Тетраэтилортосиликат
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Тетраэтилортосиликат
| |
| Другие имена
тетраэтоксисилан; этилсиликат, тетра-; тетраэтиловый эфир кремниевой кислоты; этоксид кремния(IV); ТЭОС; тетраэтилсиликат (орто-)
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.986 |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| SiC 8 H 20 O 4 | |
| Молярная масса | 208.33 g⋅mol −1 |
| Появление | Бесцветная жидкость |
| Запах | Острый, алкогольный [ 1 ] |
| Плотность | 0,933 г/мл при 20 °C |
| Температура плавления | -77 ° C (-107 ° F; 196 К) |
| Точка кипения | От 168 до 169 ° C (от 334 до 336 ° F; от 441 до 442 К) |
| Реагирует с водой, растворим в этаноле и 2-пропаноле. | |
| Давление пара | 1 мм рт. ст. [ 1 ] |
| Опасности | |
| Безопасность и гигиена труда (OHS/OSH): | |
Основные опасности
|
Огнеопасно, вредно при вдыхании |
| точка возгорания | 45 ° C (113 ° F; 318 К) |
| Летальная доза или концентрация (LD, LC): | |
ЛД 50 ( средняя доза )
|
6270 мг/кг (крыса, перорально) [ 2 ] |
LC Lo ( самый низкий из опубликованных )
|
|
| NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
ПЭЛ (допустимо)
|
СВВ 100 частей на миллион (850 мг/м 3 ) [ 1 ] |
РЕЛ (рекомендуется)
|
СВВ 10 частей на миллион (85 мг/м 3 ) [ 1 ] |
IDLH (Непосредственная опасность)
|
700 частей на миллион [ 1 ] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Тетраэтилортосиликат , формально называемый тетраэтоксисиланом ( ТЭОС ), этилсиликат представляет собой органическое химическое соединение с формулой Si(OC 2 H 5 ) 4 . ТЭОС представляет собой бесцветную жидкость. Он разлагается в воде. ТЭОС представляет собой этиловый эфир Si ортокремниевой кислоты (OH) 4 . Это наиболее распространенный алкоксид кремния.
ТЭОС представляет собой тетраэдрическую молекулу. Как и многие его аналоги, его получают алкоголизом кремния тетрахлорида :
- SiCl 4 + 4 EtOH → Si(OEt) 4 + 4 HCl
где Et – этильная группа , C 2 H 5 и, таким образом, EtOH – это этанол .
Приложения
[ редактировать ]ТЭОС в основном используется в качестве сшивающего агента в силиконовых полимерах и в качестве предшественника диоксида кремния в полупроводниковой промышленности. [ 3 ]
ТЭОС также используется в качестве источника кремнезема для синтеза некоторых цеолитов . [ 4 ] Другие области применения включают покрытия для ковров и других предметов. ТЭОС используется при производстве аэрогеля . В этих приложениях используется реакционная способность связей Si-OR. [ 5 ] ТЭОС исторически использовался в качестве добавки к ракетному топливу на основе спирта для уменьшения теплового потока к стенке камеры двигателей с регенеративным охлаждением более чем на 50%. [ 6 ]
ТЭОС используется в сталелитейной промышленности в качестве неорганического связующего и элемента жесткости для изготовления керамических форм на основе диоксида кремния (см. также силикат натрия ). [ 7 ] [ 8 ] [ нужен лучший источник ]
В качестве неорганического связующего для покрытий ( пассивации ) различных материалов, таких как сталь, стекло, латунь и даже дерево, чтобы сделать поверхности устойчивыми к воде, кислороду и высоким температурам. [ 7 ] [ 8 ] [ нужен лучший источник ]
В качестве добавки к твердым полимерам для повышения адгезии к стеклу, стали или дереву. [ 7 ] [ 8 ] [ нужен лучший источник ]
В качестве связующего для фарфоровых коронок зубов . [ 9 ] [ нужен лучший источник ]
Как предшественник силоксанов . [ 9 ] [ нужен лучший источник ]
Другие реакции
[ редактировать ]ТЭОС легко превращается в диоксид кремния при добавлении воды:
- Si(OC 2 H 5 ) 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 C 2 H 5 OH
Показано идеализированное уравнение, в действительности полученный кремнезем является гидратированным. Эта реакция гидролиза является примером золь-гель процесса. Побочный продукт — этанол. Реакция протекает через серию реакций конденсации, которые превращают молекулу ТЭОС в минералоподобное твердое вещество посредством образования связей Si-O-Si. Скорость этого превращения зависит от присутствия кислот и оснований, которые служат катализаторами . Процесс Штёбера позволяет получать монодисперсный и мезопористый кремнезем . [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
При повышенных температурах (>600 °C) ТЭОС превращается в диоксид кремния :
- Si(OC 2 H 5 ) 4 → SiO 2 + 2 (C 2 H 5 ) 2 O
Летучим побочным продуктом является диэтиловый эфир .
