इस आविष्कार का उपयोग रासायनिक और इलेक्ट्रॉनिक उद्योगों में किया जा सकता है। सिलिकॉन हाइड्राइड - मोनोसिलेन मैग्नीशियम सिलिसाइड को खनिज एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है। मैग्नीशियम सिलिसाइड की तैयारी 1 wt युक्त मिश्रण के थर्मल इंटरेक्शन द्वारा की जाती है। सिलिकॉन ऑक्साइड के बिखरे हुए कणों का हिस्सा, 10 wt तक। सिलिकॉन के भाग और 3.5 से 4 wt तक। लगातार सरगर्मी के साथ, मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़े के हिस्से। सिलिकॉन ऑक्साइड के कण का आकार 3 मिमी से अधिक नहीं है, और सिलिकॉन ऑक्साइड कणों के आकार और मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़ों के आकार का अनुपात 1: (10-20) है। मिश्रण प्रक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया करने वाले घटकों की परस्पर क्रिया 550-680°C के तापमान रेंज में की जाती है। प्रस्तावित आविष्कार मोनोसिलेन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के आधार का विस्तार करना और उत्पाद की लागत को कम करना संभव बनाता है। 2 वेतन उड़ना।

यह आविष्कार उच्च शुद्धता वाले मोनोसिलेन सहित सिलिकॉन हाइड्राइड के उत्पादन से संबंधित है, जिसका उद्देश्य अर्धचालक और ढांकता हुआ परतों का निर्माण, ऑर्गेनोसिलिकॉन यौगिकों का संश्लेषण और पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन का थर्मल जमाव (पृथक्करण) है।

ट्राइक्लोरोसिलेन (जर्मन पेटेंट संख्या 331165, दिनांक 10/13/83) के उत्प्रेरक असंतुलन द्वारा सिलिकॉन हाइड्राइड (मोनोसिलेन) के उत्पादन की एक ज्ञात विधि है, जिसका सार उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण (400-500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर) है ) प्रतिक्रिया के अनुसार बिखरे हुए सिलिकॉन और सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड का:

Si+2H 2 +3SiCl 4 =4SiHCl 4

और प्रतिक्रिया के अनुसार इस यौगिक का बाद में पृथक्करण:

4SiHCl 4 =SiH 4 +3SiCl 4

इस विधि का एक महत्वपूर्ण नुकसान सभी प्रतिक्रियाओं में शामिल विषाक्त क्लोरीन की उपस्थिति है, जो इस विधि के औद्योगिक विकास को (पर्यावरणीय कारणों से) तेजी से सीमित करता है।

सिलिकॉन हाइड्राइड्स के क्लोराइड मुक्त उत्पादन के लिए एक ज्ञात विधि है (पैट संख्या आरयू 2151099, दिनांक 20 जून 2000, सी01बी 33/04), जिसका तकनीकी सार थर्मल (टी - 450-600 पर) में निहित है डिग्री सेल्सियस) एक स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में मैग्नीशियम के साथ बिखरे हुए क्वार्टजाइट की बातचीत, एल्यूमीनियम लवण की उपस्थिति में, परमाणु हाइड्रोजन के प्रवाह में, एक चमक निर्वहन में। हालाँकि, मैग्नीशियम-थर्मल विधि द्वारा सिलिकॉन डाइऑक्साइड को शुद्ध सिलिकॉन में पूरी तरह से कम करना, SiO 2 और Mg के स्टोइकोमेट्रिक द्रव्यमान अनुपात के साथ, उच्च प्रतिक्रिया दर और महत्वपूर्ण गर्मी रिलीज (~ 92 किलो कैलोरी / मोल) के कारण मुश्किल है, जिस पर प्रतिक्रिया क्षेत्र में तापमान प्रतिक्रिया उत्पादों के वाष्पीकरण के साथ 3000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर पहुंच जाता है, जिससे अनियंत्रित विस्फोट होता है। एक अक्रिय योजक - एल्यूमीनियम नमक की शुरूआत, जिसका उद्देश्य प्रतिक्रिया की गर्मी की भरपाई करना है, सभी क्वार्टजाइट कणों के साथ मैग्नीशियम कणों के सीधे संपर्क की संभावना में कमी आती है, जो स्टोइकोमेट्री से इंटरैक्टिंग अभिकर्मकों के स्थानीय विचलन का कारण बनती है। मैग्नीशियम सिलिसाइड (Mg 2 Si) का निर्माण, जिसके निर्माण की ऊष्मा ~19 kcal/mol है। इस यौगिक के बनने से सिलिकॉन डाइऑक्साइड का कुछ भाग अपरिवर्तित रह जाता है। इस प्रकार, ज्ञात तकनीकी समाधान में दी गई शर्तों के अनुसार सिलिकॉन डाइऑक्साइड की पूर्ण मैग्नीशियम-थर्मल कमी बहुत मुश्किल है।

