Compuestos de Silicio
-
Upload
miguemaldi75 -
Category
Documents
-
view
110 -
download
6
Transcript of Compuestos de Silicio
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Objetivos
1. Construcción de un jardín químico
2. Procesos sol-gel
• Obtención de microesferas de sílice • Obtención de un gel de sílice
3. Propiedades de canje iónico de una zeolita
4. Silanos
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
El jardín químico
Se obtienen mediante reacciones de precipitación al añadir cristales de sales
solubles a disoluciones acuosas que contienen aniones como aluminatos, boratos,
carbonatos, cromatos, fosfatos o silicatos
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Formación de un gel alrededor de
la sal. El gel actúa como una membraba
semipermeable
Disolución de la sal
Flujo de agua. Disolución de
mas sal. Aumenta la
presión osmótica
Ruptura de la
membrana
La disolución del ión metálico reacciona con
el silicato externo formando tubos que
ascienden
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
http://mediateca.educa.madrid.org/reproducir.php?id_video=6r1tc84s7zpjxzqq
El jardín químico
http://www.periodicvideos.com/videos/mv_chemicalgarden.htm
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
El método sol-gel se desarrolló hace más de 40 años como una alternativa tecnológica para la preparación de vidrios a temperaturas considerablemente bajas
Condensación Si-OR → Si-OH + ROH
-Si-O-Si- (red tridimensional)
base
Estructuras del sol/gel: • condiciones de reacción • temperatura • catalizador • velocidad de hidrólisis y condensación
El proceso y las condiciones de secado afectan a la estructura del gel
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
TEOS
+ NH3(ac) + EtOH
Hidrólisis
Condensación
Sol
Gel
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Gel de sílice Forma no cristalina y muy porosa de la sílice
Na2Si3O7 + H2SO4 1M H2Si3O7
Condensan en una masa rígida o un precipitado gelatinoso
∆
Gel de sílice Afinidad con el agua
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
¿Qué son las zeolitas?
Sólidos cristalinos microporosos naturales o sintéticos, con estructuras tridimensionales definidas
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
¿Cúal es su estructura?
1 • Están constituidas por tetraedros ( SiO4)-4 y (AlO4)-5
compartiendo vértices, originando retículos tridimensionales estables mecánica y térmicamente
2 • El espacio hueco toma la forma de canales (300 a 800 pm de
sección) y cavidades (de hasta 1300 pm)
3 • El retículo es aniónico, los cationes que la neutralizan ocupan los
huecos de la estructura junto con moléculas de H2O
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
4 • Las zeolitas tienen de formula M {(AlO2) (SiO2)x} n ·H2O
5 • Como no se encuentran enlaces Al-O-Al el cociente Si/Al tiene
que ser mayor de 1
6 • Se conocen zeolitas con x> 10000 (tamices moleculares)
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Representación del armazón de un octaedro truncado
Posiciones de los átomos de Si y O en el armazón
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Proyección en una lámina para la zeolita ZSM-5 Canales en la zeolita ZSM-5
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
1 • El agua puede eliminarse por calefacción, otras
moléculas distintas pueden adsorberse
2 • Los cationes pueden moverse libremente a través de
los canales por lo que puede intercambiarse por otro
Propiedades de las zeolitas
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Aplicaciones de las zeolitas
1 • Desecantes
2 • Intercambio iónico
3 • Catálisis
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Propiedades de canje iónico
CoCl2· 6 H2O + H2O (l)→ [Co (H2O)6]+2 (ac) + 2 Cl- (ac) Na {(AlO2) (SiO2)x} n ·H2O (x=1 - 1.5) + 0.5 [Co (H2O)6] +2 (ac) → Co0.5 {(AlO2) (SiO2)x} n ·H2O (x=1 - 1.5) + Na+ (ac)
2 Na+ se intercambian por Co+2
[Co (H2O)6 ]+2 (ac) (rosa) → [Co (H2O)4 ]+2 (azul intenso)
Laboratorio de Química Inorgánica I Curso 2013-14. Grupo B2
Silanos
● Hidruros de silicio, SinH2n+2 (n= 1-6) ● Sólo SiH4 y Si2H6 son estables a 25 ºC