Номер 334, страница 227 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.334. При взаимодействии тетрахлорида кремния с этанолом образуется тетраэтоксисилан $\mathrm{Si}{\left({\mathrm{OC}}_2{\mathrm{H}}_5\right)}_4.$ Запишите уравнение реакции. К какому классу соединений он принадлежит? Гидролиз тетраэтоксисилана приводит к образованию гидроксипроизводного $\mathrm{Si}{\left({\mathrm{OC}}_2{\mathrm{H}}_5\right)}_3\mathrm{OH},$ способного к образованию димеров ${\mathrm{Si}}_2\mathrm{O}{\left({\mathrm{OC}}_2{\mathrm{H}}_5\right)}_6.$ Запишите уравнения реакций. Какие продукты образуются при сгорании тетраэтоксисилана?

Уравнение реакции образования тетраэтоксисилана и его классификация

При взаимодействии тетрахлорида кремния ($SiCl_4$) с этанолом ($C_2H_5OH$) происходит реакция алкоголиза, в ходе которой атомы хлора замещаются на этокси-группы ($-OC_2H_5$). Для замещения четырех атомов хлора требуется четыре молекулы этанола. Побочным продуктом реакции является хлороводород ($HCl$).

Уравнение реакции:

$SiCl_4 + 4C_2H_5OH \rightarrow Si(OC_2H_5)_4 + 4HCl$

Тетраэтоксисилан ($Si(OC_2H_5)_4$) можно рассматривать как продукт этерификации (замещения гидроксильных групп) гипотетической ортокремниевой кислоты ($Si(OH)_4$) этиловым спиртом. Поэтому он относится к классу сложных эфиров неорганической кислоты.

Ответ: Уравнение реакции: $SiCl_4 + 4C_2H_5OH \rightarrow Si(OC_2H_5)_4 + 4HCl$. Соединение $Si(OC_2H_5)_4$ относится к классу сложных эфиров (алкоксисиланов).

Уравнения реакций гидролиза и димеризации

Гидролиз тетраэтоксисилана — это его реакция с водой. При частичном гидролизе одна из четырех этокси-групп замещается на гидроксильную группу ($-OH$), в результате чего образуется триэтоксисиланол ($Si(OC_2H_5)_3OH$) и этанол.

Уравнение реакции гидролиза:

$Si(OC_2H_5)_4 + H_2O \rightleftharpoons Si(OC_2H_5)_3OH + C_2H_5OH$

Полученный триэтоксисиланол способен к реакции межмолекулярной конденсации. Две молекулы триэтоксисиланола реагируют друг с другом, отщепляя молекулу воды и образуя димер, содержащий силоксановую связь (Si-O-Si).

Уравнение реакции димеризации:

$2Si(OC_2H_5)_3OH \rightarrow (C_2H_5O)_3Si-O-Si(OC_2H_5)_3 + H_2O$

Продукт димеризации — гексаэтоксидисилоксан, его брутто-формула $Si_2O(OC_2H_5)_6$.

Ответ: Уравнение гидролиза: $Si(OC_2H_5)_4 + H_2O \rightleftharpoons Si(OC_2H_5)_3OH + C_2H_5OH$. Уравнение образования димера: $2Si(OC_2H_5)_3OH \rightarrow Si_2O(OC_2H_5)_6 + H_2O$.

Продукты сгорания тетраэтоксисилана

Сгорание — это реакция полного окисления органического или элементоорганического вещества кислородом. В состав тетраэтоксисилана входят кремний, углерод, водород и кислород. При его сгорании образуются высшие оксиды соответствующих элементов:

1. Кремний окисляется до диоксида кремния ($SiO_2$).

2. Углерод окисляется до диоксида углерода ($CO_2$).

3. Водород окисляется до воды ($H_2O$).

Сбалансированное уравнение реакции горения выглядит следующим образом:

$Si(OC_2H_5)_4 + 12O_2 \rightarrow SiO_2 + 8CO_2 + 10H_2O$

Ответ: При сгорании тетраэтоксисилана образуются диоксид кремния ($SiO_2$), диоксид углерода ($CO_2$) и вода ($H_2O$).