Silic đioxit là gì, hợp chất này có những đặc tính nổi bật nào và ứng dụng quan trọng ra sao? Bài viết này sẽ giải đáp những thắc mắc cũng như chia sẻ đến bạn sơ lược về ngành công nghiệp Silicat để hiểu hơn về các vấn đề trên.
Silic đioxit ( Silic dioxide ) là hợp chất có công thức hóa học là SiO2, còn được biết đến với các tên gọi là silic dioxt, silica.
Đây là một oxit của silic, có độ cứng cao, phân tử của nó không tồn tại ở dạng đơn lẻ mà liên kết lại với nhau tạo thành phân tử rất lớn, tồn tại ở hai dạng là dạng tinh thể và vô định hình.
Phần lớn chúng tổng hợp nhân tạo đều được tạo ra ở dạng bột hoặc keo sẽ có cấu trúc vô định hình, còn nếu được tạo ra ở áp suất cũng như nhiệt độ cao thì có cấu trúc tinh thể.
Nếu ở trong tự nhiên, Silic đioxit tồn tại chủ yếu dưới dạng tinh thể hoặc vi tinh thể như cát (thạch anh), tridimit, cristobalit, cancedoan, đá mã não, phổ biến nhất là dạng cát. Đây chính là một khoáng vật của vỏ Trái Đất.
Trong điều kiện áp suất thường, ở dạng tinh thể nó có ba dạng thù hình chính: thạch anh, tridimit và cristobalit. Mỗi dạng lại có hai hoặc ba dạng thứ cấp, trong đó dạng thứ cấp α bền ở nhiệt độ thấp còn dạng thứ cấp β bền nhiệt độ cao.
Silic dioxt tác dụng với kiềm và oxit bazơ để tạo thành muối silicat ở nhiệt độ cao:
SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O
SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2
Hợp chất này không phản ứng được với nước.
Tham gia phản ứng với axit flohidric như sau:
SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O
SiO2 + 6HF(đặc) → H2SiF6 + 2H2O
Có khoảng 95% Silic dioxit SiO2 được sử dụng trong ngành xây dựng. Hỗn hợp đá vôi và đất sét sau khi được nghiền nhỏ sẽ được trộn với cát và nước thành dạng bùn, sau đó tiến hành nung ở nhiệt độ khoảng 1400 – 1500 °C ở trong lò nung xi măng để tạo ra clinke dạng rắn, để nguội. Tiếp theo nghiền clinke và một số phụ gia thành dạng bột min, ta sẽ thu được xi măng, nguyên liệu cần thiết trong ngành xây dựng.
Khi ta trộn đều đất sét, thạch anh và fenpat với nước theo tỷ lệ thích hợp sẽ tạo thành khối dẻo rồi tạo hình.
Sau đó mang nung các đồ vật đã tạo hình ở nhiệt độ phù hợp.
Trộn đều hỗn hợp cát, đá vôi, soda theo tỉ lệ thích hợp, sau đó mang nung trong lò quay ở nhiệt độ 900 °C để tạo thành thủy tinh dạng nhão.
Tiếp theo làm nguội thủy tinh dạng nhão để được thủy tinh dẻo.
Cuối cùng là ép hoặc thổi thủy tinh dẻo thành những hình dạng mong muốn.
CaCO3 (t°) → CaO + CO2
CaO + SiO2 (t°) → CaSiO3
Na2CO3 + SiO2 (t°) → Na2SiO3 + CO2
Thạch anh dùng trong hệ thống lọc nước, xử lí nước tinh khiết.
Dùng để sản xuất Sodium silicat (Na2SiO3), đây là thành phần chế tạo ra xà phòng và chất nhuộm màu.
Ở dạng cát, nó được sử dụng làm thành phần chính trong đúc cát để sản xuất các chi tiết, vật dụng kim loại vì có điểm nóng chảy cao.
Công nghiệp silicat là các ngành công nghiệp sản xuất đồ gốm, thuỷ tinh, xi măng. Đây là ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế hiện nay.
Nguyên liệu chính: Đất sét, thạch anh, fenpat
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
Cơ sở sản xuất ở nước ta gồm: Bát Tràng – Hà Nội, Minh long, Phủ Lãng,...
Nguyên liệu chính: Đất sét, đá vôi
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
Cơ sở sản xuất ở nước ta gồm nhà máy xi măng Hà Tiên, Hải Phòng, Bỉm Sơn,...
Nguyên liệu: Cát thạch anh, sôđa, đá vôi
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 CaO + CO2
SiO2 + CaO CaSiO3
SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2
Cơ sở sản xuất gồm nhà máy Rạng Đông, Công ty Điện Quang,...
Với những chia sẻ trên có thể bạn đã hiểu hơn silic đioxit là gì, những tính chất và ứng dụng nổi bật của hợp chất này trong cuộc sống, sản xuất. Nếu bạn còn những thắc mắc khác hãy để lại bình luận hoặc liên hệ hotline 0975970019 để được các chuyên viên longlanhvn giải đáp chi tiết.