رباعي فلوريد السيليكون
رباعي فلوريد السيليكون، أو رباعي فلورو سيلان ، مركب كيميائي صيغته SiF₄ . يتميز هذا الغاز عديم اللون بنطاقه السائل الضيق، إذ لا تتجاوز درجة غليانه 4 درجات مئوية فوق درجة انصهاره. حُضِّر لأول مرة عام 1771 على يد كارل فيلهلم شيل بإذابة السيليكا في حمض الهيدروفلوريك ، [ 5 ] ثم جرى تصنيعه لاحقًا على يد جون ديفي عام 1812. [ 6 ] وهو جزيء رباعي الأوجه، ومادة أكالة. [ 7 ]
حدوث
تحتوي أعمدة الدخان البركانية على كميات كبيرة من رباعي فلوريد السيليكون، وقد يصل إنتاجها إلى عدة أطنان يوميًا. [ 8 ] كما تنبعث كميات منه أيضًا من حرائق الفحم التلقائية. [ 9 ] ويتحلل رباعي فلوريد السيليكون جزئيًا بالماء مكونًا حمض سداسي فلورو السيليسيك .
تحضير
سيفيُعدّ المركب 4 منتجًا ثانويًا لإنتاجالأسمدةالفوسفاتيةبالطريقة الرطبة، وينتج عن تفاعل حمضالهيدروفلوريك(المشتق منفلوراباتيتبالبروتونات) معالسيليكاتالموجودة كشوائب فيصخور الفوسفات. [ 10 ] يتفاعل حمضالهيدروفلوريكمع ثاني أكسيد السيليكون (SiO2)لإنتاجحمض سداسي فلورو السيليسيك. [ 10 ]
- 6 HF + SiO 2 → H 2 SiF 6 + 2 H 2 O
في المختبر، يتم تحضير المركب عن طريق تسخين سداسي فلوروسيليكات الباريوم (Ba[SiF6 ] ) فوق 300 درجة مئوية (572 درجة فهرنهايت)، وعندها يطلق المركب الصلب SiF المتطاير 4 ، تاركاً بقايا منBaF2 .
- با [ SiF 6 ] + 400 درجة مئوية → BaF 2 + SiF 4
بدلاً من ذلك، يمكن أيضًا تحلل سداسي فلوروسيليكات الصوديوم ( Na2 [ SiF6 ] ) حراريًا عند درجة حرارة تتراوح بين 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت) و 600 درجة مئوية (1112 درجة فهرنهايت) (اختياريًا في جو من غاز النيتروجين الخامل) [ 11 ] : 8
- Na2 [ SiF 6 ] + 400 درجة مئوية → 2 NaF + SiF 4
الاستخدامات
يجد هذا المركب المتطاير استخدامًا محدودًا في الإلكترونيات الدقيقة والتخليق العضوي . [ 12 ]
كما يُستخدم في إنتاج حمض الفلوروسيليسيك (انظر أعلاه). [ 7 ]
في ثمانينيات القرن الماضي، وكجزء من مشروع المصفوفات الشمسية منخفضة التكلفة التابع لمختبر الدفع النفاث ، [ 13 ] دُرست هذه المادة كمادة خام رخيصة محتملة لإنتاج السيليكون متعدد البلورات في مفاعلات الطبقة المميعة . [ 14 ] وقد سُجلت براءات اختراع لعدد قليل من الطرق التي تستخدمها في عملية الإنتاج المذكورة. [ 11 ] [ 15 ]
عملية شركة إيثيل
في ثمانينيات القرن العشرين، ابتكرت شركة إيثيل عملية تستخدم حمض الهيكسافلوروسيليسيك وهيدريد الصوديوم والألومنيوم (NaAlH4 ) (أو هيدريد فلز قلوي آخر ) لإنتاج السيلان (SiH4 ) . [ 16 ]
أمان
في عام 2001، صنّفت سلطات ولاية نيوجيرسي هذه المادة كمادة خطرة أكالة، وقد تُسبب تهيجًا شديدًا أو حتى حروقًا في الجلد والعينين. [ 7 ] وهي قاتلة عند استنشاقها. [ 2 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 مركبات السيليكون، هاليدات السيليكون. كولينز، دبليو: موسوعة كيرك-أوتمير للتكنولوجيا الكيميائية؛ جون وايلي وأولاده، 2001.
- 1 2 "صحيفة بيانات السلامة: رباعي فلوريد السيليكون" (ملف PDF) . شركة إيرجاس . 9 أبريل 2018.
- ↑ ليد، ديفيد ر.؛ كيهيان، هنري ف. (1994). دليل سي آر سي للبيانات الفيزيائية الحرارية والكيميائية الحرارية (ملف PDF) . مطبعة سي آر سي. ص 28.
