Восстановление SIO2

[SMV]

Песок прекрасно горит с алюминием и серой, образуя кучу кремниевых шариков разного размера.
 

[BritishPetroleum]

  В 17.03.2025 в 17:34, SMV сказал:

Песок прекрасно горит с алюминием и серой, образуя кучу кремниевых шариков разного размера.

Показать  

 Можно поподробнее? Пропорции и условия

  В 17.03.2025 в 10:27, dmr сказал:

Хлорид алюминия намного более геморройный реактив, а как хлорирующие агент вообще не слышал 

Показать  

На крайняк есть бетонный вариант такой: (я думаю оно даже рванет)

3[2CaF2 + SiO2] + 4AlCl3 + 3CCl4 =>

               [3SiF4 +4AlCl3] +  [6CaO + 3CCl4] =>

               3SiCl4 + 4AlF3   + 6CaCl2 +  3CO2.

[BritishPetroleum]

Хотя тут лучше взять хлористый титан , оно жидкое:

[2CaF2 + SiO2] + TiCl4 + CCl4 =>

               [SiF4 +TiCl4] +  [2CaO + CCl4] =>

               SiCl4 + TiF4   + 2CaCl2 +  CO2.

[BritishPetroleum]

  В 18.03.2025 в 07:27, BritishPetroleum сказал:

Хотя тут лучше взять хлористый титан , оно жидкое:

[2CaF2 + SiO2] + TiCl4 + CCl4 =>

               [SiF4 +TiCl4] +  [2CaO + CCl4] =>

               SiCl4 + TiF4   + 2CaCl2 +  CO2.

Показать  

А вообще фторид кальция и тетрахлорид титана не будут тут катализаторами?

[dmr]

  В 18.03.2025 в 07:21, BritishPetroleum сказал:

бетонный вариант такой: (я думаю оно даже рванет)

Показать  

Вообще не понял зачем в этой каше и хлорид алюминия и чху и вторит кальция зачем всё это

Какой механизм катализа вы здесь видите

[BritishPetroleum]

  В 18.03.2025 в 07:54, dmr сказал:

Какой механизм катализа вы здесь видите

Показать  

Механизм следующий. Фторид кальция разваливает оксид кремния при температурах гораздо ниже этих всех красных калений, при этом фторид кальция переходит в оксид. В районе 300 градусов уже идет реакция.  Ну а дальше уже идет жонглирование у кремния фтора на хлор, и восстановление оксида кальция чху.  В данном случае пара кальций-титан в виде галогенидов являются активаторами оксида кальциякремния.

Изменено 18 Марта, 2025 в 08:51 пользователем BritishPetroleum

[BritishPetroleum]

  В 18.03.2025 в 07:27, BritishPetroleum сказал:

[2CaF2 + SiO2] + TiCl4 + CCl4 =>

               [SiF4 +TiCl4] +  [2CaO + CCl4] =>

               SiCl4 + TiF4   + 2CaCl2 +  CO2.

Показать  

ΔH = 2*1228 (CaF2)+910(sIo2) +804(tIcL4)+132(ccL4)-687(sIcL4)-1649(TiF4)-2*795(CaCl2)-396(CO2)  = -17 kJ(!)

 

Должна идти без проблем

  В 18.03.2025 в 07:54, dmr сказал:

Вообще не понял зачем в этой каше и хлорид алюминия и чху и вторит кальция зачем всё это

Показать  

Чистая реакция SiO2 + CCl4 => SiCl4 + CO2

 

ΔH = 910 (SiO2) +132 (CCl4)-687(SiCl4)-396(CO2) = -41 kJ(!)

Те должна идти без проблем, но дело в активации кремнезема.

Изменено 18 Марта, 2025 в 11:13 пользователем BritishPetroleum

[BritishPetroleum]

.

Изменено 18 Марта, 2025 в 11:13 пользователем BritishPetroleum

[BritishPetroleum]

SiF4 + TiCl4 => SiCl4 + TiF4

ΔH = 1614 + 804-687-1649= 82 kJ

 

3SiF4 + 4AlCl3 => 4AlF3 + 3SiCl4

ΔH = 3*1614(3SiF4) + 4*704(4AlCl3)-4*1510(4AlF3)-3*687(3SiCl4)= -443 kJ(!)

Алюминия хлорид таки предпочтительнее как катализатор нежели титан

 

SiF4 + 2CuCl2 => 2CuF2 + SiCl4

ΔH = 1614 + 2*137-2*537-687= 127 kJ

 

[SMV]

  В 18.03.2025 в 07:21, BritishPetroleum сказал:

 Можно поподробнее? Пропорции и условия

Показать  

 

Про горение песка с серебрянкой и серой вычитал в какой-то детской книжке по химии. Много раз делал опыт ещё учась в школе.
Идея довольно простая. Энергии обычной алюмотермии недостаточно для восстановления кремния, поэтому и используют добавку серы.
Общая реакция идёт примерно так - 3SiO₂ + 4Al + 3S → 3Si + Al₂O₃ + Al₂S₃ , рассчитать пропорции будет несложно.

Поджигал запалом из смеси магния с чёрным порохом. Горит очень бодро и образует кучу белого шлака, зло воняющего сероводородом (сульфид алюминия гидролизуется даже на воздухе) вперемешку с шариками кристаллического кремния, а внизу обычно образуется даже небольшой слиток. 
Чтобы достать сам кремний, остывший плав гасится водой (на открытом воздухе или под тягой!) и промывается на сите от соед. алюминия и возможно непрореагировавшего песка. 

 

P.S. Полученный так кремний где то ещё лежит. Если найду, то сделаю фото.

 

Изменено 19 Марта, 2025 в 08:15 пользователем SMV