Кремний

Кремний (лат. Sіlіcіum; Sі) — элементтердің периодтық жүйесінің ІV тобындағы элемент. Тұрақты 3 изотопы – 28 Sі, 29 Sі және 30 Sі бар. Жер қыртысындағы мөлшері 29,5%. Табиғатта оттектен кейінгі көп тараған элемент. Ашылуы Кремнийді алғаш рет 1811 жылы Гей-Люссак пен Л.Ж. Тенар ашқан. 1824 – 1825 жылдары швед химигі Я.Берцелиус фторлы кремнийді калиймен тотықсыздандырып, ал 1865 жылы орыс ғалымы Н.Н. Бекетов төрт хлорлы кремний мен мырышты әрекеттестіріп жеке бөліп алған. Физикалық қасиеті: Кремнийдің түсі күңгірт-сұр, шайырдай жылтыр, тығыздығы 2,32 г/м 3 , балқу t 1420С, қайнау t 2600С-қа жуық. Өнеркәсіпте Кремний кремнеземді қыздырып, кокспен тотықсыздандыру, ал таза кремний төрт хлорлы кремнийді мырыш буымен тотықсыздандыру арқылы алынады. Қыздырғанда сутектен басқа кез келген бейметалмен қосыла алады. Төменгі температурада инертті. Таза кремний темір, мыс, алюминий, қорғасын қорытпаларында қолданылады. Ол мұндай қорытпалардың қышқылдарға төзімді, мықты,электрлік және магниттік қасиеттерін арттырады. Кремний тау хрусталі немесе кварц (Si0 2 ) құрамында болады; ол (Si) қиын балқитын, металдық жылтыры бар, сұр түсті қатты зат. Оның каттылығы алмаздан төмендеу. Аморфты кремний коңыр түсті ұнтақ, реакцияға түсуі оңай зат. Химиялық қасиеті: Жай заттармен: # Si + 0 2 = Si0 2 (кремний оксиді) # Si + 2F 2 = SiF 4 (кремний фториді) # Si + C = SiC (карборунд) # Si + 2Mg = Mg 2 Si (магний силициді) Күрделі заттармен: Сілтінің ерітіндісімен қыздырғанда әрекеттеседі. Si + 2NaOH + Н 2 0 = Na 2 Si0 3 + 2Н 2 ↑ Қолданылуы * Техникада шала өткізгіштер ретінде пайдаланылады. * Si - электроникада жартылай өткізгіш ретінде қолданылады. * SiC карборунд - бұрғылар, тегістегіш заттар жасауда, стоматологиялық құралдар өндірісінде, отқа, қышқылға төзімді заттар алады.. * Кремний өсімдіктер мен жануарлар үшін қажет. Диатомдар тәрізді кейбір су организмдері олардың қаңқаларын құрастыру үшін элементті пайдаланады. * Адамдар сау тері, шаш, тырнақ және сүйектер үшін кремнийді қажет етеді. * Кремниймен диеталық қоспалар сүйек тығыздығын арттырады және остеопороздың қаупін азайтады. Алынуы * зертханада Si0 2 + 2Mg = Si + 2MgO * өндірісте Si0 2 + 2C = Si + 2CO Кремнийдіц оттекті қосылыстары. Кремний оксиді Кремний оксиді - құм Si0 2 , 0 Si О силикагель Si0 2 - балқу температурасы жоғары, электр тогын өткізбейтін зат. Кремний оксиді кремнезем, кварц, т. б. күйінде табиғатта кең таралған. Құм суда ерімейді, бірақ қыздырғанда сілтімен және содамен қышқылдық оксид ретінде әрекеттеседі: # Si0 2 + 2NaOH = Na 2 Si0 3 + Н 2 0 # Si0 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 Si0 3 + C0 2 ↑ # Si0 2 + 4HF→ SiF 4 + 2H 2 0 (шыныға өрнек салуда жүретін реакция). Кремний қышқылы, силикаттар H 2 Si0 3 - метакремний қышқылы H 4 Si0 4 - ортокремний қышқылы Метакремний қышқылы іркілдек (коллоид) күйінде болады. Алынуы: Тұзынан күшті қышқылмен бөліп алуға болады. : Na 2 Si0 3 + H 2 S0 4 (конц.) = H 2 Si0 3 ↓+ Na 2 S0 4 : H 2 Si0 3 - екі негізді, әлсіз, тұрақсыз қышқыл. Екі сатыда диссоциацияланады; тұздары силикаттар деп аталады. : NaHSiO 3 - натрий гидросиликаты : Na 2 Si0 3 - натрий силикаты : Na 2 Si0 3 + H 2 0 + 2C0 2 = 2NaHC0 3 + H 2 Si0 3 ↓ ақ тұнба Осыған қарағанда кремний қышқылы көмір қышқылынан да әлсіз қышкыл. : Н 2 Si0 3 оңай айырылады. : H 2 Si0 3 = Н 2 0 + Si0 2 : Na 2 Si0 3 , K 2 Si0 3 - ерімтал тұздар, оларды сұйық шыны деп атайды, желім ретінде қолданылады. Шыны алуда мына реакдиялар жүреді: : Na 2 C0 3 + Si0 2 = Na 2 Si0 3 + C0 2 ↑ : CaC0 3 + Si0 2 = CaSi0 3 + C0 2 ↑ Кәдімгі шынының құрамын былай өрнектеуге болады: : Na 2 0 • СаО • 6Si0 2 Химиялық шынының құрамы: : К 2 0 • СаО • 6Si0 2 . Ол қиын балқиды. Лағыл (рубин) шыныда Сr 3+ ионы болады. Таза құмнан кварц шыны өндіріледі, ол медицинада (ультракүлгін сәулелерді өткізетіндіктен), химиялық ыдыстар жасауда қолданылады. Цемент ендірісінің негізінде мына реакциялар жатыр: : Аl 2 0 3 • 2Si0 2 • 2Н 2 0 = Аl 2 0 3 • 2Si0 2 + 2H 2 0 : СаС0 3 = СаО + С0 2 ↑ : СаО + Si0 2 = CaSi0 3 Цемент, бетон, темір-бетон, қожбетон - құрылыс материалдары. Қазақстанда силикат енеркөсібінің кәсіпорындары төмендегідей болып шоғырланған: * Маңғыстауда - СаСО 3 әктас; * Жітіқарада (Қостанай облысы) - асбест; * Семейде - цемент зауыты; * Өскеменде - «Аютас» зауыты; * Ақтөбе, Таразда - шыны ендірісі; * Леңгір, Есік, Өскеменде - кірпіш зауыттары бар. Дереккөздер