சிலிக்கான் (Si): வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் வினைகள்

வேதியியல் பண்புகள் ஒரு மேலோட்டம்

சிலிக்கான் (Si) என்பது தனிம அட்டவணையின் தொகுதி 14 இல் உள்ள ஒரு உலோகப்போலி ஆகும், இது அதன் குறைக்கடத்தி பண்புகளுக்கும் வலுவான சகப்பிணைப்புகளை உருவாக்கும் திறனுக்கும் பெயர் பெற்றது.

எதிர்மின்னார் கவர்வு: 1.90 (பாலிங் அளவு).
பிணைப்பு: முதன்மையாக சகப்பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது, பெரும்பாலும் 4 இணைதிறனை வெளிப்படுத்துகிறது.
ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள்: பெரும்பாலும் +4, +2 குறைவாக பொதுவானது மற்றும் நிலையானது.
வினைத்திறன்: பொதுவாக உலோகங்களை விட குறைவான வினைத்திறன் கொண்டது, ஆனால் வலுவான Si-Si மற்றும் Si-O பிணைப்புகள் காரணமாக அதிக வெப்பநிலையில் கார்பனை விட அதிக வினைத்திறன் கொண்டது. சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO₂) இன் மெல்லிய, பாதுகாப்பு அடுக்கு இதை பெரும்பாலும் செயலற்றதாக்குகிறது.

காற்று மற்றும் ஆக்ஸிஜனின் செயல்பாடு

சிலிக்கான் அறை வெப்பநிலையில் ஒப்பீட்டளவில் வினைபுரியாதது, ஆனால் அதிக வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிகிறது.

ஆக்ஸிஜனுடன் (காற்று): சிலிக்கான் 800 °C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் ஆக்ஸிஜனில் எரிந்து சிலிக்கான் டை ஆக்சைடை உருவாக்குகிறது. இந்த ஆக்சைடு அடுக்கு பாதுகாப்பானது மற்றும் மிதமான வெப்பநிலையில் மேலும் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்கிறது. Si(s) + O₂(g) --(Heat)--> SiO₂(s)

நீர் மற்றும் நீராவி செயல்பாடு

சாதாரண சூழ்நிலைகளில் சிலிக்கான் நீர் மற்றும் நீராவியுடன் குறிப்பிடத்தக்க அளவு செயலற்று இருக்கும்.

நீர்/நீராவி உடன்: சிலிக்கான் அதிக வெப்பநிலையிலும் நீர் அல்லது நீராவியுடன் வினைபுரிவதில்லை. இந்த செயலற்ற தன்மை அதன் மேற்பரப்பில் ஒரு நிலையான, பாதுகாப்பு சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO₂) அடுக்கு உருவாவதற்குக் காரணம், இது நீர் மூலக்கூறுகள் அடிப்படையான சிலிக்கான் அணுக்களை அடைவதைத் தடுக்கிறது.

அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களின் செயல்பாடு

சிலிக்கான் அமிலங்களுடன் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வினைத்திறனைக் காட்டுகிறது மற்றும் வலுவான காரங்களுடன் வினைபுரிகிறது.

அமிலங்களின் செயல்பாடு

ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யாத அமிலங்கள் (எ.கா., HCl, நீர்த்த H₂SO₄): சிலிக்கான் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யாத அமிலங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை.
ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் அமிலங்கள் (எ.கா., HNO₃): சிலிக்கான் தூய நைட்ரிக் அமிலத்துடன் வினைபுரிவதில்லை. இருப்பினும், இது அடர் நைட்ரிக் அமிலம் மற்றும் ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலத்தின் கலவையுடன் தீவிரமாக வினைபுரிகிறது. ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் பாதுகாப்பு SiO₂ அடுக்கைக் கரைத்து, சிலிக்கானுடன் வினைபுரிந்து ஃபுளோரோசிலிசிக் அமிலத்தை உருவாக்குகிறது. 3Si(s) + 4HNO₃(aq) + 18HF(aq) → 3H₂SiF₆(aq) + 4NO(g) + 8H₂O(l)
ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் (HF): ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம் சிலிக்கானை எளிதில் தாக்கும், இந்த பண்பு குறைக்கடத்தி செதுக்கலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. Si(s) + 6HF(aq) → H₂SiF₆(aq) + 2H₂(g)

காரங்களின் செயல்பாடு

வலுவான சூடான காரங்கள்: சிலிக்கான் சூடான, அடர் காரக் கரைசல்களுடன் (எ.கா., NaOH, KOH) வினைபுரிந்து கரையக்கூடிய சிலிக்கேட்டுகளை உருவாக்கி ஹைட்ரஜன் வாயுவை வெளியிடுகிறது. Si(s) + 2NaOH(aq) + H₂O(l) --(Heat)--> Na₂SiO₃(aq) + 2H₂(g)

முக்கிய ஆய்வக சோதனை/அடையாளங்காணல் வினைகள்

சிலிக்கானை அடையாளம் காண்பது பொதுவாக அதன் சேர்மங்களான சிலிக்கேட்டுகள் (SiO₃²⁻ அயனிகள்) மூலம் செய்யப்படுகிறது. தனிம சிலிக்கான் வழக்கமான தரமான பகுப்பாய்வில் பொதுவாக அடையாளம் காணப்படுவதில்லை.

சிலிக்கேட்டுகளை (SiO₃²⁻) அடையாளம் காணுதல்

அமிலமாக்கல் சோதனை: ஒரு கரையக்கூடிய சிலிக்கேட் கரைசலை (எ.கா., சோடியம் சிலிக்கேட்) நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்துடன் அமிலமாக்கும்போது, சிலிசிக் அமிலத்தின் (H₂SiO₃) ஒரு கூழ்ம வீழ்படிவு உருவாகிறது. Na₂SiO₃(aq) + 2HCl(aq) → H₂SiO₃(s)↓ + 2NaCl(aq) சிலிசிக் அமில வீழ்படிவு (அடிக்கடி SiO₂·nH₂O என குறிப்பிடப்படுகிறது) சூடுபடுத்தப்படும்போது நீர் நீக்கம் செய்யப்பட்டு சிலிக்கா ஜெல்லை உருவாக்கலாம்.
அம்மோனியம் மாலிப்டேட் சோதனை: ஒரு சிலிக்கேட் கரைசலை நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலத்துடன் அமிலமாக்கி, அம்மோனியம் மாலிப்டேட் கரைசலைச் சேர்த்து சூடுபடுத்தும் போது, ஒரு சிறப்பியல்பு மஞ்சள் நிறம் அல்லது வீழ்படிவு உருவாகிறது. இது சிலிக்கோமாலிப்டிக் அமிலம் அல்லது அதன் அம்மோனியம் உப்பு, ஒரு ஹெடரோபோலி அமில அணைவு சேர்மம் உருவாவதால் ஏற்படுகிறது. கண்காணிப்பு: மஞ்சள் நிறம் அல்லது வீழ்படிவு. முக்கிய வினைபடு பொருட்கள்: சிலிக்கேட் அயனி, அம்மோனியம் மாலிப்டேட், நீர்த்த நைட்ரிக் அமிலம். உருவாகும் பொருள் (பொது): சிலிக்கோமாலிப்டிக் அமிலம் (எ.கா., H₄[Si(Mo₁₂O₄₀)]) அல்லது அதன் அம்மோனியம் உப்பு (எ.கா., (NH₄)₄[Si(Mo₁₂O₄₀)]). இந்த அணைவு வினையின் துல்லியமான விகிதவியல் உயர்நிலைப் பள்ளியில் பெரும்பாலும் எளிமைப்படுத்தப்படுகிறது.