Szilícium-tetraklorid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez
Szilícium-tetraklorid
Silicon-tetrachloride-3D-vdW.png
Silicon tetrachloride.svg
IUPAC-név Szilícium-tetraklorid
Más nevek Szilícium(IV)-klorid
Kémiai azonosítók
CAS-szám 10026-04-7
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet SiCl4
Moláris tömeg 169.90 g/mol
Megjelenés színtelen folyadék
Sűrűség 1.483 g/cm³
Olvadáspont −68.74 °C
Forráspont 57.65 °C
Oldhatóság (vízben) reagál
Veszélyek
EU osztályozás Irritáló
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
2
W
R mondatok R14, R36/37/38
S mondatok (S2), S7/8, S26
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A szilícium-tetraklorid SiCl4 képletű szervetlen vegyület. Színtelen, illó folyadék, mely levegőn állva füstöl. Nagy tisztaságú szilícium és szilícium-dioxid előállítására használják.

Előállítása[szerkesztés]

Kiindulási anyagként ferroszilíciumot (vasat és szilíciumot tartalmazó ötvözet) vagy szilícium-karbidot használnak, de akár a szilícium-dioxid és szén keverékét is használják. Általában az ipari előállításban a ferroszilíciumból kiindulva hozzák létre a SiCl4-ot.

Laboratóriumi előállítása egyszerűbb, szilíciumból és klórból direkt úton előállítható.

Si + 2 Cl2SiCl4

Elsőként Jöns Jakob Berzelius állította elő 1823-ban.

Reakciói[szerkesztés]

Hidrolízis[szerkesztés]

Hasonlóan sok más klórszármazékhoz, a szilícium-tetraklorid is reagál vízzel.

SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl

A szén-tetrakloriddal ellentétben azonban nem hidrolizál könnyen. A különbség abból adódik, hogy a szilíciumnak nagyobb az atomsugara, mely ezáltal engedélyezi a szilícium megtámadását, másik ok pedig a poláris Si-Cl kötések jelenléte. A reakció megfigyelhető akkor is, ha a szilícium-tetrakloridot kapcsolatban léptetjük a levegővel. Akkor a vegyület reagálni fog a levegőben található víz molekulákkal, a megfigyelők pedig aeroszol hidrogén-klorid keletkezését észlelhetik.

Metanollal és etanollal reagálva tetrametil-orto-szilikátot illetve tetraetil-orto-szilikátot eredményeznek.

SiCl4 + 4 ROH → Si(OR)4 + 4 HCl

Poliszilícium kloridok[szerkesztés]

Magas hőmérsékleten a szilícium-tetraklorid homológjait lehet előállítani.

Si + 2 SiCl4 → Si3Cl8

Valójában már a klórozási folyamat során is a szilícium-tetraklorid mellett Si2Cl6 is keletkezik. Ezt az többi, hat klór atomot tartalmazó szennyező vegyülettel együtt frakcionált desztillációval eltávolítják.

Más reakciók[szerkesztés]

A szilícium-tetraklorid klasszikus elektrofil vegyületnek tekinthető. Több olyan szerves vegyületet is elő lehet belőle állítani, amely szilíciumot tartalmaz, ezeket úgy lehet előállítani, hogy a SiCl4-ot Gringard-reagenssel vagy lítiumorganikus vegyületekkel reagáltatjuk.

4 RLi + SiCl4 → R4Si + 4 LiCl

Felhasználása[szerkesztés]

A szilícium-tetrakloridot poliszilícium előállítására használják, ez a szilícium nagyon tiszta változata, mely alig tartalmaz szennyeződéseket, mivel a szilícium-tetraklorid nagyon jól tisztítható frakcionált desztillációval. A poliszilíciumot a félvezetők gyártásában alkalmazzák illetve a napenergia hasznosításával foglalkozó ipari berendezésekben is. Felhasználják még a Siemens-eljárásban is, vagy szilánná alakítva a reaktorokban alkalmazzák. A nagy tisztaságú szilícium-tetrakloridot az optikai szálak gyártására is használják, azonban ez esetben fontos kikötés, hogy semmilyen hidrogént tartalmazó vegyület nem lehet jelen szennyeződésként.

Környezetszennyezés és biztonsági eljárások[szerkesztés]

Kínában számottevően megnőtt a szilícium-tetraklorid gyártásából származó szennyezés mennyisége, mivel egyre nagyobb mennyiségben gyártják, hiszen a napelemek felépítésében alapvető szerepük van.

Fordítás[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Silicon tetrachloride című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.