Silisyum-üretim-slikonlar

'Ders notları' forumunda Violet tarafından 20 Şubat 2011 tarihinde açılan konu


  1. Silisyum-üretim-slikonlar
    Silisyum (simgesi Si, atom ağırlığı 28,09, atom numarası 14), yerkabuğunun % 25'ini oluşturan ve miktar bakımından yeryüzünde oksijenden sonra en bol bulunan elementtir Silisyum bileşikleri, yani silisyum ve oksijenden oluşan silikatlar, dünyadaki kayaların % 95'inin ana bileşenlerini oluştururlar
    Her yerde görülmesine karşılık, silisyum, doğada arı halde bulunmaz En yaygın bileşiği silisdir (Si02) Silis doğada kuvars ve kum halinde bulunur İlk araştırmacılar, silisin bir element olduğunu düşünmüş ve atom bileşimini belirlemeye çalışmamışlardı 1787 yılında LAVOİSİER, silisin henüz bulunmamış bir elementin oksidi olabileceğini ileri sürdü Ama bu tezi 1823 yılında, ilk kez, arı olmayan bir silisyum elementi örneği hazırlayarak,Berzelius kanıtladı Arı, billur halinde silisyumsa, ilk olarak 1854 yılında, Fransız kimyacı H Sainte Ciaire Deville tarafından geliştirilen bir yöntemle hazırlandı
    Arı silisyum, elmas billur kafesli, donuk gri renkli bir katıdır 1 420°C'ta eriyen silisyum, metal olmamasına karşılık, metal gibi parlaktır
    Üretim: Ticari ölçekte silisyum, silisin bir elektrik fırınında kömürle işlenmesiyle hazırlanır:
    SiO2 + 2C >Si+2CO
    silis + karbon> silisyum+karbon monoksit
    Bu yolla üretilen silisyum, % 98 oranında arıdır Söz konusu oran pek çok alan için yeterlidir, ama YARIİLETKEN yapımı için daha arı silisyum gerekir Yarıiletkenler için, silisyum, önce «triklorosilan 1938
    lan verecek biçimde bozundurulur:
    SiHCh + H2à Si+ 3HCI
    ' triklorosilan+hidrojenàsilisyum + hidrojen klorür
    Söz konusu yöntemle üretilen|silisyum,milyonda birdendaha az yabancı madde içerir veTRANSİSTÖRDOĞRULTMAÇ, güneş pili gibi aygıtların yapımında kullanılabilir Bu ölçüde arı olmayan silisyumdansa, silikon polimerleri üretiminde ye alüminyum, bakır, magnezyum gibi metallerin güçlendirilmesinde yararlanılır
    En yaygın silisyum' bileşiğisilistirBu madde,seramik endüstrisinde, cam yapımında, metalürji fırınlarının kaplamalarında kullanılır Ayrıca kuvars olarak, piezoelektrik billurların yapımında ve radyo osilatörlerinin frekans denetimini yapan billurların yapımında yararlıdır Silis, elektrik fırınında yüksek miktarda karbonla indirgenirse, silisyum karbür (SiC) oluşur Siyah bir billursu bileşik olan bu madde, çok sert olduğundan, genellikle aşındırıcı ve parlatıcı olarak kullanılır ve «karborundum Yerkabuğundabol miktarda bulunan silikat
    minerallerinin çoğu, ticari önem taşır Sözgelimi kil, su içeren bir alüminyum silikata, ASBEST bir kalsiyum magnezyum silikata, mikaysa potasyum, alüminyum ve bazı durumlarda magnezyum içeren bir grup silikat mineraline verilen addır Bazı silikatların kimyasal formülü vardır (sözgelimi bir tip mika olan muskovit: HıKAldSiO,]}), ama büyük çoğunluğu, karmaşık yapıları nedeniyle bu biçimde gösterilemez
    Elementlerin doğrudan bileşimiyle oluşturulan silisyum tetraklorür (SiCU), nemli havaya çıkarıldığında yoğun, beyaz bir duman salar ve amonyakla (NH>) birleştiğinde, askeri alanda kullanılan bir sis perdesi ortaya çıkarır:
    SİCU + 4NH> + 2HıO ___ Si02 + 4NHCl
    silisyum amonyak su buharı silis amonyum tetraklorürklorür
    Sis perdesi, ikisi de beyaz billurlu katılar olan silis ve amonyum klorür taneciklerinden oluşur
    Silikonlar: Silikon polimerleri, son yıllarda geliştirilmiş en önemli bileşik gruplarından biridir Bu polimerler, organik polimerlere benzerler Ama karbon atom zincirlerine değil, silisyum ve oksijen atomları zincirlerine dayanırlar Her silisyum atomuna, iki organik grup, genellikle metil grupları (8212;CH3) bağlanmıştır Silikon polimer molekülü şu biçimde yazılır:
    Burada R ve R\ organik grupları göstermektedir Sıvı, plastik ya> da kauçuk olabilen bu polimerler, çok iyi yağlayıcı özellikler taşımalarının yanı sıra, yükseltgenmeye karşı dayanıklı ve yüksek ısılarda kararlıdırlar Çok yüksek ya da çok düşük sıcaklıklarda kullanılan makina yağları, genellikle silikon polimer temellidir 300500°C'a dayanıklı bazı plastik kaplamalar da aynı temele göre yapılırlar Silikonlar genellikle çok iyi elektrik yalıtkanlarıdır
    En yaygın silikonlardan biri, polidimetil siloksandır Formülü, yukardaki formülde R ve R' yerine metil grubu konularak elde edilen bu silikon, silisyumun, bakır ve bakır oksit içeren bir katalizör varlığında metil klorürle (CHıCl) işlenmesiyle elde edilir İşlem sonucu ortaya çıkan karışımın en önemli bileşeni diklorodimetîl silandır CLCHilıSiClz):
    2CH3CI +Sià(CH3)2SiCl2
    metil klorür+silisyumàdiklorodimetil silan
    Bu bileşik, öteki ürünlerden damıtmayla ayrılır ve sonra, dikkatli bir hidroliz tepkimesiyle polimerleştirilir:
    «n Silikon kauçuğu, ihsan bedeni tarafından kabul edilen birkaç maddeden biri olduğundan, yapay kalp kapakçıkları gibi parçaların üretiminde kullanılır Silikon kauçuğu ayrıca, geleneksel bileşimlerin etkisiz kaldığı yerlerde kullanılan yapıştırıcı ve örtücü bileşiklerin temelini de oluşturmaktadır Bu tür yapıştırıcılar, çok güçlü, sugeçirmez bağlantılar oluşturur ve çerçevesiz akvaryum gibi malzemelerin yapımında kullanılırlar




    -----------------------