氮化硅和水反应的方程式?

氮化硅和水反应的方程式?

没有催化剂的情况下,氮化硅与水不发生反应。

氮化硅(Si₃N₄)是一种呈空间网状结构的原子晶体,是一种性质非常稳定的陶瓷材料。具有很高的机械强度,耐热冲击性好,急冷急热也不变化,非常适合用来制作柴油机内件或涂层。

①、氮化硅溶于氢氟酸,反应式如下:

Si₃N₄+12HF=3SiF₆²⁻+4NH₄⁺+2H⁺

②、氮化硅在浓的强酸溶液中会缓慢水解,反应式如下:

Si₃N₄+4H⁺+9H₂O=3H₂SiO₃+4NH₄⁺

但生成的硅酸H₂SiO₃会阻止反应继续进行。

③、工业上腐蚀氮化硅最好的是热的浓磷酸,反应式如下:

Si₃N₄+12H₂O=3SiO₂+4NH₃↑

SiO₂+2H₂O=H₄SiO₄

(160℃,86%左右浓度磷酸)

前一个反应式看上去是氮化硅和水反应,其实不要忽略温度和浓磷酸的作用,其实该反应分三步进行,磷酸成为了催化剂。

第一步,氮化硅与磷酸反应:Si₃N₄+H₃PO₄+H₂O=3SiO₂+NH₄H₂PO₄

第二步,磷酸二氢铵双水解:NH₄H₂PO₄+H₂O=H₃PO₄+NH₃·H₂O

第三步,氨水高温下分解放出气体:NH₃·H₂O=H₂O+NH₃↑

如果是其他强酸,其铵盐稳定,不水解,会不停消耗,反应越来越慢。但磷酸对氮化硅的腐蚀作用可持续进行,实验数据大约每分钟腐蚀深度5毫米。