सिलिकॉन हाइड्राइड्स के उत्पादन के लिए एक ज्ञात विधि है, जिसका उपयोग जापानी कंपनी कोमात्सु एमएफजी सीओ लिमिटेड ("सेमीकंडक्टर सामग्री की तकनीक में मोनोसिलेन।" समीक्षा जानकारी, श्रृंखला "ऑर्गेनोएलिमेंट यौगिक और उनके अनुप्रयोग," NIIETKHIM, रासायनिक उद्योग, 1983) द्वारा किया जाता है। इस विधि का तकनीकी सार यह है कि पहले चरण में, तटस्थ वातावरण में 500-600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर की गई प्रतिक्रिया के माध्यम से मैग्नीशियम सिलिसाइड बनता है:

Si+2Mg=Mg 2 Si+19 kcal/mol

दूसरे चरण में, मैग्नीशियम सिलिसाइड खनिज एसिड या लवण के साथ प्रतिक्रिया करता है, गैसीय सिलिकॉन हाइड्राइड जारी करता है, उदाहरण के लिए, एसिड हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के माध्यम से:

Mg 2 Si + 2HCl = MgCl 2 (L) + SiH 4 (G)

या मैग्नीशियम सिलिसाइड का एसेडोलिसिस:

एमजी 2 सी (टी) + 4एनएच 4 सीएल (टी) = 2 एमजीसीएल 2 (टी) + सीएचएच 4 (जी) + 6एनएच 3 (जी)

यह विधि तकनीकी सार और प्राप्त प्रभाव में दावा किए गए तकनीकी समाधान के सबसे करीब है और इसे प्रोटोटाइप के रूप में अपनाया जाता है।

प्रोटोटाइप का एक महत्वपूर्ण नुकसान यह है कि सिलिकॉन प्राप्त करने के लिए जो इलेक्ट्रॉनिक या अर्धचालक प्रौद्योगिकी (99.9999% शुद्धता) में इसके उपयोग के लिए लागू गुणों को पूरा करता है, कच्चे माल का उपयोग 98-99% की शुद्धता के साथ सिलिकॉन के रूप में किया जाता है, अर्थात। अशुद्धियाँ युक्त. इससे कच्चे माल का आधार काफी कम हो जाता है, यानी। सिलिकॉन के अलावा अन्य यौगिकों का उपयोग करने की संभावना को बाहर करता है, उदाहरण के लिए क्वार्टजाइट (SiO 2) या सिलिकिक एसिड (H 2 SiO 3)।

प्रस्तावित तकनीकी समाधान का उद्देश्य प्रकृति में व्यापक, सिलिका या क्वार्टजाइट, मैग्नीशियम सिलिसाइड (एमजी 2 सी), सिलिकॉन डाइऑक्साइड (सीओओ 2) का उत्पादन करने के लिए प्रतिक्रिया में भाग लेने की संभावना पैदा करके प्रक्रिया की कच्चे माल की आपूर्ति का विस्तार करना है। , साथ ही सिलिकिक एसिड (H 2 SiO 3)।

यह तकनीकी परिणाम प्रतिक्रिया में सिलिकॉन युक्त यौगिकों से मैग्नीशियम सिलिसाइड के उत्पादन को शुरू करके प्राप्त किया जाता है, जिसमें SiO 2 और H 2 SiO 3 शामिल हैं, एक योजक जो बातचीत करने वाले घटकों के संबंध में निष्क्रिय है और अतिरिक्त रासायनिक तत्वों को पेश नहीं करता है। समग्र प्रतिक्रिया. प्रतिक्रिया के लिए ऐसा योजक

SiO2 +2Mg=2MgO+Si+92 kcal/mol

फैला हुआ सिलिकॉन है. इस प्रतिक्रिया के दौरान उत्पन्न गर्मी को खत्म करने के लिए सिलिकॉन को शामिल करना आवश्यक है, अतिरिक्त रासायनिक तत्वों को शामिल किए बिना जो अंतिम उत्पाद में "प्रदूषक" पेश कर सकते हैं।

मैग्नीशियम के साथ सिलिकॉन ऑक्साइड (सिलिकिक एसिड) के कणों की एक साथ बातचीत के दौरान गर्मी उत्पादन को कम करने के लिए, बाद वाले को गांठ के टुकड़ों के रूप में प्रतिक्रिया में पेश किया जाता है, जो विस्फोट की ओर ले जाने वाली पूर्ण वॉल्यूमेट्रिक प्रतिक्रिया को रोकता है, क्योंकि केवल वे सिलिकॉन डाइऑक्साइड कण जो मैग्नीशियम टुकड़े के संपर्क में हैं, कमी में भाग लेते हैं। पूर्ण, वॉल्यूमेट्रिक प्रतिक्रिया करने के लिए, सिलिकॉन ऑक्साइड के नए, पहले से अप्रयुक्त कणों के साथ मैग्नीशियम गांठ के टुकड़ों के संपर्क को नवीनीकृत करने के लिए कणों के मिश्रण को हिलाया जाना चाहिए। मिश्रण किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, घूमने वाले या दोलन करने वाले रिएक्टरों में। सरगर्मी प्रक्रिया, साथ ही समग्र रूप से संपूर्ण प्रतिक्रिया प्रक्रिया, मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़ों के पूरी तरह से गायब होने ("खाने") तक की जाती है।

