Базы данных
База данных свойств веществ (поиск)
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%.
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.
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.