Tìm hiểu về silic dioxit là gì? Ngành công nghiệp Silicat có ứng dụng gì?

Silicon dioxide là cái tên mà bạn sẽ thường xuyên bắt gặp vì nó được ứng dụng vào nhiều mục đích trong cuộc sống. Vì vậy, việc hiểu rõ tính chất, trạng thái cũng như cách điều chế, ứng dụng của chúng sẽ giúp bạn có thêm những kiến ​​thức quan trọng và ứng dụng được vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

Silicon dioxide là gì?

Silicon dioxide còn có nhiều tên gọi khác nhau như silica. Trên thực tế, silicon dioxide là một oxit axit khi phản ứng với các oxit bazơ và kiềm sẽ tạo thành muối silicat ở nhiệt độ cao.

Bạn đang xem: Tìm hiểu về silic dioxit là gì? Ngành công nghiệp Silicat có ứng dụng gì?

Công thức hóa học như sau:

Silicon dioxide hoàn toàn không phản ứng với nước và có độ cứng cao. Các phân tử silicon dioxide sẽ không tồn tại một mình nên chắc chắn nó sẽ tạo ra những trạng thái tự nhiên rất thú vị. Hiểu được silicon dioxide là gì cũng sẽ giúp bạn biết tại sao nó được ứng dụng và trở thành thành phần quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống.

Trạng thái tự nhiên của silicon dioxide

Thông thường, khi nhắc đến cái tên silicon dioxide, nhiều người thường không quá quan tâm hoặc để ý tới nó. Tuy nhiên, nếu tìm hiểu về trạng thái tự nhiên của chúng, bạn sẽ thấy chúng khá quen thuộc trong đời sống hằng ngày bởi chúng xuất hiện và hiện diện trong rất nhiều sản phẩm, đồ vật quen thuộc. Vậy trạng thái tự nhiên của silicon dioxide là gì?

Ở trạng thái tự nhiên, silicon dioxide tồn tại ở hai dạng chính: vi tinh thể và tinh thể. Đặc biệt, ở trạng thái vi tinh thể, bạn sẽ tìm thấy chúng ở dạng cát, tridimite, candoan, cristobalite và mã não. Tuy nhiên, bạn sẽ thường xuyên gặp phải silica ở dạng cát. Điều thú vị là chúng còn là khoáng chất của vỏ Trái đất.

Trong điều kiện áp suất bình thường, silicon dioxide tồn tại như thế nào? Theo đó, trong điều kiện áp suất bình thường, tinh thể silicon dioxide sẽ tồn tại chủ yếu ở dạng tridimite, thạch anh và cristobalite. Ở mỗi dạng khác nhau lại có những cấp độ và tính chất khác nhau. Tính linh hoạt ở trạng thái tự nhiên của silicon dioxide là một điều giúp nó được sử dụng rộng rãi ngày nay trong nhiều lĩnh vực.

Tính chất hóa học của silicon dioxide

Tại sao silicon dioxide được sử dụng nhiều như vậy? Tất cả là do chúng có tính chất hóa học khá nổi bật. Theo đó, silicon dioxide có những tính chất hóa học như:

Silicon dioxide hoàn toàn không có phản ứng với nước.

Khi phản ứng với oxit bazơ và kiềm sẽ tạo thành muối silicat ở nhiệt độ cao:

Silicon dioxide phản ứng hóa học với axit flohydric:

Làm thế nào để điều chế silicon dioxide?

Thực tế, bạn sẽ thấy silicon dioxide rất phổ biến trong cuộc sống và chúng thường có sẵn. Tuy nhiên, bạn cũng có thể điều chế và tổng hợp chúng bằng nhiều phương pháp cơ bản khác nhau. Khả năng tổng hợp silicon dioxide sẽ giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng.

Si(r) + O2(k) → SiO2 (r)

2H2 + O2 + SiCl4 → SiO2 + 4HCl

Si(OR)4 + 2H2O → SiO2 + 4ROH

Ngoài các phương pháp này, silicon dioxide cũng có thể được điều chế bằng phương pháp hơi-lỏng-rắn ở nhiệt độ thấp (nhiệt độ phòng). Với những phương pháp này, bạn có thể dễ dàng tổng hợp silicon dioxide.