प्रतिक्रियाशील घटकों का द्रव्यमान अनुपात के अनुरूप होना चाहिए:

10 तक:(3.5÷4.0), क्योंकि 0-1000°C के तापमान रेंज में सिलिकॉन की ताप क्षमता 3.58 cal/mol×deg के बराबर है, फिर स्टोइकोमेट्रिक, मैग्नीशियम-थर्मल प्रतिक्रिया के दौरान जारी 92 kcal/mol की तापीय ऊर्जा की पूरी तरह से भरपाई करने के लिए सिलिकॉन डाइऑक्साइड, शुद्ध बिखरे हुए सिलिकॉन के 20 मोल तक या वजन के हिसाब से 10 भागों तक अतिरिक्त जोड़ (SiO 2 के एक मोल का द्रव्यमान ~ Si के एक मोल से दोगुना है)। जोड़े गए सिलिकॉन कणों का द्रव्यमान गिट्टी है और जब मिश्रण खनिज एसिड और लवण के साथ प्रतिक्रिया करता है तो सिलिकॉन हाइड्राइड के उत्पादन की अंतिम प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है। यह सिलिकॉन सिलेन के उत्पादन के लिए प्रस्तावित विधि का एक तकनीकी पुनर्नवीनीकरण कच्चा माल है।

मैग्नीशियम के 3.5-4 भागों को जोड़ना इस तथ्य से उचित है कि प्रतिक्रिया के अनुसार इसके डाइऑक्साइड से सिलिकॉन की कमी के लिए मैग्नीशियम के 1.5-2 भागों की आवश्यकता होती है:

SiO2 +2Mg=2MgO+Si,

Si+2Mg=Mg 2 Si प्रतिक्रिया के अनुसार कम सिलिकॉन से मैग्नीशियम सिलिसाइड के निर्माण के लिए मैग्नीशियम के दो और भागों को जोड़ना आवश्यक है।

सिलिकॉन डाइऑक्साइड कणों का अधिकतम आकार 3 मिमी है और मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़ों के आकार के साथ बाद के आकार का अनुपात:

मैग्नीशियम-थर्मल प्रतिक्रिया के समय को अनुकूलित करने के लिए, कमी प्रतिक्रिया के दौरान जारी गर्मी को कम करने के कारणों के लिए प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। 3 मिमी से बड़े सिलिकॉन डाइऑक्साइड कणों के साथ मैग्नीशियम की परस्पर क्रिया से स्थानीय मिनी-विस्फोट होता है। सिलिकॉन डाइऑक्साइड के आकार से दस गुना से कम मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़ों का आकार भी अंतर-कण संपर्क की बड़ी सतह और मैग्नीशियम सिलिसाइड के निर्माण के लिए नगण्य गर्मी अवशोषण के कारण एक मिनी-विस्फोट का कारण बनता है। सिलिकॉन डाइऑक्साइड कणों के सापेक्ष मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़ों के आकार में बीस गुना से अधिक वृद्धि से कुल प्रतिक्रिया समय में अनुचित वृद्धि होती है।

550-680°C के मैग्नीशियम सिलिसाइड संश्लेषण प्रतिक्रिया के लिए तापमान सीमा इस तथ्य से उचित है कि स्टोइकोमेट्रिक अनुपात की तुलना में प्रतिक्रिया करने वाले घटकों के कुल द्रव्यमान में वृद्धि से हीटिंग की तीव्रता बढ़ाने की आवश्यकता होती है, साथ ही साथ पिघलने से पहले मैग्नीशियम के टुकड़ों की एकत्रीकरण स्थिति को बदलने की संभावना का निर्माण। इससे मैग्नीशियम कच्चे माल की कीमत कम होकर प्रक्रिया की लागत में कमी आती है। मैग्नीशियम कास्टिंग का बाजार मूल्य 80-90 रूबल/किग्रा है, बिखरे हुए मैग्नीशियम (मैग्नीशियम छीलन सहित) की कीमत 400-600 रूबल है। किलोग्राम। किसी दिए गए तापमान रेंज में, बाहरी ताप और गर्मी रिलीज के कारण गांठ मैग्नीशियम पिघल जाता है (टी पिघल = 620 डिग्री सेल्सियस) और प्रतिक्रिया क्षेत्र में समान रूप से वितरित होता है।

