Darstellung von Silicium [7440-21-3]

Elementares Silicium [7440-21-3-A]            Si


SiO2 + 2 Mg  →  Si + 2 MgO         (Hauptreaktion)
SiO2 + 4 Mg  →  Mg2Si + 2 MgO         (Nebenreaktion)
Mg2Si + 4 HCl  →  SiH4 + 2 MgCl2         (Reinigung)
SiH4 + 2 O2  →  SiO2 + 2 H2O         (Zersetzung des Monosilans)

Prinzip: Siliciumdioxid wird durch Magnesium zu Silicium reduziert. Auf Grund einer Nebenreaktion mit dem Magnesium muss das Rohsilicium mit Salzsäure gereinigt werden. Dabei entsteht das gasförmige Monosilan, welches sich an der Luft wieder zu Siliciumdioxid zersetzt.

Sicherheitshinweis: Magnesiumbrände nie mit Wasser löschen nur mit Sand oder Löschmittel der Brandklasse D löschen.

Durchführung: Man häuft ein inniges Gemisch aus 6 g gut getrocknetes Kieselgel und 4.7 g Magnesium auf einer Steinplatte auf und entzündet das Gemisch an einem Magnesiumband mit dem Gasbrenner. Dabei sollte man nicht in die Flamme schauen. Anschließend gibt man das entstande Rohsilicium in ein 100 ml Becherglas und fügt langsam 4 molare Salzsäure hinzu. Dabei bildet sich das gasförmige Monosilan, welches sich in kleinen Explosionen entzündet. Zu beachten ist, dass diese Umsetzung mit Salzsäure eine stark exotherme Reaktion ist. Man fügt so viel Salzsäure hinzu, bis keine Reaktion mehr eintritt. Anschließend dekantiert man die Salzsäure ab; das Silicium wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen.

Quelle: Prof. Blumes Tipp des Monats - Spektakulär: Magnesium reduziert Quarz (Bilder und Videomaterial vorhanden)
Delivered by: Erwin Weber
Letzte Aktualisierung: 19/08/07

Silicium [7440-21-3-B]           Si


3 SiO2 + 2 Al  →  3 Si + Al2O3

Zur Reaktion: Siliciumdioxid wird mit Aluminium in einer aluminothermischen Reaktion zu elementarem Silicium reduziert. Die Verbrennung von Schwefel liefert die nötige Energie für die Reaktion.

Durchführung: Die folgende Reaktion wird im Freien durchgeführt. Als Tiegel kann ein kleiner Blumentopf aus Ton dienen. 120 g Schwefel werden innig mit 100 g Aluminium-Grieß und 90 g gut getrocknetem Quarzsand vermischt. Die Mischung wird mit einer Wunderkerze gezündet. Die sehr exotherme, funkensprühende Reaktion verläuft innerhalb einiger Minuten. Nach dem Abkühlen wird der Blumentopf zerschlagen und das rohe Silicium entnommen. Zur Reinigung wird das Produkt mit Wasser gewaschen und mit konzentrierter Salzsäure ausgekocht. Zur Entfernung von SiO2 kann man eine Stunde lang warme 40%-ige Flusssäure auf das Produkt einwirken lassen.

Beschreibung: Silicium hat einen Schmelzpunkt von 1410 C und wird beim Erhitzen selbst bei 1100 C an der Luft nicht angegriffen. Verantwortlich hierfür ist die Bildung einer schützenden, oberflächlichen Siliciumdioxid-Schicht. Mit Ausnahme von salpetersäurehaltiger Flusssäure (in der sich Hexafluorosilicat bildet) ist Silicium in Säuren unlöslich. Leicht löst es sich hingegen in konzentrierten Alkalilaugen unter Wasserstoffbildung.

Quelle: Jander u. Blasius, Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, Hirzel Verlag Stuttgart u. Leipzig 2002
Delivered by: Hyperion (siehe Thread im LambdaForum)
Letzte Aktualisierung: 17/05/08

Andere Bezeichnung: Silizium