Xem thêm:

Ứng dụng của ngành công nghiệp silicon dioxide và silicat

Silicon dioxide hiện xuất hiện trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Nói cách khác, ứng dụng của silicon dioxide thực sự sẽ được gọi là ngành công nghiệp silicat.

Trong nền kinh tế ngày nay, ngành công nghiệp Silicon dioxide hay silicat đóng một vai trò cực kỳ quan trọng. Theo đó, ngành silicat sẽ bao gồm nhiều ngành công nghiệp nhỏ như sản xuất xi măng, sản xuất thủy tinh, sản xuất gốm sứ…

Ứng dụng silicon dioxide trong lĩnh vực xây dựng

Trên thực tế, có tới 95% silicon dioxide được sử dụng trong ngành xây dựng. Có thể thấy, Silicon dioxide đã trở thành một chất cực kỳ quan trọng trong ngành này và mang lại nhiều giá trị to lớn. Silicon dioxide sẽ được sử dụng để sản xuất xi măng.

Cụ thể, hỗn hợp bao gồm cát, nước, đất sét và đá vôi, trong đó đá vôi và đất sét sẽ được nghiền nát. Hỗn hợp này sẽ được trộn với nhau để tạo thành hỗn hợp sệt. Hỗn hợp này sẽ tiếp tục được nung trong lò nung xi măng ở nhiệt độ cao lên tới 1400 – 1500 độ C.

Kết quả của quá trình sẽ là tạo ra clinker rắn và tiếp tục nguội. Clinker này sẽ tiếp tục được nghiền cùng với một số phụ gia khác để tạo thành xi măng. Xi măng hiện nay là loại vật liệu quan trọng và không thể thiếu trong ngành xây dựng. Đặc biệt trong tất cả các công trình xây dựng, xi măng được coi là chất kết dính bền vững và vững chắc.

Sản xuất gốm sứ sử dụng silicon dioxide

Ngoài việc là thành phần chính của ngành xây dựng, silicon dioxide còn được sử dụng để sản xuất gốm sứ. Trộn thạch anh, đất sét và fenspat cùng với nước để tạo thành một khối dẻo. Đặc biệt, các nguyên liệu sẽ được trộn với nhau theo một tỷ lệ nhất định.

Hỗn hợp này sẽ được tạo thành hình dạng cụ thể và nung trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp. Kết quả sẽ là sản phẩm gốm đẹp, bền lâu. Đặc biệt hiện nay, gốm sứ còn được sử dụng và xuất hiện trong mọi không gian gia đình, văn phòng và mang lại nhiều giá trị tuyệt vời.

Sản xuất thủy tinh sử dụng silicon dioxide

Xem thêm : Ankin là gì? Lý thuyết và giải bài tập chi tiết

Hiện nay trong ngành sản xuất thủy tinh, Silicon dioxide cũng là một thành phần quan trọng. Theo đó, silicon dioxide sẽ được trộn với soda và đá vôi theo một tỷ lệ nhất định. Hỗn hợp này sẽ tiếp tục được nung ở nhiệt độ 900oC trong lò quay. Sau đó thành phẩm sẽ là thủy tinh nhão.

Kính nhão sẽ được làm nguội để tạo thành kính dẻo. Tấm kính dẻo đó sẽ được ép hoặc thổi để tạo thành những hình dạng mong muốn. Và sản phẩm kính thành phẩm sẽ có hình dáng như hiện nay. Phản ứng hóa học như sau:

• CaCO3 (t°) → CaO + CO2

• CaO + SiO2 (t°) → CaSiO3

• Na2CO3 + SiO2 (t°) → Na2SiO3 + CO2

Ngoài những ứng dụng trên, silicon dioxide thực sự còn có rất nhiều ứng dụng quan trọng khác như:

• Sử dụng silicon dioxide để lọc hoặc xử lý nước tinh khiết.

• Silicon dioxide, khi ở dạng cát, sẽ được sử dụng để đúc cát hoặc sản xuất các đồ vật và chi tiết bằng kim loại. Lý do là vì chúng có nhiệt độ nóng chảy cao.