अत्याधुनिक स्थिति के विश्लेषण से पता चला कि दावों में निर्धारित आवश्यक सुविधाओं का दावा किया गया सेट अज्ञात है। इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह "नवीनता" मानदंड को पूरा करता है। यह जांचने के लिए कि क्या दावा किया गया आविष्कार "आविष्कारशील कदम" मानदंड को पूरा करता है, ज्ञात तकनीकी समाधानों की एक अतिरिक्त खोज उन विशेषताओं की पहचान करने के लिए की गई थी जो दावा किए गए तकनीकी समाधान की विशेषताओं से मेल खाते हैं जो प्रोटोटाइप से विशिष्ट हैं। यह स्थापित किया गया है कि दावा किया गया तकनीकी समाधान पूर्व कला से स्पष्ट रूप से पालन नहीं करता है। इसलिए, दावा किया गया आविष्कार "आविष्कारशील कदम" की कसौटी पर खरा उतरता है। आविष्कार का सार विधि के व्यावहारिक कार्यान्वयन के एक उदाहरण द्वारा दर्शाया गया है।

व्यावहारिक कार्यान्वयन का उदाहरण

प्रस्तावित तकनीकी समाधान विशेष रूप से हाइड्रोक्लोरिक एसिड में सिलिकॉन और मैग्नीशियम सिलिसाइड के मिश्रण के एसिड हाइड्रोलिसिस द्वारा सिलिकॉन हाइड्राइड के उत्पादन में लागू किया गया था:

सिलिकॉन और मैग्नीशियम सिलिसाइड का मिश्रण पहले हाइड्रोजन वातावरण में निम्नलिखित घटकों को कैल्सीन करके प्राप्त किया गया था:

Si+SiO 2 +4Mg=2MgO+Mg 2 Si+Si

(पिछली प्रतिक्रिया में प्रतिक्रिया के अनुसार सिलिकॉन डाइऑक्साइड के मैग्नीशियम-थर्मल कमी के दौरान गठित मैग्नीशियम ऑक्साइड के विघटन की प्रतिक्रिया नहीं दिखाई गई है)। सिलिकॉन और सिलिकॉन डाइऑक्साइड के कण का आकार 1 मिमी से अधिक नहीं था, और मैग्नीशियम के टुकड़ों का आकार 2.5 मिमी से अधिक नहीं था। नाइक्रोम हीटर के साथ रोटरी भट्ठे में 650 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर प्रतिक्रिया की गई थी। भट्ठी की घूर्णन गति 5 आरपीएम थी। प्रतिक्रिया चार्ज नमूने में निम्नलिखित घटक शामिल थे: सिलिकॉन डाइऑक्साइड 2 किग्रा, फैला हुआ सिलिकॉन 20 किग्रा, गांठ मैग्नीशियम 8 किग्रा। कैल्सीनेशन का समय 2 घंटे। निर्दिष्ट मापदंडों के साथ की गई प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, 1:4 के घटक अनुपात के साथ एमजी 2 सी और सी का मिश्रण प्राप्त हुआ। प्रतिक्रिया में कोई अवशिष्ट सिलिकॉन डाइऑक्साइड नहीं पाया गया (एसिड हाइड्रोलिसिस के बाद अवशेषों में)। कार्यान्वयन का निर्दिष्ट उदाहरण "आविष्कारशील कदम" शर्त के साथ दावा की गई विधि के अनुपालन की पुष्टि करता है

1. सिलिकॉन हाइड्राइड के उत्पादन की एक विधि - मैग्नीशियम सिलिसाइड से मोनोसिलेन, एक निष्क्रिय वातावरण में सक्रिय मैग्नीशियम के साथ बिखरे हुए सिलिकॉन की थर्मल बातचीत द्वारा प्राप्त किया जाता है, इसके बाद खनिज एसिड के साथ इस यौगिक की बातचीत होती है, जिसमें मैग्नीशियम सिलिसाइड का उत्पादन होता है। एक मिश्रण के थर्मल इंटरेक्शन द्वारा, जिसमें 1 wt .h शामिल है। सिलिकॉन ऑक्साइड के बिखरे हुए कण, वजन के अनुसार 10 भागों तक। सिलिकॉन और वजन के अनुसार 3.5 से 4 भागों तक। लगातार हिलाते हुए, मैग्नीशियम के टुकड़े टुकड़े करें।

2. दावा 1 के अनुसार विधि, इसकी विशेषता यह है कि सिलिकॉन ऑक्साइड कणों का आकार 3 मिमी से अधिक नहीं होता है, और सिलिकॉन ऑक्साइड कणों के आकार और मैग्नीशियम के गांठ के टुकड़ों के आकार का अनुपात 1: (10-20) है ).

3. दावे 1 के अनुसार विधि की विशेषता यह है कि मिश्रण प्रक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया करने वाले घटकों की परस्पर क्रिया 550-680 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में की जाती है।

समान पेटेंट:

आविष्कार उच्च शुद्धता और कम लागत के मोनोसिलेन के उत्पादन की एक विधि से संबंधित है, जो पतली अर्धचालक और ढांकता हुआ परतों के निर्माण के लिए उपयुक्त है, साथ ही विभिन्न उद्देश्यों (इलेक्ट्रॉनिक्स, सौर ऊर्जा) के लिए उच्च शुद्धता के पॉली- और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन भी है।

