Хімія і хіміки № 7 2018

Знайшовши помилку на сторінці, виділіть її та натисніть Ctrl + Enter

Існує кілька способів отримання кремнію в лабораторних умовах. Найдоступніші в домашніх умовах способи - відновлення діоксиду кремнію за допомогою магнію або алюмінію. Вирішив спробувати відновлення діоксиду кремнію алюмінієм. Наведу методику з практикуму [1].

Відновлення алюмінієм (кристалічний кремній).

90 г кремінного ангідриду у вигляді дрібного кварцового піску змішують з 100 г алюмінію і 120 г сірки. Всі речовини потрібно брати у вигляді порошку і в сухому стані. Суміш поміщають в шамотовий або в корундовий тигель і засипають зверху тонким шаром запальної суміші. Тигель ставлять на цеглу або в прожарений пісок і суміш підпалюють за допомогою магнієвої стрічки. Реакція протікає бурхливо. При її проведенні необхідно дотримуватися всі запобіжні заходи, т. Е. Роботу вести під тягою тигель поставити на пісок, прибрати навколо все легкозаймисті предмети, очі захистити окулярами.

Після охолодження тигель розбивають, а продукт реакції, відібравши з нього попередньо шматочки сульфіду алюмінію, переносять з тигля в порцелянову чашку, заливають водою і витримують під водою протягом доби до повного гідролізу сульфіду алюмінію. Цю роботу потрібно проводити під тягою, так як при гідролізі виділяється велика кількість сірководню. Утворену гідроокис алюмінію взмучивают в воді і відокремлюють декантацією від шматочків кремнію. Останні відбирають від шлаку, відмивають 15-20 хв соляною кислотою для видалення поверхневих забруднень, промивають водою і потім тривалий час нагрівають з соляною кислотою, поки шматочки кремнію НЕ розпадуться на дрібні кристалики чорного кольору. Цю операцію можна проводити і на холод, обробляючи продукт соляною кислотою протягом 3-4 днів. Отриманий кристалічний порошок обробляють в платиновій чашці плавиковою та сірчаної кислотами, як описано вище.

При обробці кислотами кристалики кремнію очищаються тільки з поверхні. Для отримання більш чистого кремнію шматочки корисно розтерти до тонкого порошку в сталевий ступці, а потім ще раз обробити плавиковою та сірчаної кислотами. При роботі з чистими вихідними речовинами і після багаторазового очищення продукту реакції кислотами отримують кремній, що містить всього близько 0.1% домішок.

Отже, експеримент. Використовувалися: сірка, порошок алюмінієвий (вірніше - силумін) і перемелені прожарений алюмінієві банки з-під напоїв (щоб реакція протікала не дуже бурхливо), дрібний кварцовий пісок, і трохи кварцового пилу (растолок кварц в ступці). Пісок перед зважуванням залив концентрованою соляною кислотою, витримав три доби після чого промив водою і висушив.

Запальна суміш - селітра калієва і "Серебрянка" (5 до 4). Сповільнювач - стопіном. Реакцію проводив в глиняному горщику. Експеримент знімав з рук, тому що не знав, наскільки бурхливою буде реакція.

Після прогорання суміш поступово загусла, а потім - затверділа. Навіть через 40 хвилин суміш була ще гаряча. За кілька метрів від неї несло сірководнем. Глиняний горщик (саморобний, зліплений "на швидку руку") розбив, витягнув гарячий плав, розбив його (з великими труднощами). На зламі чітко видно кристали кремнію, причому, досить великі. Плав помістив в банку.