Оптимизация нового метода получения чистого кремния
Актуальность темы получения поликристаллического кремния методом алюминотермии. Анализ методов получения кремния. Оптимизация нового метода получения конечного продукта. Химические и физические свойства кремния. Причины и условия образования кристаллов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.05.2019 |
| Размер файла | 56,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
н(H2S) = 0,345 моль.
По формуле V = н * вычисляем объем газа.
V(H2S) = 0,345 * 22.4 = 7,7 л.
В итоге алюминия остается (0,35 - 0,12) = 0,12 моль.
Этот алюминий участвует в восстановлении диоксида кремния.
Уравнение реакции:
4Al + 3SiO2 = 3Si + 2Al2O3
По нему проводим следующие расчеты:
н(Al) = 0,12 моль.
н(Si) = 0,09 моль.
m(Si) = 0,09 * 28 = 2,5 г.
Ход синтеза
Прежде чем приступать к синтезу мы приготовили реактивы.
Сделали навеску серы в 11,2г. и диоксида кремния в 8,4г. Натесали напильниками 8,5 г. мелкозернистых опилок алюминия.
После того как реактивы были готовы, пересыпали их в фарфоровую чашку и аккуратно перемешали и перетерли (смесь может сдетонировать).
Полученную смесь разделили для двух синтезов. (см. Приложение №5).
Синтез проводили под вытяжкой. На стол постелили асбестовое одеяло, на которое поставили ванночку с песком - температура реагирующей смеси достигает 2300°С.
Металлический тигель с реакционной смесью поместили в ванночку, сверху горкой насыпали зажигательный состав так, что он покрывал всю реагирующую смесь, поставили магниевую ленту длиной 4-6 см.
Магниевую ленту подожгли. Реакция проходила в течение 30 секунд. После яркой вспышки наблюдалось горение серы голубым пламенем.
На дне тигля сконцентрировались раскаленные капли сплава.
Второй синтез провели аналогично.
После остывания тиглей, все их содержимое поместили в химический стакан с подкисленной соляной кислотой водой. Сразу началось интенсивное выделение сероводорода с характерным запахом тухлых яиц. Стакан и продуктом в соляной кислоте оставили под вытяжкой на ночь.
Прополоскав водой, в несколько этапов отмыли от побочных продуктов мелкие кристаллы кремния.
Кристаллы отправили на рентгеновский анализ и микрофотосъемку.
Рентгенографические эксперименты проводили на дифрактометре с вращающимся анодом Rigaku D/MAX 2500 (Rigaku, Япония) в режиме отражения (геометрия Брегга - Брентано) с использованием Cu Kбср излучения и графитового монохроматора. Параметры работы генератора рентгеновского излучения: ускоряющее напряжение 50 кВ, ток накала катода 250 мА (суммарная мощность рентгеновской трубки - 12,5 кВт). Управление работой прибора осуществляли с использованием ЭВМ с операционной системой Windows XP ® и пакетом программного обеспечения производства компании Rigaku. Юстировку оптической схемы дифрактометра и настройку параметров усилителя-дискриминатора осуществляли в автоматическом режиме под управлением комплекса программного обеспечения дифрактометра. Съемку дифрактограмм для осуществления фазового анализа при комнатной температуре производили в кварцевых кюветах с использованием стандартного держателя образца. Набор спектра проводили в режиме непрерывного И - 2И сканирования при скорости движения детектора 3є/мин и параметром усреднения 0,02є по шкале 2И. Интервал съемки составлял от 10 до 90є по шкале 2И. Полученные данные обрабатывались с помощью программного комплекса Winxpow и базы данных ICDD PDF 2.
Анализ методом растровой электронной микроскопии проводили на приборе LEO SUPRA 50 VP (Германия). Увеличение при съемке микрофотографий составляло от Ч500 до Ч100 000.
Микрофотографии получились нечеткими, так как для данного способа микроскопии образец должен быть проводником, а кремний является полупроводником. Но, не смотря на это на фотографиях с маленьким увеличением можно рассмотреть кристаллические тела.
Анализ пиков рентгеноспектральной диаграммы показал, что в продукте присутствует большое количество примесей трудноотделимых и крайне инертных соединений оксидов алюминия и кремния. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что методика несовершенна и нуждается в дальнейшей доработке.
Литература
1. Бережкова Г. В., Нитевидные кристаллы, М., 1969;
2. Современные композиционные материалы, под ред. Л. Браутмана и Р. Крока, пер. с англ., М., 1970;
3. Монокристалльные волокна и армированные ими материалы, пер. с англ., М., 1973; Келли А.,
4. Высокопрочные материалы, пер. с англ., М., 1976; Гиваргизов Е. И.,
5. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара, М., 1977;
6. Наполнители для современных композиционных материалов, пер. с англ., М., 1981; Сыркин В. Г.,
7. Материалы будущего. О нитевидных кристаллах металлов. М., 1989. К. Е. Перепелкин.
8. Плинер Ю. Л., Сучильников С. И., Рубинштейн Е. А., Алюминотермическое производство ферросплавов и лигатур, М., 1963.
9. Журнал "Химия и Жизнь" 1982, 3 выпуск, стр. 63.
10. Булах А.Г. Минералогия с основами кристаллографии. М.: Альфа-М, 1989. - 156 с.
11. Егоров-Тисменко Ю.К. Кристаллография и кристаллохимия: учебник. - М.: КДУ, 2005. - 592 с.
12. Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. М.: ГОСГЕО - ЛТЕХИЗДАТ, 1955г. - 215с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Строение атома кремния, его основные химические и физические свойства. Распространение силикатов и кремнезема в природе, использование кристаллов кварца в промышленности. Методы получения чистого и особо чистого кремния для полупроводниковой техники.
реферат [243,5 K], добавлен 25.12.2014Обзор руднотермических печей, применяемых при производстве кремния. Пересчет химического состава сырья и углеродистых восстановителей, применяемых при производстве кремния в мольные количества химических элементов с учетом загрузочных коэффициентов.
курсовая работа [516,0 K], добавлен 12.04.2015Понятие степени окисления элементов в неорганической химии. Получение пленок SiO2 методом термического окисления. Анализ влияния технологических параметров на процесс окисления кремния. Факторы, влияющие на скорость получения и качество пленок SiO2.
реферат [147,2 K], добавлен 03.12.2014Прямое азотирование кремния. Процессы осаждения из газовой фазы. Плазмохимическое осаждение и реактивное распыление. Структура тонких пленок нитрида кремния. Влияние поверхности подложки на состав, структуру и морфологию осаждаемых слоев нитрида кремния.
курсовая работа [985,1 K], добавлен 03.12.2014Химические свойства простых веществ. Общие сведения об углероде и кремнии. Химические соединения углерода, его кислородные и азотсодержащие производные. Карбиды, растворимые и нерастворимые в воде и разбавленных кислотах. Кислородные соединения кремния.
реферат [801,5 K], добавлен 07.10.2010Особенности строения и модификации оксида кремния (IV), нахождение в природе, физические и химические свойства, а также методы синтеза. Поликонденсация как современный способ получения коллоидного кремнезема. Агрегативная устойчивость данного соединения.
дипломная работа [987,2 K], добавлен 25.05.2019Второй по распространенности (после кислорода) элемент земной коры. Простое вещество и элемент кремний. Соединения кремния. Области применения соединений кремния. Кремнийорганические соединения. Кремниевая жизнь.
реферат [186,0 K], добавлен 14.08.2007Общие сведения о гетерополисоединениях. Экспериментальный синтез капролактамовых гетерополисоединений, условия их получения. Изучение структурных особенностей соединений методами рентгеноструктурного анализа, масс-спектрометрии, ИК- и ЯМР-спектроскопии.
дипломная работа [501,6 K], добавлен 05.07.2017Кремний — элемент главной подгруппы четвертой группы третьего периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева; распространение в природе. Разновидности минералов на основе оксида кремния. Области применения соединений кремния; стекло.
презентация [7,3 M], добавлен 16.05.2011Физико-химические свойства уксусной кислоты. Характеристика процесса окисления альдегида. Способ получения ацетальдегида и этаналя. Принципы расчёта количества образующихся побочных продуктов в процессе получения уксусной кислоты. Сущность метода Кольбе.
курсовая работа [1009,8 K], добавлен 08.04.2015История развития производства красителей, методы их получения. Характеристика исходного сырья и получаемого продукта, технология получения сульфанилата натрия. Расчет химико-технологических процессов и оборудования. Разработка узла автоматизации.
дипломная работа [466,9 K], добавлен 06.11.2012Исходные мономеры для синтеза поливинилхлорида (ПВХ), его физические и физико-химические свойства. Способы получения винилхлорида. Способы получения ПВХ на производстве. Производство ПВХ эмульсионным способом. Основные стадии получения суспензионного ПВХ.
реферат [81,1 K], добавлен 19.02.2016Физические свойства элементов главной подгруппы III группы. Общая характеристика алюминия, бора. Природные неорганические соединения углерода. Химические свойства кремния. Взаимодействие углерода с металлами, неметаллами и водой. Свойства оксидов.
презентация [9,4 M], добавлен 09.04.2017Способы получения, физические свойства, биологическое значение и методы синтеза простых эфиров. Примеры сложных эфиров, их химические и физические свойства. Методы получения: этерия, взаимодействие ангидридов со спиртами или солей с алкилгалогенидами.
презентация [405,8 K], добавлен 06.10.2015Рассмотрение основных лабораторных и промышленных методов получения хлора. Анализ кинетики плазмохимических процессов, определение основных механизмов конверсии. Изучение процесса получения хлора методом окислительной деструкции HCl в условиях плазмы.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 02.11.2014Обзор методов получения глюкозы. Анализ основной реакции: физические, химические свойства и электронная структура целлюлозы, глюкозы и воды. Механизм и кинетическая модель реакции, расчет материального и теплового баланса, расчет объема реактора.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 14.05.2011Товарные и определяющие технологию свойства ацетилена. Сырьевые источники получения. Перспективы использования различного сырья. Промышленные способы получения. Физико-химический процесс получения ацетилена методом термоокисленного пиролиза метана.
контрольная работа [329,9 K], добавлен 30.03.2008Распространение цинка в природе, его промышленное извлечение. Сырьё для получения цинка, способы его получения. Основные минералы цинка, его физические и химические свойства. Область применения цинка. Содержание цинка в земной коре. Добыча цинка В России.
реферат [28,7 K], добавлен 12.11.2010Понятие и свойства рентгеновского излучения. Принцип работы дифрактометра и метод Дебая-Шеррера. Расчёт углов пиков дифрактограммы. Прецизионное определение параметров элементарной ячейки. Определение размера кристаллитов поликристаллического образца.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.05.2014Золь-гель технология - получение материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, получение золя и перевод его в гель. Системы на основе оксида цинка и кремния. Описание процесса получения материалов и композиций на основе золей.
реферат [27,4 K], добавлен 26.12.2010
