Bài 17: Silic và hợp chất của Silic

A. SILIC

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Silic có 2 dạng thù hình là silic tinh thể và silic vô định hình.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

• Silic có các số oxi hóa là -4, 0, +2, +4, số oxi hóa +2 ít đặc trưng đối với silic.
• Trong các phản ứng oxi hóa - khử, silic có thể thể hiện tỉnh khử hoặc oxi hóa.
• Silic vô định hình hoạt động mạnh hơn silic tinh thể.

1.Tính khử

a. Tác dụng với phi kim

Silic tác dụng trực tiếp với flo ở điều kiện thường, với clo, brom, iot, oxi khi đun nóng và cacbon, nitơ, lưu huỳnh ở nhiệt độ rất cao.

Si     +     2F₂   →  SiF₄

Si   +   O₂    \(\underrightarrow{t^o}\)   SiO₂

b. Tác dụng với hợp chất

Silic tác dụng tương đối mạnh với dung dịch kiềm, giải phóng khí hidro:

Si   +   2NaOH   +  H₂O   →   Na₂SiO₃   +   2H₂

2. Tính oxi hóa

Ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với các kim loại như canxi, magie, sắt tạo thành silixua kim loại.

Mg   +   Si    \(\underrightarrow{t^o}\)    Mg₂Si

III. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

• Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong tự nhiên, chỉ sau oxi, chiếm 29,5% khối lượng vỏ Trái Đất.
• Trong thiên nhiên, silic không tồn tại ở dạng đơn chất mà chỉ ở tồn tại ở dạng hợp chất.
• Các hợp chất của silic tồn tại chủ yếu là silic đioxit, khoáng vật silicat như cát trắng, đá sà vân, mica, đất sét (cao lanh).

IV. ỨNG DỤNG - ĐIỀU CHẾ

1. Ứng dụng

• Silic tinh khiết là chất bán dẫn, được dùng trong kĩ thuật vô tuyến và điện tử, chế tạo tế bào quang điện, pin mặt trời...
• Trong luyện kim, silic được dùng để tách oxi khỏi kim loại nóng chảy.

2. Điều chế

• Silic được điều chế bằng cách dùng chất khử mạnh như Mg, Al, C để khử SiO₂ ở nhiệt độ cao.

SiO₂   +   2Mg    \(\underrightarrow{t^o}\)   Si  +   2MgO

B. HỢP CHẤT CỦA SILIC

I. SILIC ĐIOXIT

• Silic đioxit (SiO₂) là hợp chất ở dạng tinh thể, nóng chảy ở 1713^oC và không tan trong nước.
• SiO₂ tan chậm trong dung dịch kiềm đặc, nóng, tan dễ trong kiềm nóng chảy.

SiO₂   +   2NaOH   \(\underrightarrow{t^o}\)    Na₂SiO₃ 

• Silic đioxit tan được trong axit flohiđric:

SiO₂   +   4HF    →   SiF₄   +    H₂O

Dựa vào tính chất này mà người ta dùng dung dịch HF để khắc chữ và hình lên bình thủy tinh.

II. AXIT SILIXIC (H₂SiO₃)

• Axit silixic là chất ở dạng keo, không tan trong nước, dễ mất nước khi đun nóng.
• Khi sấy khô, axit silixic mất một phần nước, tạo thành silicagel có khả năng hấp phụ mạnh, thường dùng để hút hơi ẩm trong các thùng đựng hàng hóa.

• Axit silixic là axit rất yếu, yếu hơn cả axit cacbonic nên dễ bị khí CO₂ đẩy ra khỏi dung dịch muối silicat.

Na₂SiO₃   +   CO₂   +   H₂O   →   Na₂CO₃   +   H₂SiO₃

III. MUỐI SILICAT

• Axit silic tan trong dung dịch kiềm tạo thành muối silicat. Chỉ có muối silicat của kim loại kiềm là tan được trong nước.
• Dung dịch đậm đặc của Na₂SiO₃ và K₂SiO₃ được gọi là thủy tinh lỏng. Vải, gỗ tẩm thủy tinh lỏng sẽ khó bị cháy. Thủy tinh lỏng còn dùng để chế tạo keo dán thủy tinh và sứ.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!