• Sử dụng silicon dioxide để sản xuất natri silicat. Đây là nguyên liệu quan trọng để sản xuất thuốc nhuộm và xà phòng.

Bài tập về công nghiệp silicon dioxide và silicat SGK Hóa học lớp 9 có dung dịch

Sách giáo khoa Hóa học lớp 9 hiện nay có nhiều bài tập hay về silicon dioxide. Cụ thể các bạn có thể tham khảo một số bài tập và lời giải cơ bản như sau:

Bài tập 2 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 95)

Mô tả ngắn gọn các công đoạn chính trong quy trình sản xuất gốm sứ.

Giải pháp:

Các công đoạn chính trong sản xuất gốm sứ bao gồm:

• Nhào thạch anh, đất sét, fenspat với nước theo tỷ lệ thích hợp để tạo thành hỗn hợp hay còn gọi là khối dẻo.

• Khối linh hoạt này sẽ tiếp tục được tạo hình thành một hình dạng nhất định và được nung trong lò nung ở nhiệt độ thích hợp. Sản phẩm gốm sứ sẽ được ưa chuộng hiện nay.

Bài tập 4 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 95)

Chủ đề: Làm thế nào để sản xuất thủy tinh? Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình nấu chảy thủy tinh.

Giải pháp:

Quy trình sản xuất kính:

• Trộn cát, đá vôi và soda theo tỷ lệ thích hợp.

• Đun nóng hỗn hợp trong lò ở nhiệt độ khoảng 900 độ C.

• Xem thêm : Giải bài tập tiếng Việt lớp 2 Em có xinh không trang 24, 25 sách Kết nối tri thức

  Làm nguội từ từ kính để nó dẻo, sau đó ấn và thổi kính vào đồ vật.

Phương trình hóa học:

• CaCO3 (t°) → CaO + CO2↑

• CaO + SiO2 (t°) → CaSiO3

• Na2CO3 + SiO2 (t°) → Na2SiO3 + CO2

Bài tập 30.1 (Sách giáo khoa Hóa lớp 9, trang 38)

Cặp chất nào sau đây có thể tương tác với nhau? Viết các phương trình hóa học (nếu có).

a) SiO2 và CO; b) SiO2 và NaOH;

c) SiO2 và CaO; d) SiO2 và H2SO4 ;

e) SiO2 và H20.

Giải pháp:

Các cặp chất có thể tương tác với nhau:

b) SiO2 + 2NaOH → Na2SiO3 + H2O

c) SiO2 + CaO → CaSiO3.

Bài 30.2 (Sách giáo khoa Hóa học 9, trang 38)

Là loại kính dùng làm cửa kính hoặc đồ dùng gia đình có thành phần: 75% SiO2; 12% CaO ; 13% Na20. Tìm công thức hóa học của thủy tinh theo oxit.

Giải pháp:

Gọi công thức hóa học của loại thủy tinh này là:

xNa2O.yCaO.zSiO2; MNa2O = 62g; MCaO = 56g; MSiO2 = 60g

Với các điều kiện sau: x, y, z là số nguyên dương;

Các tỉ số x : y : z là những số nguyên đơn giản nhất. Theo đầu bài ta có tỉ số:

x:y:z = 13/62 : 12/56 : 75/60 ​​​​= 0,21 : 0,21 : 1,25 = 1 : 1 : 6

Công thức hóa học của thủy tinh trên là Na2O.CaO.6SiO2.

Bài 30.3 (Sách giáo khoa Hóa học 9, trang 38)

Viết các phương trình hóa học thực hiện các chuyển hóa hóa học sau:

Na2CO3 + ……. → …….. + ……..

………. + SiO2 → ……… + ………..

Giải pháp:

1. Na2CO3 + SiO2 → Na2SiO3 + CO2

2. CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2

Silicon dioxide hiện nay đã xuất hiện trong nhiều lĩnh vực của đời sống. Từ xi măng, gốm sứ, thủy tinh đến xà phòng… đều chứa silicon dioxide. Ngoài ra, các bạn cũng có thể truy cập website timhieulichsuquancaugiay.edu.vn mỗi ngày để tìm hiểu thêm kiến ​​thức về nhiều môn học thú vị khác.

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục