Тетраэтилортосиликат , формально называемый тетраэтоксисиланом и сокращенно TEOS , представляет собой химическое соединение с формулой Si (OC 2 H 5 ) 4 . TEOS - это бесцветная жидкость, разлагающаяся в воде. ТУС представляет собой этиловый эфир из ортокремниевой кислоты , Si (OH) 4 . Это наиболее распространенный алкоголят кремния.
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК тетраэтоксисилан | |
Другие названия тетраэтилортосиликат; этилсиликат; тетраэтиловый эфир кремниевой кислоты; этоксид кремния; TEOS; тетраэтилсиликат | |
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.000.986 |
PubChem CID | |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| |
| |
Характеристики | |
SiC 8 H 20 O 4 | |
Молярная масса | 208,33 г⋅моль -1 |
Появление | Бесцветная жидкость |
Запах | Острый, алкогольный [1] |
Плотность | 0,933 г / мл при 20 ° C |
Температура плавления | -77 ° С (-107 ° F, 196 К) |
Точка кипения | От 168 до 169 ° C (от 334 до 336 ° F, от 441 до 442 K) |
Реагирует с водой, растворим в этаноле и 2-пропаноле. | |
Давление газа | 1 мм рт. Ст. [1] |
Опасности | |
Основные опасности | Воспламеняется, вредно при вдыхании |
точка возгорания | 45 ° С (113 ° F, 318 К) |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза ) | 6270 мг / кг (крыса, перорально) [2] |
LC Lo ( самый низкий опубликованный ) |
|
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США): | |
PEL (Допустимо) | TWA 100 частей на миллион (850 мг / м 3 ) [1] |
REL (рекомендуется) | TWA 10 частей на миллион (85 мг / м 3 ) [1] |
IDLH (Непосредственная опасность) | 700 страниц на миллион [1] |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
TEOS - тетраэдрическая молекула. Как и многие аналоги, его получает алкоголиз из тетрахлорида кремния :
- SiCl 4 + 4 EtOH → Si (OEt) 4 + 4 HCl
где Et представляет собой этильную группу , C 2 H 5 , и, таким образом, EtOH представляет собой этанол .
Приложения
TEOS в основном используется в качестве сшивающего агента в силиконовых полимерах и в качестве предшественника диоксида кремния в полупроводниковой промышленности. [3] TEOS также используется в качестве источника кремнезема для синтеза некоторых цеолитов . [4] Другие области применения включают покрытия для ковров и других предметов. TEOS используется в производстве аэрогеля . В этих приложениях используется реакционная способность связей Si-OR. [5] ТЭОС исторически использовался в качестве добавки к ракетному топливу на спиртовой основе для уменьшения теплового потока к стенке камеры двигателей с регенеративным охлаждением более чем на 50%. [6]
Другие реакции
TEOS 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 произведенный кремнезем гидратирован. Эта реакция гидролиза является примером золь-гель процесса. Побочный продукт - этанол. Реакция протекает через серию реакций конденсации, которые превращают молекулу TEOS в минералоподобное твердое вещество за счет образования связей Si-O-Si. Скорость этого превращения чувствительна к присутствию кислот и оснований, которые служат катализаторами . Процесс Штёбера позволяет получать монодисперсный и мезопористый кремнезем . [7] [8] [9]
При повышенных температурах (> 600 ° C) TEOS превращается в диоксид кремния :
- Si (OC 2 H 5 ) 4 → SiO 2 + 2 (C 2 H 5 ) 2 O
Летучий побочный продукт - диэтиловый эфир .
Безопасность
TEOS имеет низкую токсичность при проглатывании. В то время как тетраметоксисилан сильно повреждает глаза, поскольку он осаждает диоксид кремния, TEOS намного меньше из-за более низкой скорости гидролиза этоксигрупп. [10]
Рекомендации
- ^ a b c d e Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0282» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ а б «Этилсиликат» . Немедленно опасная для жизни или здоровья концентрация (IDLH) . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
- ^ Bulla, DAP; Моримото, Н.И. (1998). «Нанесение толстых слоев оксида кремния TEOS PECVD для интегрированных оптических волноводов». Тонкие твердые пленки . 334 : 60. Bibcode : 1998TSF ... 334 ... 60B . DOI : 10.1016 / S0040-6090 (98) 01117-1 .
- ^ Kulprathipanja, Santi (2010) Цеолиты в промышленном разделении и катализе , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN 3527629572 .
- ^ Рёш, Лутц; Джон, Питер и Рейтмайер, Рудольф «Соединения кремния, органические» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана , Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi : 10.1002 / 14356007.a24_021 .
- ^ Кларк, Джон Д. (1972). Зажигание! Неофициальная история жидкого ракетного топлива . Издательство Университета Рутгерса. С. 105–106. ISBN 9780813507255.
- ^ Boday, Dylan J .; Wertz, Jason T .; Кучинский, Джозеф П. (2015). «Функционализация наночастиц диоксида кремния для предотвращения коррозии основного металла». В Конге, Эрик SW (ред.). Наноматериалы, полимеры и устройства: функционализация материалов и изготовление устройств . Джон Вили и сыновья . С. 121–140. ISBN 9781118866955.
- ^ Киклебик, Гвидо (2015). «Наночастицы и композиты». В Леви, Дэвид; Заят, Маркос (ред.). Справочник по золь-гелю: синтез, характеристика и применение . 3 . Джон Вили и сыновья . С. 227–244. ISBN 9783527334865.
- ^ Берг, Джон С. (2009). «Коллоидные системы: феноменология и характеристика». Введение в интерфейсы и коллоиды: мост в нанонауку . Мировое научное издательство . С. 367–368, 452–454. ISBN 9789813100985.
- ^ https://www.mathesongas.com/pdfs/msds/MAT09230.pdf
Внешние ссылки
- Стандартная справочная база данных NIST 69, выпуск от июня 2005 г .: Веб-книга по химии NIST
- CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям