Piihapot

Piihapot ovat yleiskaavan mukaisia hyvin heikkoja happoja , jotka liukenevat heikosti veteen . $n{\textrm {SiO}}_{2}\cdot m{\textrm {H}}_{2}{\textrm {O}}$

Nimikkeistö

Piihapoista tunnetaan: metapiihappo H 2 SiO 3 , ortopiihappo H 4 SiO 4 , piihappoinen H 2 Si 2 O 5 ja H 10 Si 2 O 9 , pyrosilikoni H 6 Si 2 O 7 ja polypii n SiO 2 ⋅ m H 2 O Vastaavia suoloja kutsutaan silikaateiksi (metasilikaateiksi, ortosilikaateiksi jne.).

Rakennus

Metasiliinihappo koostuu rakenneyksiköistä, joilla on tetraedrirakenne. Linkit yhdistetään ketjuiksi, jolloin muodostuu polypiihappoja.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Kaikki polypiihapot ovat niukkaliukoisia veteen. Kolloidisia liuoksia muodostuu veteen yleisen reaktiokaavion mukaisesti

{\displaystyle {\ce {(SiO2)_{x}{}+ 2 H2O <=> H4SiO4 + (SiO2)_{x-1))))

Tuloksena oleva epästabiili ortopiihappo joutuu polykondensaatioreaktioihin:

{\näyttötyyli {\ce {2 H4SiO4 -> (HO)3SiOSi(OH)3 + H2O))}

tuloksena muodostuu monimutkaisia lineaarisia, haarautuneita ja sekarakenteita.

Polypiihappojen isoelektrinen piste on pH-alueella 2,0–3,0, jossa polykondensaatio etenee miniminopeudella.

Piihapot ovat heikkoja. Metapiihapon H 2 SiO 3 dissosiaatiovakiot K 1 = 1,3⋅10 −10 , K 2 = 1,6⋅10 −12 , ortopiihapolla H 4 SiO 4 K 1 = 2⋅10 −10 , K 2 = K 3 \ u00 K 4 \u003d 2⋅10 −12 .

Piihapot liukenevat liuoksiin ja sulavat emäksiin muodostaen silikaatteja, esim.

{\näyttötyyli {\ce {H2SiO3 + 2 KOH -> K2SiO3 + 2 H2O))}

Piihapot voivat reagoida fluorivetyhapon (HF) kanssa muodostaen piifluoridikaasua:

{\ce {H2SiO3 + 6 HF -> H2SiF6 + 3 H2O -> SiF4 ^ + (2 HF + 3 H2O)))

Ortosipiihappo alkalipohjaisten katalyyttien (yleensä NaOH) läsnä ollessa pystyy muodostamaan ortosilikaattiestereitä [ 1 ] , joiden muoto on yleensä R1R2R3R4SiO4 , jossa R1-4 ovat orgaanisia radikaaleja, jotka ovat tavallisesti alkoholia. jäämiä. Tunnettu massatuote on tetraetyyliortosilikaattikoostumus Si(C 2 H 5 O) 4

Haetaan

Piihappoliuokset saavat:

vahvojen happojen vaikutus liukoisiin natrium- tai kaliumsilikaatteihin: ${\näyttötyyli {\ce {Na2SiO3 + 2 HCl -> H2SiO3 v + 2 NaCl))}$
kloorisilaanien hydrolyysi: ${\näyttötyyli {\ce {SiH2Cl2 + 3 H2O -> H2SiO3 + 2 HCl + 2 H2O))}$
piihapon suolojen hydrolyysi. Hydrolyysi etenee vaiheittain: 1. vaihe: ${\ce {K2SiO3 + HOH -> KHSiO3 + KOH}}$ 2. vaihe: ${\ce {KHSiO3 + HOH -> H2SiO3 + KOH}}$ yleinen molekyyliyhtälö: ${\ce {K2SiO3 + 2 H2O -> H2SiO3 + 2 KOH}}$
sekä elektrodialyysi- ja ioninvaihtomenetelmiä.

Sovellus

Piihappohydrosoleja käytetään täyte- ja sideaineina keraamisten tuotteiden ja erilaisten pinnoitteiden valmistuksessa. Niitä käytetään katalyyttien ja valoherkkien kerrosten kantajina valokuvausmateriaaleissa. Ne toimivat raaka-aineina kvartsilasin , erilaisten adsorbenttien , vesi- ja kaasuhöyrynabsorptioaineiden sekä veden ja öljyn puhdistussuodattimien valmistukseen.

Muistiinpanot

↑ Teollisuudessa ortosilikaattiestereiden synteesissä käytetään piihalogenideja ortosipihapon sijaan.

Kirjallisuus

Chemical Encyclopedia / Toim.: Knunyants I.L. ja muut - M .: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2 (Daf-Med). — 671 s. — ISBN 5-82270-035-5 .
Kaputsky F. N., Tikavy V. F. Kemiallinen käsikirja yliopistoihin hakijoille. - Minsk: Vysh. Koulu, 1979. - S. 384.
Khomchenko G.P. Kemia yliopistoihin hakijoille. - M . : Korkeakoulu, 1994. - S. 447.