二氧化硅的化学式是什么(二氧化硅的化学性质及应用)

二氧化硅是一种无机物,化学式为SiO2,硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合。二氧化硅的最简式是SiO2,但SiO2不代表一个简单分子(仅表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比)。纯净的天然二氧化硅晶体,是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体,常用于制造光学仪器等。

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物理性质

晶态二氧化硅

密度:2.2 g/cm3

熔点:1723℃

沸点:2230℃

折射率:1.6

受热时的变化:与强碱在加热时熔化,生成硅酸盐

溶解度:不溶于水,能与HF作用生成气态SiF4

化学性质

化学性质比较稳定。不跟水反应。是酸性氧化物,不跟一般酸反应。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外)。常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅,生成杂多酸,高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅,鉴于此性质,硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂,除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸。

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O

SiO2+2NaOH(浓)=Na2SiO3+H2O

SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑(高温)

SiO2+CaO=CaSiO3

SiO2+2C=2CO↑+Si

物质用途

二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,是科学研究的重要材料。

当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(α-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英(β-石英)。石英块又名硅石,主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料,也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。

除此之外,二氧化硅还可以作为润滑剂,是一种优良 的流动促进剂,主要作为润滑剂、抗黏剂、助流剂。特别适宜油类、浸膏类药物的制粒,制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。还可以在直接压片中用作助流剂。作为崩解剂可大大改善颗粒流动性,提高松密度,使制得的片剂硬度增加,缩短崩解时限,提高药物溶出速度。颗粒剂制造中可作内干燥剂,以增强药物的稳定性。还可以作助滤剂、澄清剂、消泡剂以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。

二氧化硅对锅炉有什么危害

一、二氧化硅含量超高结垢,降低锅炉热效率,浪费大量燃料。锅炉接成水垢后,受热面的传热性能变差 ,燃料燃烧时所放出的热量不能迅速的传递给炉水 ,因而大量热量被烟气带走 ,造成排烟温度升高 ,增加排烟热损失,使锅炉热效率降低。二 、引起金属过热 ,强度过低 ,危及安全 。锅炉受热面使用的钢材, 一 般 均 为 碳 素 钢 , 在 使 用 过 程 中 , 允 许 金 属 壁 温 在450 ℃以下 。锅炉在正常运行时 ,金属壁温一般为 280 ℃以下 。当锅炉受热面无水垢时,金属受热后能很快将热量传递给水 ,这时两者的温差约为 30 ℃。但如果受热面结生水垢,其两者的温差就大了 。如 :当工作压力为 1. 25Mpa 的锅炉受热面结有 1 毫米厚的水垢时 (混合水垢) ,金属壁与炉水温差会达到 200 ℃左右. 当水垢是 3 毫米时, 金属壁温将上升到 580 ℃,远远超过了钢材的允许温度 。这时钢材的抗拉强度就会降低 ,锅炉受压元件就会在内压作用下发生过热鼓疱 、变形 、泄漏 、甚至爆炸 。实测数据表明 ,金属壁温是随着水垢厚度增加而增加的 ,水垢越厚 ,金属壁温就越高 ,因而事故发生的机率就越大 。

三 、破坏水循环 。锅炉水循环有自然水循环和强迫水循环两种形式 。自然水循环是靠上升管和下生管的汽水比重不同产生的压力差而进行的水循环 。强迫水循环是依靠水泵的机械动力的作用而迫使循环的 。无论是那一种形式的水循环 ,都是经过设计计算的 ,也就是说保证有足够的流通截面积 。当炉管内壁结生水垢后 ,使得管内流通面积减少 ,流动阻力增大 ,破坏了正常的水循环 ,使得向火面的金属壁温升高 。当管路被水垢堵死后 ,水循环完全停止 ,金属壁温则更高 ,长期下去就会发生爆管事故 。

四 、增加检验量 ,浪费大量资金 。锅炉一旦结垢 ,就必须要清除 ,这样才能保证锅炉安全经济运行 。水垢结生的越后 ,消耗的药剂就越多 ,投入的资金就越多 。如 :1t/ h 型锅炉若平均结垢3 毫米 ,除一次垢就需药剂 0. 5 吨 。按照锅炉吨位的不同 ,吨位增加 ,所需药剂就增加三分之一 ,资金也相应增加 。一般锅筒内结垢消除略方便 ,若管内结垢消除就相当困难 ,不仅如此 ,若发生爆管事故 ,换上一节新管时 ,焊接很不方便 。锅筒鼓疱挖补时要求高 ,时间长 ,施工更为困难 。一次大的鼓疱挖补修复 ,就要耗费资金 1 至 2 万元左右 。总之无论是化学除垢还是购买材料修理 ,都要花费大量的人力 、物理和才力 。

五 、缩短锅炉的使用寿命。一般锅炉的使用寿命在正常使用条件下,能够连续运行 20 年左右。但现在大部分使用单位的锅炉没有达到这一寿命 ,其原因有多个方面 ,其中之一就有水垢的影响。锅筒发生鼓疱 ,挖补修复后 ,应该对其适当降压使用 ,以确保安全 ,这样一来 ,对于要求蒸汽压力高的单位来说 ,就不得不更换新的锅炉 。

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