यह आविष्कार रासायनिक प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं में अस्थिर पदार्थों के मिश्रण को अलग करने के तरीकों से संबंधित है और इसका उपयोग लक्ष्य उत्पाद को अलग करने के लिए क्लोरोसिलेन, हाइड्राइड, फ्लोराइड, कार्बनिक उत्पादों और अन्य उत्पादों के मिश्रण को अलग करने के लिए किया जा सकता है।

यह आविष्कार उच्च शुद्धता वाले मोनोसिलेन के उत्पादन की एक विधि से संबंधित है, जो पतली-फिल्म अर्धचालक उत्पादों के निर्माण के लिए उपयुक्त है, साथ ही विभिन्न उद्देश्यों (अर्धचालक प्रौद्योगिकी, सौर ऊर्जा) के लिए उच्च शुद्धता वाले पॉली- और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन के निर्माण के लिए भी उपयुक्त है।

यह आविष्कार पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किए जाने वाले अत्यधिक शुद्ध अर्धचालक सिलिकॉन के उत्पादन के लिए सिलेन के उत्पादन की तकनीक से संबंधित है, साथ ही अल्ट्रा-बड़े एकीकृत सर्किट के उत्पादन के लिए सिलिकॉन वेफर्स और विभिन्न सिलिकॉन युक्त परतों और फिल्म कोटिंग्स के निर्माण के लिए भी। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स.

सिलिका- उच्च शक्ति और कठोरता वाला रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ। सूत्र SiO2.

गुण:

• गलनांक 1713 - 1728 डिग्री सेल्सियस
• मूल ऑक्साइड और क्षार के साथ परस्पर क्रिया करता है (गर्म होने पर)
• एसिड ऑक्साइड के समूह से संबंधित है
• हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड में घुलनशील
• एक ग्लास बनाने वाला ऑक्साइड है (सुपरकूल्ड पिघला हुआ ग्लास बनाने की संभावना)
• ढांकता हुआ (विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करता)
• पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता
• टिकाऊ

आवेदन पत्र:

• कांच, कंक्रीट उत्पाद, चीनी मिट्टी की चीज़ें, सिलिसियस रिफ्रैक्टरीज़, सिलिकॉन, रबर, आदि का उत्पादन।
• इलेक्ट्रॉनिक्स, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स, अल्ट्रासोनिक उपकरण
• अनाकार गैर-छिद्रपूर्ण सिलिका का उपयोग खाद्य उद्योग (E551), फार्मास्युटिकल और पैराफार्मास्युटिकल उद्योगों में किया जाता है।
• फाइबर ऑप्टिक केबल

सिलिकॉन डाइऑक्साइड की तैयारी

आपको चाहिये होगा:

• तरल ग्लास (सोडियम सिलिकेट);
• एसिड (सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक या नाइट्रिक);
• पानी;
• सोडा।

एक गिलास में सोडियम सिलिकेट डालें और एसिड डालें।

जब एसिड मिलाया जाता है, तो तुरंत सिलिकॉन डाइऑक्साइड का अवक्षेप बनना शुरू हो जाता है। पर्याप्त मात्रा में सिलिकॉन डाइऑक्साइड बनने तक एसिड डालें।

दूसरे गिलास में, 5% सोडा घोल पतला करें और परिणामी अवक्षेप को वहां रखें। इस तरह हमें बचे हुए एसिड से छुटकारा मिल जाएगा।
बाद में, बचे हुए सोडा से छुटकारा पाने के लिए सिलिकॉन डाइऑक्साइड को साफ पानी से कई बार धोना चाहिए।

धोने के बाद, तलछट को एक पेपर फिल्टर के माध्यम से छान लें।

मैग्नीशियम सिलिसाइड– मैग्नीशियम और सिलिकॉन का अकार्बनिक बाइनरी यौगिक। सूत्र Mg2Si.

गुण:

• तापीय रूप से स्थिर
• गलनांक 1102°C
• दाढ़ द्रव्यमान 76.7 ग्राम/मोल
• घनत्व 1.988 ग्राम/सेमी3
• जल द्वारा जल-अपघटित
• अम्ल में विघटित हो जाओ

आवेदन पत्र:

• सिलेन गैस का उत्पादन

मैग्नीशियम सिलिसाइड की तैयारी

आपको चाहिये होगा:

• सिलिका;
• मैग्नीशियम (proshkoobrazny)।

सिलिकॉन डाइऑक्साइड को मोर्टार में पीस लें।

4 ग्राम सिलिकॉन डाइऑक्साइड और 6 ग्राम मैग्नीशियम मिलाएं। यदि आपके पास काला मैग्नीशियम पाउडर है, तो आपको इसे सिलिकॉन डाइऑक्साइड के साथ मोर्टार में पीसना होगा।

मिश्रण को स्टैंड पर लगी टेस्ट ट्यूब में डालें और गैस बर्नर से गर्म करें।
महत्वपूर्ण! गर्म करने से पहले सभी घटकों को अच्छी तरह से सूखना चाहिए!यदि मिश्रण में थोड़ी मात्रा में भी नमी मौजूद है, तो प्रतिक्रिया के दौरान सेलेनियम निकलना शुरू हो जाएगा, जो बाद में प्रज्वलित हो जाएगा।

उच्च तापमान के प्रभाव में, परखनली में मैग्नीशियम सिलिसाइड (एक गहरे रंग का पदार्थ) बनना शुरू हो जाता है।

परखनली के हिस्सों को पाउडर से अलग कर लें।

सिलान– पायरोफोरिक गैस. सूत्र SiH4.

