Главная страница arrow-right Базы данных arrow-right База данных свойств веществ (поиск)
Карта сайта

Свойства вещества:

моносилан

Синонимы и иностранные названия:

silane (англ.)
кремния гидрид (рус.)
силан (рус.)

Тип вещества:

неорганическое

Внешний вид:

бесцветн. газ

Брутто-формула (система Хилла):

H4Si

Формула в виде текста:

SiH4

Молекулярная масса (в а.е.м.): 32,12

Температура плавления (в °C):

-185

Температура кипения (в °C):

-111,9

Температура разложения (в °C):

450

Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика):

вода: реагирует [Лит.]
сероуглерод: растворим [Лит.]
этанол: растворим [Лит.]

Плотность:

0,58 (-185°C, г/см3, состояние вещества - жидкость)
0,00144 (20°C, г/см3, состояние вещества - газ)

Вкус, запах, гигроскопичность:

запах: плесени

Метод получения 1:

Источник информации: Руководство по неорганическому синтезу. - Т.3, под ред. Брауэра Г. - М.: Мир, 1985 стр. 715

При получении SiH4 и его гомологов и при работе с этими самовоспламеняющимися на воздухе соединениями следует полностью исключить доступа кислорода и других окислителей.

Газообразные при комнатной температуре силаны очень быстро образуют с воздухом взрывоопасную смесь. Попадание воздуха в аппаратуру, содержащую силаны, вызывает чрезвычайно сильный взрыв. Чтобы этого не произошло, работают при некотором избыточном давлении в аппаратуре, тогда случайно выходящий силан сгорает без взрыва.

В ловушку помещают раствор 0,348 г LiAlH4 (9,19 ммоль) в 12,5 г сухого эфира, свободного от пероксида. Ловушку соединяют с высоковакуумной аппаратурой, раствор замораживают жидким азотом, систему вакуумируют, раствор размораживают, снова охлаждают жидким азотом и еще раз вакуумируют. Затем на затвердевший раствор конденсируют 1,33 г SiCl4 (7,82 ммоль), который в газообразном состоянии лучше всего брать из специальной колбы, снабженной манометром (175,2 мл газообразного SiCl4 при н. у.). После этого ловушку медленно нагревают. При температуре около 0 С начинает бурно выделяться газ. Продукт реакции конденсируют во второй ловушке, охлаждая ее жидким азотом. Затем, нагрев эту ловушку на ледяной бане до —130 °С, продукт отгоняют в следующую ловушку, охлажденную до —196 °С, отделяя при этом основное количество эфира, сконденсировавшегося вместе с сырым силаном. Для дальнейшей очистки из последней ловушки, нагрев ее на охлаждающей бане до —159 °С, отгоняют уже чистый силан в ловушку, охлажденную до —196 °С. Таким образом получают 175 мл чистого газообразного SiH4.

Выход составляет 99%.

Метод получения 2:

Источник информации: Руководство по неорганическому синтезу. - Т.3, под ред. Брауэра Г. - М.: Мир, 1985 стр. 715-716

Кислотное разложение Mg2Si в водной среде.

Разложение Mg2Si лучше всего проводить примерно 20%-ной фосфорной кислотой (молярное соотношение H3PO4:Mg2Si минимально 4:1) при 50—60 °С в трехгорлой колбе вместимостью 1 л, снабженной дозировочной колбочкой для Mg2Si, мешалкой и трубкой для ввода чистого азота. В колбу наливают около 400 мл 20%-ной Н3РО4, в которую добавлено немного пеногасителя (например, силиконовый пеногаситель К67), а в дозировочную колбочку насыпают 10 г порошкообразного Mg2Si (величина зерен по возможности 0,3—1 мм), полученного при сплавлении Mg и Si. После этого всю аппаратуру тщательно продувают азотом и затем добавляют MgjSi с такой скоростью, чтобы при разложении образовывалось не слишком много пены.

Выделяющуюся смесь газов сначала пропускают для предварительной осушки через нагретую до ~50°С 85%-ную Н3РО4, затем через колонку с сухим Р4О10 и, наконец, через ловушку, охлажденную до —78 °С, и две ловушки, охлаждаемые жидким N2. Несконденсировавшийся остаток, в основном содержащий Н2, удаляют через затворный клапан, погруженный в воду. Полученный продукт окончательно фракционируют в высоковакуумной аппаратуре или разделяют в газовом хроматографе (например, с 20%-ным силиконовым маслом DC 200 на хромосорбе GAW 60—80 или с силиконовым маслом 702 на сорбенте типа Celite).

