Bài 30. Silic. Công nghệ Silicat

Silic có kí hiệu hóa học: Si
Nguyên tử khối: 28
Silic và hơp chất của silic có tính chất và ứng dụng gì? Oxi là nguyên tố phổ biến nhất trên trái đất như chúng ta đã học ở lớp 8, vậy nguyên tố phổ biến thứ 2 trên trái đất sau oxi là nguyên tố nào? Chúng ta cùng tìm hiểu bài học ngày hôm nay.

I. Silic (Si)

1. Trạng thái thiên nhiên

• Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong tự nhiên, chỉ sau oxi, chiếm ¼ 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 nhiều là cát trắng, đất sét (cao lanh).

2.  Tính chất

a. Tính chất vật lí

• Silic là chất rắn, màu xám.
• Khó nóng chảy.
• Có vẻ sáng của kim loại.
• Silic tinh thể là chất bán dẫn: là chất cách điện ở nhiệt độ thường, khi ở nhiệt độ cao trở thành chất dẫn điện. Silic tinh thể được ứng dụng làm chất bán dẫn trong kỹ thuật điện tử, chế tạo pin mặt trời.

Hình 2: Silic tinh thể

b. Tính chất hóa học

• Silic là phi kim hoạt động hóa học yếu hơn cacbon, clo.
• Tính chất hóa học đặc trưng củá Si là tính khử, ở nhiệt độ cao tác dụng với oxi tạo thành silic đioxit

Si_(r)   +   O_2(k)    \(\underrightarrow{t^o}\)     SiO_2(r)

II. Silic đioxit (SiO₂)

• Silic đioxit là oxit axit tác dụng với kiềm và oxit bazo tạo thành muối silicat ở nhiệt độ cao

SiO_2(r) + 2NaOH_(r)  \(\underrightarrow{t^o}\) Na₂SiO_3(r) + H₂O_(h)

SiO_2(r)  + CaO_(r)   \(\underrightarrow{t^o}\) CaSiO_3(r)

• Silic đioxit không phản ứng với nước

III. Công nghiệp silicat

Công nghiệp silicat là một ngành công nghiệp rất phát triển hiện nay, đi từ các hợp chất của silic trong tự nhiên cùng với các hợp chất khác để sản dùng các đồ dùng, vật liệu có nhiều ứng dụng trong đời sống như:

• Đồ gốm, đồ sứ.
• Thủy tinh.
• Xi măng.

 1. Sản xuất đồ gốm

Đồ gốm gồm: gạch ngói, gạch chịu lửa và sành, sứ​​

a. Nguyên liệu chính 

Đất sét, thạch anh, fenpat.

b. Các công đoạn chính

• Nhào đất sét, thạch anh và fenpat với nước để tạo thành khối dẻo để tạo hình sau đó sấy khô thành các đồ vật.

• Nung các đồ vật đã được tạo hình ở nhiệt độ cao thích hợp.

​c. Cơ sở sản xuất

Gốm sứ Bát Tràng, Hải Dương, Đồng Nai...

2. Sản xuất xi măng

Xi măng là nguyên liệu kết dính trong xây dựng , có thành phần chính là canxi silicat và canxi aluminat.

a. Nguyên liệu chính : Đất sét, đá vôi, cát ...

b. Các công đoạn chính: 

• Nghiền nhỏ đá vôi đất sét và trộn cát với nước thành dụng bùn.

• Nung hỗn hợp trên trong lò quay hoặc lò đứng ở 1400-1500oC thu được clanke rắn.

• Nghiền clanke nguội và phụ gia thành bột mịn thu được sản phẩm là xi măng.

c. Các cơ sở sản xuất

Các nhà máy ở Hải Dương,Thanh Hóa, Hải Phòng, Hà Nam, Nghệ An...

3. Sản xuất thủy tinh

a. Nguyên liệu chính: Natri silicat (Na₂SiO₃)  và Canxi silicat (CaSiO₃).

b. Các công đoạn chính 

• Trộn cát với đá vôi theo tỉ lệ thích hợp.

• Nung hỗn hợp ở khoảng 900^oC được thủy tinh dẻo.

• Làm nguội từ từ thủy tinh dẻo, ép thủy tinh dẻo thành các đồ vật.

c. Cơ sở sản xuất chính: Hải Phòng, Hà Nội, Bắc Ninh.

IV. Tổng Kết 

1. Silic là nguyên tố có nhiều trong vỏ Trái Đất.

2. Silic là kim loại hoạt động hóa học yếu. Các hợp chất của silic như SiO₂ (Cát trắng), muối silicat... là những nguyên liệu để sản xuất đồ gốm, thủy tinh, xi măng...

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 !