गुण:

• दाढ़ द्रव्यमान 32.12 ग्राम/मोल
• गैसीय अवस्था
• बेरंग
• जहरीला
• हवा के संपर्क में आने पर प्रज्वलित हो जाता है
• ऑक्सीकरण करना आसान है
• तटस्थ और अम्लीय वातावरण में स्थिर
• गैसोलीन में घुल जाता है, मानक
• घनत्व 0.001342 ग्राम/सेमी3
• गलनांक - 185°C
• क्वथनांक - 112°C
• अपघटन तापमान 500 डिग्री सेल्सियस

आवेदन पत्र:

• कार्बनिक संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में (मूल्यवान ऑर्गेनोसिलिकॉन पॉलिमर आदि का उत्पादन)
• माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स
• अल्ट्रा-शुद्ध पॉलीसिलिकॉन प्राप्त करना
• मिश्रित दंत सामग्रियों में कार्बनिक मैट्रिक्स और अकार्बनिक भराव के बीच संबंध

अन्य नामों:सिलेन, सिलिकॉन हाइड्रोजन, सिलिकॉन हाइड्राइड।

मोनोसिलेन एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका रासायनिक सूत्र SiH 4 है। एक रंगहीन, अत्यधिक प्रतिक्रियाशील गैस जो हवा में ज्वलनशील होती है।

भौतिक गुण

रासायनिक गुण और तैयारी के तरीके

प्राप्त करने की विधियाँ:

• सिलिकॉन (IV) क्लोराइड और लिथियम टेट्राहाइड्रिडेलुमिनेट के बीच प्रतिक्रिया।

रासायनिक गुण:

• 400 से ऊपर विघटित होना शुरू हो जाता हैडिग्री सेल्सियस.

भंडारण

गैस को कई महीनों तक बिना अपघटन के कमरे के तापमान पर चिकनाई वाले नल वाले कंटेनरों में संग्रहीत किया जा सकता है। सिलेन वैक्यूम स्नेहक में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सिलिकॉन ग्रीस से सील किए गए नलों को लंबे समय तक खड़े रहने के बाद खोलना मुश्किल होता है। सिलेन की महत्वपूर्ण मात्रा को एक विशेष वाल्व वाले विशेष स्टील सिलेंडर में संग्रहित किया जाना चाहिए; सिलेंडर के निर्माण के लिए उपयुक्त सामग्री 40Mn मिश्र धातु - 4 स्टील है।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

1. वोल्कोव, ए.आई., ज़ारस्की, आई.एम.बड़ी रासायनिक संदर्भ पुस्तक / ए.आई. वोल्कोव, आई.एम. ज़ारस्की। - एमएन.: मॉडर्न स्कूल, 2005. - 608 आईएसबीएन 985-6751-04-7 के साथ।
2. हॉफमैन डब्ल्यू., रुडोर्फ डब्ल्यू., हास ए., शेंक पी.डब्ल्यू., ह्यूबर एफ., शमीसर एम., बौडलर एम., बेचर एच.-जे., डोंगेस ई., श्मिडबाउर एच., एर्लिच पी., सेफर्ट एच.आई. अकार्बनिक संश्लेषण के लिए गाइड : 6 खंडों में. टी.3. प्रति. साथ। जर्मन/एड. जी. ब्रौवर. - एम.: मीर, 1985. - 392 पी., बीमार। [साथ। 715-717]

थर्मल परिवर्तन मोनोसिलेन सिलेन में सबसे अधिक स्थिर है। यह -380 C के तापमान पर स्पष्ट रूप से सिलिकॉन और हाइड्रोजन में विघटित होना शुरू हो जाता है। 500 C से ऊपर, अपघटन बहुत तेज गति से होता है। प्रतिक्रिया से उत्पन्न हाइड्रोजन अपघटन को रोकता है; लेकिन प्रतिक्रिया नहीं रुकती. SiH4 = SiH2 + H2 SiH2 = Si + H2 300 C और उससे ऊपर के तापमान पर, सिलेन आंशिक रूप से परिवर्तित हो जाता है डिसिलेन और ट्रिसिलेन .. मोनोसिलेन -180 C पर भी हवा में प्रज्वलित होता है। शुद्ध सिलेन को 523 K और वायुमंडलीय दबाव के तापमान पर विस्फोट के बिना हवा या ऑक्सीजन के साथ एक निश्चित अनुपात में मिलाया जा सकता है, यदि ये मिश्रण ऊपरी और निचली ज्वलनशीलता सीमा से बाहर हैं। अन्य परिस्थितियों में, विशेष रूप से उच्च सिलेन की उपस्थिति में, स्वतःस्फूर्त दहन या विस्फोट होता है।