Безопасность
[ редактировать ]Вдыхание ТЭОС вызывает раздражение глаз и носа, а контакт глаз с жидкостью вызывает раздражение. Высокое воздействие TEOS может привести к отеку легких , но опасность можно уменьшить за счет влажности воздуха и давления паров. [ 13 ] Механизм раздражения аналогичен механизму действия тетраметилортосиликата .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0282» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Перейти обратно: а б «Этилсиликат» . Непосредственно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Булла, ДАП; Моримото, Н.И. (1998). «Нанесение толстых слоев оксида кремния TEOS PECVD для применения в интегрированных оптических волноводах». Тонкие твердые пленки . 334 (1–2): 60–64. Бибкод : 1998TSF...334...60B . дои : 10.1016/S0040-6090(98)01117-1 .
- ^ Кулпратипанья, Санти (2010) Цеолиты в промышленном разделении и катализе , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN 3527629572 .
- ^ Рёш, Лутц; Джон, Питер и Райтмайер, Рудольф «Органические соединения кремния» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм, 2002. два : 10.1002/14356007.a24_021 .
- ^ Кларк, Джон Д. (1972). Зажигание! Неофициальная история жидкого ракетного топлива . Издательство Университета Рутгерса. стр. 105–106. ISBN 9780813507255 .
- ^ Перейти обратно: а б с "Связующее Этилсиликат-40, каталог" [Ethylsilicate 40 binder]. www.himprom.com . ПАО Химпром. June 16, 2022 . Retrieved 2022-06-16 .
- ^ Перейти обратно: а б с "Связующее Этилсиликат-32, каталог" [Ethylsilicate 32 binder]. www.himprom.com . ПАО Химпром. June 16, 2022 . Retrieved 2022-06-16 .
- ^ Перейти обратно: а б "Тетраэтоксисилан, каталог" [Tetraethoxysilane, catalogue]. www.himprom.com . ПАО Химпром. June 16, 2022 . Retrieved 2022-06-16 .
- ^ Бодей, Дилан Дж.; Вертц, Джейсон Т.; Кучински, Джозеф П. (2015). «Функционализация наночастиц кремнезема для предотвращения коррозии основного металла» . В Конге, Эрик С.В. (ред.). Наноматериалы, полимеры и устройства: функционализация материалов и изготовление устройств . Джон Уайли и сыновья . стр. 121–140. ISBN 9781118866955 .
- ^ Киклебик, Гвидо (2015). «Наночастицы и композиты» . В Леви, Дэвид; Заят, Маркос (ред.). Справочник по золь-гелю: синтез, характеристика и применение . Том. 3. Джон Уайли и сыновья . стр. 227–244. ISBN 9783527334865 .
- ^ Берг, Джон К. (2009). «Коллоидные системы: феноменология и характеристика» . Введение в интерфейсы и коллоиды: мост к нанонауке . Мировое научное издательство . стр. 367–368, 452–454. ISBN 9789813100985 .
- ^ ПабХим. «Этилсиликат» . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 15 мая 2024 г.