vỏ Trái Đất.

- Trong tự nhiên Silic không tồn tại ở dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất. Các hợp chất tồn tại nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).

2. Tính chất

- Silic là chất rắn, màu xám, khó nóng chảy, dẫn điện kém . Tinh thể silic tinh khiết là chất bán dẫn.

- Silic là phi kim hoạt dộng hóa học yếu hơn cacbon, clo. Ở nhiệt độ cao, silic phản ứng với oxi tạo thành silic đioxit

Phương trình hóa học:

 Si + O₂ \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) SiO₂

- Silic được dùng làm vật liệu bán dẫn trong kĩ thuật điện tử và được dùng để chế tạo pin mặt trời.

II. SILIC ĐIOXIT (SiO₂)

- SiO₂ là oxit axit. Ở nhiệt độ cao, tác dụng với  kiềm và oxit bazơ tan tạo thành muối silicat. Silic đioxit không phản ứng với nước

Thí dụ: 

SiO₂ + 2NaOH  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\)  H₂O + Na₂SiO₃ (natri silicat)

 SiO₂ + CaO \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) CaSiO₃ (canxi silicat)

III.  SƠ LƯỢC VỀ CÔNG NGHIỆP SILICAT

1. Sản xuất đồ gốm, sứ

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenpat

b) Các công đoạn chính

- Nhào đất sét + Thạch anh + fenpat tạo thành khối dẻo tạo hình và sấy khô

- Nung các đồ vật trong lò ở nhiệt độ cao

c) Cơ sở sản xuất: Ở nước ta có nhiều cơ sở sản xuất gốm, sứ như: Bát Tràng – Hà Nội, Minh long, Phủ Lãng…

2. Sản xuất xi măng

a) Nguyên liệu chính: Đất sét, đá vôi

b) Các công đoạn chính

- Nghiền nhỏ hỗn hợp đá vôi và đất sét rồi trộn với cát và nước ở dạng bùn

- Nung hỗn hợp trên lò quay (lò đứng) ở 1400-1500⁰C được clanhke rắn

- Nghiền clanhke nguội với phụ gia được xi măng

c) Cơ sở sản xuất: nhà máy xi măng Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn…

3. Sản xuất thủy tinh

a) Nguyên liệu: Cát thạch anh, sôđa, đá vôi

b) Các công đoạn chính

- Trộn nguyên liệu với nhau theo tỉ lệ thích hợp

- Nung hỗn hợp trong lò được thủy tinh nhão

- Làm nguội từ từ được thủy tinh dẻo

- Ép, thổi thủy tinh dẻo thành các đồ vật

Các phương trình hóa học:

CaCO₃ \( \xrightarrow[]{t^{0}}\) CaO + CO₂

SiO₂ + CaO \( \xrightarrow[]{t^{0}}\) CaSiO₃

SiO₂ + Na₂CO₃  \( \xrightarrow[]{t^{0}}\)  Na₂SiO₃ + CO₂

c) Cơ sở sản xuất: Nhà máy Rạng Đông, Công ty Điện Quang…

Sơ đồ tư duy: Silic và công nghiệp silicat