По этому способу можно перерабатывать значительно большие количества, например, в котле вместимостью 50 л ежедневно до 10 кг Mg2Si.

Свойства. Бесцветный, очень реакционноспособный, воспламеняющийся на воздухе газ. tпл -185 °С; tкип -111,2 °С; d 0,68 (т.пл.). Давление пара 781 мм рт. ст. (-112°С). Начинает разлагаться выше 400 °С.

Газ можно хранить в сосудах со смазанными кранами при комнатной температуре без разложения в течение нескольких месяцев. SiH4 практически нерастворим в вакуумной смазке. Однако следует отметить, что краны, уплотненные силиконовой смазкой, после длительного стояния открываются с трудом. Хранение значительных количеств силана следует осуществлять в специальных стальных баллонах со специальным вентилем; материалом, пригодным для изготовления баллонов, является сплав 40Mn - 4 сталь.

Способы получения:

  1. Реакцией тетрахлорида кремния с алюмогидридом лития.
  2. Разложением триэтоксисилана при 80 С в присутствии натрия.

      Давление паров (в мм.рт.ст.):

      1 (-175,5°C)
      10 (-160,4°C)
      100 (-139,3°C)

      Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

      34,7 (г)

      Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

      57,2 (г)

      Стандартная энтропия вещества S (298 К, Дж/(моль·K)):

      204,56 (г)

      Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/(моль·K)):

      42,89 (г)

      Энтальпия плавления ΔHпл (кДж/моль):

      0,667

      Энтальпия кипения ΔHкип (кДж/моль):

      12,43

      Температура самовоспламенения на воздухе (°C):

      -140

      Критическая температура (в °C):

      -3

      Критическое давление (в МПа):

      4,28

      Критическая плотность (в г/см3):

      0,309

      Дополнительная информация:

      Горит на воздухе (иногда самовоспламеняется). Способен вспыхивать с кислородом даже при температуре жидкого кислорода. Окислителями окисляется до диоксида кремния и воды, при этом восстанавливает KMnO4 до MnO2, Hg(II) в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т.д.

      Разлагается водой до водорода и оксида кремния, однако с тщательно очищенной водой в кварцевых сосудах реакция идет очень медленно; присутствие кислот и особенно щелочей ускоряет гидролиз. С галогенами реагирует с последовательным замещением водородов на галоид (при комнатной температуре - со взрывом). С галогеноводородами, ацил- и алкилгалогенидами в присутствии хлорида алюминия замещает водородные атомы на галоген с выделением водорода. При 500 С реагирует с фосфином с образованием SiH3PH2.

      С концентрированной серной кислотой не реагирует.

      С кислородсодержащими органическими соединениями (например с ацетоном, диэтиловым эфиром) реагирует в газовой фазе при высокой температуре с образованием алкоксисиланов. С алифатическими спиртами в присутвии щелочей (катализатор) образует тетраалкоксисиланы.

      Источники информации:

      1. Advances in Inorganic Chemistry and Radiochemistry. - 1961. - Vol. 3. - С. 211-217
      2. Андрианов К.А. Кремнийорганические соединения. - М.: ГНТИХЛ, 1955. - С. 44
      3. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей. - 7-е изд., Т.3. - Л.: Химия, 1976. - С. 300-301
      4. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т.1. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - С. 318-320
      5. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. - 2 изд, Ч.2. - М.: Ассоциация Пожнаука, 2004. - С. 399
      6. Некрасов Б.В. Основы общей химии. - Т.1. - М.: Химия, 1973. - С. 603-605
      7. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С. 75
      8. Спицын В.И., Мартыненко Л.И. Неорганическая химия. - Ч.1. - М.: ИМУ, 1991. - С. 188-189
      9. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1994. - С. 243
      10. Химическая энциклопедия. - Т.4. - М.: Советская энциклопедия, 1995. - С. 339-340


      Если не нашли нужное вещество или свойства можно выполнить следующие действия:
      Если вы нашли ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.



      © Сбор и оформление информации: Руслан Анатольевич Кипер