Tetracloreto de silício
Tetracloreto de silício é um composto inorgânico de fórmula SiCl4. é um líquido incolor e volátil que fumega ao ar. É usado na produção de silício de alta pureza e sílica para aplicações comerciais.
Preparação
editarTetracloreto de silício pode ser preparada a partir de vários compostos de silício, tais como ferro-silício, carbeto de silício, ou misturas de dióxido de silício e carbono. O método do ferro-silício é o mais comum.[1]
Em laboratório, SiCl4 pode ser obtido tratando-se silício com cloro:
- Si + 2 Cl2 → SiCl4
Foi preparado primeiramente por Jöns Jakob Berzelius em 1823.
Reações
editarHidrólise e reações relacionadas
editarComo outros clorossilanos, tetracloreto de silício reage imediatamente com água:
- SiCl4 + 2 H2O → SiO2 + 4 HCl
Em contrapartida, tetracloreto de carbono não se hidrolisa facilmente. As diferenças nas taxas de hidrólise são atribuídas ao maior raio atômico do átomo de silício, o que permite o ataque ao silício. Nota-se a reação ao expor o líquido ao ar, o vapor produz névoa à medida que reage com a umidade para gerar um aerossol de ácido clorídrico.[2] Reage com metanol e etanol para dar origem a ortossilicato de tetrametila e ortossilicato de tetraetila:
- SiCl4 + 4 ROH → Si(OR)4 + 4 HCl
Cloretos de poli-silício
editarA altas temperaturas homólogos do tetracloreto de silício podem ser preparados pela reação:
- Si + SiCl4 → Si2Cl6
De fato, a cloração do silício é acompanhada pela formação de Si2Cl6. É possível separar da mistura uma série de compostos contendo mais de seis átomos de silício na cadeia por destilação fracionada.
Reações com outros nucleófilos
editarPor sua reatividade, tetracloreto de silício é um eletrófilo clássico.[3] Forma uma variedade de compostos organossilícicos por tratamento com reagentes de Grignard e compostos de organolítio:
- 4 RLi + SiCl4 → R4Si + 4 LiCl
Redução por hidretos libera silano.
Usos
editarTetracloreto de silício é usado como intermediário na fabricação de silício de alta pureza,[1] já que tem um ponto de ebulição conveniente para purificação por repetida destilação fracionada. É, então, reduzido a silício pelo hidrogênio (H2). Enormes quantidades de silício muito puro derivado do tetracloreto são usadas na indústria de semicondutores, bem como na produção de células fotovoltaicas. Pode ainda ser hidrolisado a sílica de alta pureza (sílica fundida). Fibras ópticas são fabricadas a partir de tetracloreto de silício de alta pureza. Deve ser livre de hidrogênio e de impurezas como triclorossilano. Fibras ópticas são feitas usando processos como MCVD e OFD, nos quais o tetracloreto de silício é oxidado a sílica por oxigênio puro: SiCl4 + O2 → SiO2 + 2 Cl2
Segurança e questões ambientais
editarPoluição gerada na produção de silício foi reportada na China associada com a demanda crescente por células fotovoltaicas, estimulada por programas de subsídio.[4]
Ver também
editarReferências
editar- ↑ a b Walter Simmler "Silicon Compounds, Inorganic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a24_001
- ↑ Clugston & Flemming
- ↑ Greenwood & Earnshaw2nd
- ↑ http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2008/03/08/AR2008030802595.html