Monòxit de silici
El monòxit de silici és el compost químic en la fòrmula SiO a on el silici està present en l'estat d'oxidació +2. En la fase de vapor és una molècula diatómica.[1] S'ha detectat en objectes estelars[2] i ha segut descrit com l'òxit de silici més comú en l'univers.[3]
Quan el gas SiO es gela ràpidament, es condensa per a formar un material vítreo polimèric marró/negre, (SiO) n, que està disponible comercialment i que s'usa per a depositar películes de SiO. El (SiO)n vítreo és sensible a l'aire i a la humitat. La seua superfície es oxida fàcilment en l'aire a temperatura ambiente, donant una capa superficial de SiO2 que protegix el material de l'oxidació adicional. No obstant, (SiO)n es desproporciona irreversiblemente en SiO2 i Si en unes poques hores entre 400 i 800 °C, i molt ràpidament entre 1.000 i 1.440 °C, encara que la reacció no termina.[4]
Formació de SiO
[editar | editar còdic]El primer informe precís sobre la formació de SiO va ser en 1887[5] pel químic Charles F. Maybery (1850-1927) en la Case School of Applied Science en Cleveland. Maybery va afirmar que el SiO es va formar com una substància amorfa de color groc verdenc en una lluentor vítreo quan la sílice es va reduir en carbó en absència de metals en un forn elèctric.[6] La substància es troba sempre en la interfase entre el carbó i les partícules de sílice. En investigar algunes de les propietats químiques de la substància, la seua gravetat específica i un anàlisis de combustió, Maybery va deduir que la substància deu ser SiO. L'equació que representa la reducció química parcial de SiO2 en C pot representar-se com:
La reducció completa de SiO2 en el doble de la cantitat de carbono produïx silici elemental i dos voltes la cantitat de monòxit de carbono. En 1890, el químic alemà Clemens Winkler (el descobridor del germani) va ser el primer en intentar sintetisar SiO calfant diòxit de silici en silici en un forn de combustió.[7]
No obstant, Winkler no va ser capaç de produir el monòxit posat que la temperatura de la mescla era solament entorn 1000 °C. L'experiment va ser repetit en 1905 per Henry Noel Potter (1869-1942), un ingenier de Westinghouse. Usant un forn elèctric, Potter va ser capaç d'alcançar una temperatura de 1700 °C i observar la generació de SiO.[5] Potter també va investigar les propietats i aplicacions de la forma sòlida de SiO.[8][9]
Per la volatilitat del SiO, la sílice es pot eliminar de minerals o minerals calfant-los en silici per a produir SiO gaseós d'esta manera.[1] No obstant, per les dificultats associades en la medició exacta de la seua pressió de vapor, i per la dependència dels detalls del disseny experimental, s'han descrit varis valors en la lliteratura per a la pressió de vapor de SiO (g). Per al pSiO per damunt del silici fos en un cresol de cuarzo (SiO2) en el punt de fusió del silici, un estudi va tirar un valor de 0,002 atm.[10] Per a la vaporisació directa del sòlit SiO amorfo pur, s'ha informat 0,001 atm.[11] Per a un sistema de revestiment, en el llímit de fase entre SiO2 i un siliciuro, es va informar 0,01 atm.[12]
La sílice mateixa, o els refractarios que contenen SiO2, es poden reduir en H2 o CO a altes temperatures, per eixemple:[13]
A mida que el producte de SiO es volatiliza (s'elimina), l'equilibri es desplaça cap a la dreta, donant com resultat el consum continu de SiO2. Basant-se en la dependència de la taxa de pèrdua de pes de sílice sobre el cabal de gas normal a la interfase, la velocitat d'esta reducció sembla ser controlada per difusió convectiva o transferència de massa des de la superfície que reacciona.[14][15]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 (2001).«Inorganic Chemistry».Academic Press/De Gruyter.San Diego/Berlin:
- ↑ Gibb, A.G.; Davis, C.J.; Moore, T.J.T., A survey of SiO 5 → 4 emission towards outflows from massive young stellar objects. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 382, 3, 1213-1224. doi:10.1111/j.1365-2966.2007.12455.x, Plantilla:ArXiv.
- ↑ Peter Jutzi and Ulrich Schubert (2003) Silicon chemistry: from the atom to estendre systems. Wiley-VCH ISBN 3-527-30647-1.
- ↑ W. Hertl and W. W. Pultz, J. Am. Ceramic Soc. Vol. 50, Issue 7, (1967) pp. 378-381.
- ↑ 5,0 5,1 J. W. Mellor "A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry" Vol VI, Longmans, Green and Co. (1947) p. 235.
- ↑ C. F. Maybery Amer. Chem. Journ. 9, 11, (1887).
- ↑ C. Winkler Ber. 23, (1890) p. 2652.
- ↑ U.S. Patent 182,082, July 26, 1905.
- ↑ E. F. Roeber H. C. Parmelee (Eds.) Electrochemical and Metallurgical Industry, Vol. 5 (1907) p. 442.
- ↑ "Handbook of Semiconductor Silicon Technology," W. C. O'Mara, R. B. Herring, L. P. Hunt, Noyes Publications (1990), p. 148
- ↑ Nuth III, Joseph A. (2006). “Silicates Do Nucleate in Oxygen‐rich Circumstellar Outflows: New Vapor Pressure Data for SiO”. The Astrophysical Journal 649 (2): 1178–1183. American Astronomical Society. doi:. ISSN 0004-637X.
- ↑ "High-Temperature Oxidation-Resistant Coatings ," National Academy of Sciences/National Academy of Engineering (1970), p. 40
- ↑ Charles A. (2004) Schacht Refractories handbook. CRC Press, ISBN 0-8247-5654-1.
- ↑ Han, Gilsoo (2005). “Kinetics of the Hydrogen Reduction of Silica Incorporating the Effect of Gas-Volume Change upon Reaction”. Journal of the American Ceramic Society 88 (4): 882–888. Wiley. doi:. ISSN 0002-7820.
- ↑ Gardner, Richard A. (1974). “The kinetics of silica reduction in hydrogen”. Journal of Solid State Chemistry 9 (4): 336–344. Elsevier BV. doi:. ISSN 0022-4596.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Monóxido de silicio» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.