Σο πυρίτιο Φημεία Γ Γυμνασίου

Transcript

1 Σο πυρίτιο Φημεία Γ Γυμνασίου Επιμέλεια: Δρ. Ιωάννης Καλαμαράς, Διδάκτωρ Χημικός

2 ΤΝΟΠΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΟ ΠΤΡΙΣΙΟ 1. ΣΟ ΠΤΡΙΣΙΟ ΣΗ ΥΤΗ Το πυρίτιο (Si) ανήκει στη 14 η ομάδα του περιοδικού πίνακα και στη τρίτη περίοδο. Είναι το δεύτερο χημικό στοιχείο (μετά το οξυγόνο) σε αναλογία στο στερεό φλοιό της Γης Στη φύση, σε αντίθεση με τον άνθρακα δεν βρίσκεται ελεύθερο. Το διοξείδιο του πυριτίου (SiO2) είναι η κυριότερη χημική ένωση του πυριτίου και υπάρχει με τη μορφή πυριτικής άμμου στους διάφορους χαλαζίες και σε ορισμένα ορυκτά. 2. ΣΟ ΓΤΑΛΙ Το γυαλί είναι εύθραυστο, σκληρό, άμορφο στερεό, κακός αγωγός του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. Όταν το γυαλί θερμανθεί μαλακώνει με φυσικό επακόλουθο να μπορεί να χυθεί σε καλούπια η να φυσηθεί με αέρα και να χρησιμοποιηθεί για τη κατασκευή διαφόρων αντικειμένων. Στη φύση υπάρχει με τη μορφή του φυσικού γυαλιού που δημιουργείται με τη ταχεία άνοδο και ψύξη του μάγματος στην επιφάνεια της Γης. Ο οψιδιανός και ο περλίτης είναι οι κυριότερες μορφές φυσικού γυαλιού. Το γυαλί, από την αρχαιότητα, παρασκευάζεται με πρώτες ύλες: I. Πυριτική άμμο (SiO2). II. III. Σόδα (Na2CO3) Ασβεστόλιθο (CaCO3) Τα παραπάνω υλικά θερμαίνονται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες σε ειδικά καμίνια παρασκευάζοντας έτσι το γυαλί. Αν αντικατασταθεί η σόδα (Na2CO3) από ποτάσα (K2CO3)

3 παράγεται γυαλί πιο σκληρό και πιο διαφανές από το κοινό. Αν στις πρώτες ύλες προστεθούν οξείδια του μολύβδου παράγονται τα διάφορα κρύσταλλα. Με προσθήκη οξειδίων διάφορων στοιχείων κατασκευάζονται ειδικά γυαλιά όπως θερμοανθεκτικά γυαλιά (pyrex) και έγχρωμα γυαλιά. 3. ΣΑ ΚΕΡΑΜΙΚΑ Η άργιλος είναι ένα άμορφο υλικό που αποτελείται από Al, Si, H και O. Το αργιλόχρωμα (άργιλος με προσμίξεις) είναι η πρώτη ύλη της κεραμευτικής. Όταν το αργιλόχρωμα αναμειχθεί με νερό μετατρέπεται σε μια εύπλαστη μάζα (πηλός) η οποία παίρνει οποιαδήποτε μορφή και σχήμα. Στη συνέχεια το αντικείμενο αφήνεται στον αέρα να ξηρανθεί και στη συνέχεια τοποθετείται σε ειδικούς φούρνους. Στα παραδοσιακά κεραμικά περιλαμβάνονται: α) Υλικά που παρασκευάζονται από άργιλο κατώτερης ποιότητας όπως προϊόντα αγγειοπλαστικής (στάμνες, κεραμίδια, τούβλα). β) Υλικά που κατασκευάζονται από τη φαγεντιανή γη (ειδικός πηλός) όπως πλακάκια, πιάτα είδη υγιεινής. γ) Υλικά που κατασκευάζονται από καολίνη (η καθαρότερη μορφή αργίλου) όπως οι πορσελάνες. δ) Υλικά που κατασκευάζονται από ειδικής ποιότητας άργιλο που περιέχει οξείδιο του μαγνησίου (MgO) και είναι γνωστά ως πυρίμαχα κεραμικά. 4. ΟΠΣΙΚΕ ΙΝΕ Τα τελευταία χρόνια οι μεταλλικοί αγωγοί δίνουν τη θέση τους στις οπτικές ίνες και το ηλεκτρικό ρεύμα τείνει να αντικατασταθεί από τις ηλεκτρομαγνητικές ακτίνες. Οι οπτικές ίνες είναι κατασκευασμένες από γυαλί υψηλής καθαρότητας και έχουν κυλινδρικό

