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发表于 2009-3-6 08:20:15
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来自: 中国安徽芜湖
二氧化硅
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性质:SiO2又称硅石。在自然界分布很广,如石英、石英砂等。白色或无色,含铁量较高的是淡黄色。密度2.2 ~2.66.熔点1670℃(鳞石英);1710℃(方石英)。沸点2230℃。不溶于水微溶于酸,微粒时能与熔融和碱类起作用。用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、硅铁、型砂、单质硅等。& u' N* F& S$ E$ h; V3 {! G/ ]
( g! r4 s! B8 u# s* l silicon dioxide
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) K& P6 @/ C7 J( j0 Z CAS号:7631-86-9分子形状:四方晶系) R! T! R8 C. I. h" b; N, Z& ?
8 Q+ P; }5 A$ O3 E) K9 T 摩尔质量:60.1 g mol-1: c/ z7 J* T% W7 B" k- r5 o
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化学式SiO2,式量60.08。也叫硅石,是一种坚硬难溶的固体。它常以石英、鳞石英、方石英三种变体出现。从地面往下16千米几乎65%为二氧化硅的矿石。天然的二氧化硅分为晶态和无定形两大类,晶态二氧化硅主要存在于石英矿中。纯石英为无色晶体,大而透明的棱柱状石英为水晶。二氧化硅是硅原子跟四个氧原子形成的四面体结构的原子晶体,整个晶体又可以看作是一个巨大分子,SiO2是最简式,并不表示单个分子。密度2.32g/cm3,熔点1723±5℃,沸点2230℃。无定形二氧化硅为白色固体或粉末。化学性质很稳定。不溶于水也不跟水反应。是酸性氧化物,不跟一般酸反应。气态氟化氢或氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光导纤维,陶瓷等。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢和氢氟酸以外的卤素、卤化氢和氢卤素以及硫酸、硝酸、高氯酸作用。氟化氢(氢氟酸)是唯一可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸:测其二氧化硅的比表面积。则使用全自动BET比表面积测试仪F-Sorb 2400 。
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( [1 K+ `" h4 u6 P' A7 ~# | SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
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; y1 F; n8 I2 e* h, V) h# u- h! V 二氧化硅与碱性氧化物& q3 f- |' a" u: A$ i0 x
- N6 a+ ^% N9 Z. z) ^% u SiO2 + CaO =(高温) CaSiO3
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二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液:
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SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O
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(盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞)
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在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:
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~+ N4 v( ?) c) H6 e SiO2+2C=Si+2CO↑
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二氧化硅结构4 k+ u. v6 R8 j* `; b, ?# r
; v8 D& k2 ]4 h2 @ 在大多数微电子工艺感兴趣的温度范围内,二氧化硅的结晶率低到可以被忽略。尽管熔融石英不是长范围有序,但她却表现出短的有序结构,它的结构可认为是4个氧原子位于三角形多面的脚上。多面体中心是一个硅原子。这样,每4个氧原子近似共价键合到硅原子,满足了硅的化合价外壳。如果每个氧原子是两个多面体的一部分,则氧的化合价也被满足,结果就成了称为石英的规则的晶体结构。在熔融石英中,某些氧原子,成为氧桥位,与两个硅原子键合。某些氧原子没有氧桥,只和一个硅原子键合。可以认为热生长二氧化硅主要是由人以方向的多面体网络组成的。与无氧桥位相比,有氧桥的部分越大,氧化层的粘合力就越大,而且受损伤的倾向也越小。干氧氧化层的有氧桥与无氧桥的比率远大于湿氧氧化层。因此,可以认为,SiO2与其说是原子晶体,却更近似于离子晶体。氧原子与硅原子之间的价键向离子键过渡。
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二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维和耐火材料的原料。
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/ F! W: e1 y' ~% ^* B4 j: j 当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
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2 N- |! w, M ^( t/ s 物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(a-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英(b-石英)。石英块又名硅石, 主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料, 也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。3 A% d7 l- C0 X7 l
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应用领域\用途
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% b* C4 n& _1 {5 f# b1 J 玻璃
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平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品(玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等)、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防 射线特种玻璃等的主要原料
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8 P. @& n) u: g V8 \ 陶瓷及耐火材料 . o) O. m( A& a5 w, R
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瓷器的胚料和釉料,窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料 2 T/ m. j. e5 v
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冶金
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. x. F* M$ V; I7 L" ~' ?: o0 O 硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂
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3 d. W" D1 f+ H* s d 建筑
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' _- p0 j1 ]8 F) I* o 混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料(即水泥标准砂)等 2 n9 S1 X. w2 W$ b1 B, g5 ?) ?$ R
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化工 4 Z1 C6 H$ q; j
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硅化合物和水玻璃等的原料,硫酸塔的填充物,无定形二氧化硅微粉
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机械
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+ s0 B1 i& c% q" Y4 O6 E 铸造型砂的主要原料,研磨材料(喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等)
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电子 / |. |% C) I9 S% w% d' Z/ Y
% P* c T( b& O; \( s 高纯度金属硅、通讯用光纤等 8 i' O" O: t9 d1 z9 d
2 Z; l9 d5 F B- v- q 橡胶、塑料 4 w. u! H- m! Y* o% a" |# `6 W( J
# ?( y6 Y2 f0 r7 t9 H3 M; j 填料(可提高耐磨性) 3 h; |( b' @/ ]: Y9 i% m
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涂料 7 ]# C2 p! O2 W
6 \6 `5 H3 c/ G 填料(可提高涂料的耐候性) 7 Y; W# D* ^7 J2 o
8 I5 h( r" h7 D0 G8 H: a8 w' h 二氧化硅粉尘的危害
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& Q. s# s7 a& [9 Y( v 二氧化硅在日常生活、生产和科研等方面有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害。. s( r( c0 o5 y5 B
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二氧化硅的粉尘极细,比表面积达到100m2/g以上(全自动F-Sorb 2400氮吸附BET比表面积测试仪),可以悬浮在空气中,如果人长期吸入含有二氧化硅的粉尘,就会患硅肺病(因硅旧称为矽,硅肺旧称为矽肺)。/ v6 q2 \8 K% C$ |* B
6 X& I" H" ?+ B _. U 硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量,以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方,如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。; Y) [+ {8 O2 S7 r; `- Q; H
4 M2 S8 q' C. O I 因此,在这些粉尘较多的工作场所,因采取严格的劳动保护措施,采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量,以保证工作人员的身体健康。
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7 ?5 H& |' @) a% Q8 V. t本资料来源于百度百科 |
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