मोनोसिलेन के दहन के दौरान, ऑक्सीजन की मात्रा और तापमान के आधार पर, SiO, Si02 और सिलिकिक एसिड डेरिवेटिव प्राप्त होते हैं। पानी के साथ बातचीत पहली बार, पानी और एसिड और क्षार के जलीय घोल के साथ सिलेन की बातचीत का अध्ययन किया गया था, क्वार्ट्ज जहाजों में शुद्ध पानी सिलेन को विघटित नहीं करता है, लेकिन क्षार (कांच से निकाली गई क्षार) के मामूली निशान को विघटित करता है। पानी पर्याप्त है) अपघटन को तेज करता है। हाइड्रोलिसिस बहुत तेजी से आगे बढ़ता है और सिलिकॉन से जुड़े सभी हाइड्रोजन को खत्म कर देता है: SiH4 + 2H20 = Si02 + 4H2 SiH4 + 2NaOH + H20 = Na2Si03 + 4H2 सिलेन का हाइड्रोलिसिस भी एसिड द्वारा उत्प्रेरित होता है, लेकिन क्षार के समान तीव्रता से नहीं। पर्याप्त रूप से सक्रिय सतहों (उदाहरण के लिए, सिलेन भंडारण सिलेंडर) के संयोजन में नमी के अंश अतिरिक्त मोनोसिलेन के साथ लगभग पूरी तरह से प्रतिक्रिया करके समीकरण के अनुसार सिलोक्सेन और हाइड्रोजन बनाते हैं: 2SiH4+H20 = (H3Si)20+2H2 हैलोजन, हैलोजन डेरिवेटिव और कुछ अन्य पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया।

हैलोजन सिलाने के साथ बहुत तीव्रता से, विस्फोटक तरीके से प्रतिक्रिया करते हैं। कम तापमान पर प्रतिक्रिया नियंत्रित दर से की जा सकती है। उत्प्रेरकों की अनुपस्थिति में वायुमंडलीय दबाव पर हाइड्रोजन क्लोराइड ऊंचे तापमान पर भी सिलेन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। उत्प्रेरक की उपस्थिति में, उदाहरण के लिए एल्यूमीनियम क्लोराइड, प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर भी सुचारू रूप से आगे बढ़ती है और क्लोरीन-प्रतिस्थापित सिलेन के निर्माण की ओर ले जाती है। SiH4 + HCl = SiH3Cl + H2

SiH4 + 2HC1 = SiH2Cl2 + H2, आदि। सिलेन 400 C से ऊपर के तापमान पर फॉस्फीन के साथ प्रतिक्रिया करके SiH3PH2 बनाता है और आर्सिन के साथ छोटी मात्रा में SiH2(PH2)2, PH(SiH3)2 और Si2P प्राप्त किए गए हैं; कार्बनिक यौगिकों के साथ अंतःक्रिया.

सिलेन 600 सी तक संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ बातचीत नहीं करता है। ओलेफिन, उदाहरण के लिए एथिलीन, 460-510 सी और वायुमंडलीय दबाव पर सिलेन में जोड़ा जाता है। मुख्य प्रतिक्रिया उत्पाद मोनो- और डायलकिलसिलेन हैं। 100 C पर प्रतिक्रिया केवल दबाव में होती है। सामान्य परिस्थितियों में, पराबैंगनी प्रकाश के साथ विकिरण पर परस्पर क्रिया देखी जाती है। सिलेन के साथ एसिटिलीन की थर्मल प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, कुछ विनाइलसिलेन बनता है, लेकिन प्रतिक्रिया का मुख्य उत्पाद एथिनिलडिविनाइलसिलेन है। फोटोकैमिकल प्रतिक्रिया से मुख्य रूप से विनाइल सिलेन का उत्पादन होता है।

आज, साहित्य में मोनोसिलेन के उत्पादन की दर्जनों विधियों का वर्णन किया गया है। उनमें से सभी को औद्योगिक विकास नहीं मिला। सिलेन के उत्पादन के लिए औद्योगिक तरीकों पर शामिल हैं: 1. धातु सिलिसाइड्स का अपघटन। 2. धातु हाइड्राइड के साथ सिलिकॉन हैलाइड का अपचयन। 3. ट्रायलकोक्सीसिलेन का उत्प्रेरक अनुपातहीन होना। 4. ट्राइक्लोरोसिलेन का उत्प्रेरक अनुपातहीन होना। धातु सिलिसाइडों का अपघटन धातु सिलिसाइडों की अपघटन प्रतिक्रिया द्वारा सिलेन प्राप्त करने के लिए, सबसे उपयुक्त प्रारंभिक सामग्री मैग्नीशियम सिलिसाइड है। सिलेन उत्पादन की इस विधि के लिए प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है: Mg2Si + 4H20 = SiH4 + 2Mg(OH)2 सिलिसाइड में निहित सिलिकॉन के लिए सिलेन की कुल उपज 25-30% है। इनमें से 37% के अनुसार - सिबी; 30% - Si2H6; 15% - Si3H8 और 10% - Si io; बाकी तरल सिलेन Si5Hi2 और Si6H14 हैं, साथ ही ठोस सिलेन (SiHi,) हैं। जब मैग्नीशियम सिलसाइड तरल अमोनिया में अमोनियम ब्रोमाइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो सिलेन की उपज 70-80% तक बढ़ जाती है (SiH4 - 97.2% और Si2H6 - 2.8%) : Mg2Si + 4NH4Br = 2MgBr2 + SiH4 + 4NH3। सिलेन में 20 से अधिक अशुद्ध पदार्थों की उपस्थिति का संकेत मिलता है, जिसमें सिलेन से लेकर Si8Hi8, हल्के हाइड्रोकार्बन, अमोनिया, बेंजीन, टोल्यूनि, हाइड्रोजन क्लोराइड शामिल हैं। चूंकि प्रतिक्रिया सामान्य तापमान और वायुमंडलीय दबाव पर और लगभग मात्रात्मक उपज के साथ होती है, परिणामी सिलेन उच्च सिलेन से दूषित नहीं होता है।