4 σχήμα με διάμετρο όσο μια ανθρώπινη τρίχα Η διάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στηρίζεται στις πολλαπλές ανακλάσεις της ακτινοβολίας στο εσωτερικό της οπτικής ίνας.. τα εξής: Τα πλεονεκτήματα των οπτικών ινών συγκρινόμενες με τα χάλκινα καλώδια είναι α) To SiO2, που είναι η πρώτη ύλη παρασκευής των οπτικών ινών υπάρχει άφθονο στη φύση σε αντίθεση με το χαλκό. β) Μια οπτική ίνα αντιστοιχεί, ως προς τη μεταφορά δεδομένων σε εκατοντάδες χάλκινους αγωγούς. γ) Έχουν μικρό βάρος. δ) Είναι φθηνότερες από τα άλλα μέσα μετάδοσης τηλεπικοινωνιακών μηνυμάτων. ε) Είναι σχεδόν αδύνατη η υποκλοπή τους και γενικά οι παρεμβολές. 5. ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Οι ημιαγωγοί είναι χημικές ενώσεις ή χημικά στοιχεία με πολύ μεγάλο τεχνολογικό ενδιαφέρον, αφού αποτελούν τη βάση της μικροηλεκτρονικής και των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Επιτρέπουν στο ηλεκτρικό ρεύμα να διέρχεται μόνο σε μια συγκεκριμένη φορά που ονομάζεται αγώγιμη φορά. Ο κυριότερος ημιαγωγός από άποψη εφαρμογών είναι το πυρίτιο

5 ΕΡΩΣΗΕΙ 10 ου ΚΕΥΑΛΑΙΟΤ Ερωτήσεις θεωρίας 1. Σε ποια ομάδα και σε ποια περίοδο του Περιοδικού Πίνακα ανήκει το Si; 2. Ποια είναι τα 2 πιο διαδομένα στοιχεία στο στερεό φλοιό της Γης; 3. Πως παρασκευάζεται το κοινό γυαλί; 4. Πως παρασκευάζεται το pyrex; 5. Τι είναι η άργιλος και τι ο πηλό; 6. Ποια υλικά περιλαμβάνονται στα παραδοσιακά κεραμευτικά υλικά; 7. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των οπτικών ινών; 8. Τι είναι οι ημιαγωγοί και που χρησιμοποιούνται; Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής 9. Το χημικό σύμβολο του στοιχείου πυρίτιο είναι α) Pi β) Si γ) S γ) P 10. H θέση του πυριτίου στο Περιοδικό Πίνακα είναι: α) 14 η ομάδα, 2 η περίοδος β) 14 η ομάδα, 3 η περίοδος γ) 17 η ομάδα 2 η περίοδος γ) 17 η ομάδα, 3 η περίοδος

6 11. Η κυριότερη χημική ένωση του πυριτίου είναι: α) SiO β) Si2O4 γ) Si2O3 γ) SiO2 12. Το χημικό στοιχείο που έχει τη μεγαλύτερη αναλογία στο στερεό φλοιό της Γης είναι : α) το πυρίτιο β) το οξυγόνο γ) ο άνθρακας γ) το υδρογόνο 13. Ποια από τις παρακάτω ιδιότητες δεν παρουσιάζει το γυαλί; α) άμορφο β) εύθραυστο γ) καλός αγωγός του ηλεκτρισμού γ) σκληρό 14. Ο περλίτης είναι: α) φυσικό γυαλί β) είδος οπτικής ίνας γ) τεχνητό γυαλί γ) κεραμικό υλικο 15. Η άργιλος των κεραμικών υλικών αποτελείται: α) από Al και Si β) από Al, Si, H γ) από Al, Si, H γ) από Al, Si, H, O 16. Ποια από τις παρακάτω χημικές ενώσεις δεν αποτελεί πρώτη ύλη για τη παρασκευή γυαλιού;

7 α) ασβεστόλιθος β) ανθρακικό ασβέστιο γ) πυριτική άμμος γ) σόδα 17. Η άμμος της θάλασσας αποτελείται κυρίως από: α) SiO2 β) Si γ) άργιλο γ) CaCO3 18. Η καθαρότερη μορφή της αργίλου είναι: α) η φαγεντιανή γη β) ο χαλαζίας γ) ο περλίτης γ) η καολίνη 19. Η πρώτη ύλη της κεραμευτικής είναι: α) η άργιλος β) το αργιλόχρωμα γ) το SiO2 γ) ο πηλός 20. Σε τι δοχείο θα αποθηκεύατε ένα διάλυμα HCl; α) αλουμινένιο β) σιδερένιο γ) γυάλινο γ) σε κανένα από τα παραπάνω

8 Ερωτήσεις ωστού - Λάθους 21. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές; α) Το Si βρίσκεται στη 14 η ομάδα του Περιοδικού Πίνακα. β) Το Si βρίσκεται στη 2 η περίοδο του Περιοδικού Πίνακα. γ) Το Si είναι το πρώτο σε αναλογία στοιχείο στο στερεό φλοιό της Γης. δ) Τα κεραμίδια κατασκευάζονται από άργιλο υψηλής ποιότητας. ε) Η κυριότερη ένωση του Si είναι το SiO2. στ) Ο οψιδιανός είναι μια από τις κυριότερες μορφές του φυσικού γυαλιού. ζ) Οι οπτικές ίνες παρασκευάζονται από καολίνη. η) Η άργιλος είναι κρυσταλλικό υλικό και αποτελείται από Al, Si, H, O. θ) Για τη παρασκευή ανθεκτικότερου γυαλιού η σόδα αντικαθίστανται από ποτάσα. ι) Τα πυρίμαχα κεραμικά παρασκευάζονται από ειδικής ποιότητας άργιλο που περιέχει οξείδιο του μολύβδου.