- ↑ "الفلوريدات (على شكل F)" . تركيزات تشكل خطراً فورياً على الحياة أو الصحة . المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية .
- ↑ غرينوود وإيرنشو 1997 ، ص 328.
- ↑ جون ديفي (1812). "وصف لبعض التجارب على تركيبات مختلفة من حمض الفلوريك" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن . 102 : 352-369 . doi : 10.1098/rstl.1812.0020 . ISSN 0261-0523 . JSTOR 107324 .
- 1 2 3 "صحيفة حقائق المواد الخطرة" (ملف PDF) . وزارة الصحة والخدمات لكبار السن في ولاية نيوجيرسي. نوفمبر 2001.
- ^ ت. موري. م. ساتو؛ واي شيمويكي؛ ك.نوتسو (2002). "تم اكتشاف نسبة عالية من SiF 4 / HF في عمود بركان ساتسوما-إيووجيما عن طريق مراقبة FT-IR عن بعد" (PDF) . الفضاء الكواكب الارضية . 54 (3): 249– 256. بيب كود : 2002EP & S...54..249M . دوى : 10.1186/BF03353024 . S2CID 55173591 .
- ↑ كروشيفسكي، ل.، فابيانسكا، م. ج.، سيسيلتشوك، ج.، سيجيت، ت.، أورلوفسكي، ر.، موتيلينسكي، ر.، موزومانسكا، إ.، كوسي، د. 2018 - أول استكشاف متعدد الأدوات لنظام الغاز-المكثفات-الناتج الحراري من بيئة أكوام مناجم الفحم المحترقة: دراسة في الموقع باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) ودراسة مخبرية باستخدام كروماتوغرافيا الغاز (GC) وحيود الأشعة السينية للمساحيق (PXRD) بناءً على مواد من سيليزيا العليا. مجلة علوم البيئة الشاملة، 640-641، 1044-1071؛ DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.05.319
- 1 2 هوفمان، سي جيه؛ غوتوفسكي، إتش إس (1953). "فلوريد الجرمانيوم (IV)". التخليق غير العضوي . المجلد 4. الصفحات 147-148 . doi : 10.1002/9780470132357.ch48 . ISBN 978-0-470-13163-3.
{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة ) - 1 2 الولايات المتحدة الأمريكية منح A345458 ، كيث، سي. هانسن و إل. ياوز، كارل، "براءة اختراع توليد رباعي فلوريد السيليكون"، نُشرت في 3 يناير 1982، صدرت عام 1982
- ↑ شيميزو، م. "فلوريد السيليكون (IV)"، موسوعة الكواشف للتخليق العضوي، 2001، جون وايلي وأولاده. doi : 10.1002/047084289X.rs011
- ↑ كالاغان، ويليام ت. (1981). "تقدم وخطط مشروع المصفوفات الشمسية منخفضة التكلفة" . في: بالز، و. (محرر). مؤتمر الطاقة الشمسية الكهروضوئية . دوردريخت: سبرينغر هولندا. ص 279-286 . doi : 10.1007/978-94-009-8423-3_40 . ISBN 978-94-009-8423-3.
- ↑ أشاريا، إتش إن؛ داتا، إس كيه؛ بانيرجي، إتش دي؛ باسو، إس. (1982-09-01). "تحضير السيليكون متعدد البلورات من رابع كلوريد السيليكون في درجات حرارة منخفضة" . رسائل المواد . 1 (2): 64-66 . Bibcode : 1982MatL....1...64A . doi : 10.1016/0167-577X(82)90008-8 . ISSN 0167-577X .
- ↑ CA 2741023A1 ، أناتولي، ف. بوشكو وتوزولي ، سيلفيو، "طريقة لإنتاج السيليكون متعدد البلورات"، صدرت عام 2008
- ↑ "عملية شركة إيثيل: السيلان ومفاعل الطبقة المميعة" . كل ما يتعلق بالطاقة الشمسية | الطاقة الشمسية، وأنظمة الهيليو، والألواح الشمسية، والمجمعات الشمسية، ومعدات تسخين المياه وتدفئة المساحات باستخدام الطاقة الشمسية، وكل ما يتعلق بالطاقة الشمسية . ١١ أغسطس ٢٠١٥.
- غرينوود، نورمان ن .؛ إيرنشو، آلان (1997). كيمياء العناصر ( الطبعة الثانية). باتروورث-هاينمان. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8.
- الفلورايد
- هاليدات اللافلزات
- مركبات السيليكون غير العضوية
- السيلانات