सिलिकॉन हाइड्राइड्स, तथाकथित सिलेन, एक समजात श्रृंखला बनाते हैं, कई संतृप्त एलिफैटिक हाइड्रोकार्बन के समान, लेकिन पॉलीसिलेन श्रृंखलाओं -सी-सी- की अस्थिरता की विशेषता है। सिलेन SiH4 संपूर्ण समजातीय श्रृंखला का सबसे स्थिर पहला प्रतिनिधि है; केवल लाल ताप पर ही यह सिलिकॉन और हाइड्रोजन में विघटित होता है। डिसिलेन Si2H6 3000 से ऊपर गर्म करने पर सिलेन और एक ठोस बहुलक में विघटित हो जाता है; हेक्सासिलेन Si6H14, जो सजातीय श्रृंखला का उच्चतम ज्ञात सदस्य है, सामान्य तापमान पर भी धीरे-धीरे विघटित होता है। सभी सिलेन में एक विशिष्ट गंध होती है और ये अत्यधिक विषैले होते हैं।

उनकी तैयारी की मुख्य योजना हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ Mg2Si की परस्पर क्रिया है। परिणामी मिश्रण को अंशांकित करके, संबंधित हाइड्रोसिलिकस प्राप्त किए जाते हैं। सिलेन के उत्पादन की अन्य विधियाँ भी हैं। उदाहरण के लिए, लिथियम हाइड्राइड या लिथियम एल्यूमीनियम हाइड्राइड के साथ हेलोसिलेन की कमी, साथ ही AICl3 की उपस्थिति में हाइड्रोजन के साथ हेलोसिलेन की कमी

SiH 3 CI + H2->SiH4 + HCI। अत्यधिक अक्रिय हाइड्रोकार्बन के विपरीत, सिलेन अत्यंत प्रतिक्रियाशील यौगिक हैं। एक महत्वपूर्ण गुण जो सिलेन को हाइड्रोकार्बन से अलग करता है वह क्षारीय उत्प्रेरक की उपस्थिति में सी-एच बंधन के हाइड्रोलिसिस में आसानी है। हाइड्रोलिसिस बहुत तेजी से होता है, और इस प्रक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

SiH4 + 2H2O→SiO2 + 4H2

SiH4 + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + 4H2।

उच्च सिलेन पर क्षार की उत्प्रेरक क्रिया के दौरान, सी-सी बंधन टूट जाता है

Н3Si-SiН3 + 6H2О→3SiО2 + 10H2।

वे हाइड्रोकार्बन के समान ही मुक्त हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, क्रमिक रूप से हैलोजन के लिए एक के बाद एक हाइड्रोजन परमाणु का आदान-प्रदान करते हैं। उत्प्रेरक (AICl3) की उपस्थिति में हाइड्रोजन हैलाइड के साथ, एक समान, लेकिन हाइड्रोकार्बन रसायन विज्ञान में अनुरूप नहीं, प्रतिक्रिया होती है, हैलोजन के लिए हाइड्रोजन का आदान-प्रदान

SiН4 + HCI→H2 + SiН3СI.

ट्राइक्लोरोसिलेन SiH3CI को ऊंचे तापमान पर Si और HCI से सीधे संश्लेषण द्वारा प्राप्त किया जाना चाहिए।

सिलेन्स सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।

इसमें मौजूद यौगिकों का उपयोग धातु की सुरक्षा के लिए किया जाता है।

मोनोसिलेन- SiH4 सूत्र के साथ सिलिकॉन और हाइड्रोजन का एक द्विआधारी अकार्बनिक यौगिक, एक अप्रिय गंध वाली रंगहीन गैस, हवा में स्वचालित रूप से प्रज्वलित होती है, पानी के साथ प्रतिक्रिया करती है, विषाक्त होती है

सिलेन के रासायनिक गुण - अवधारणा और प्रकार। "सिलेन के रासायनिक गुण" 2017, 2018 श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं।