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Articulo de referencia

ortosilicato de tetraetilo

\n| Density = 0.933{{nbsp}}g/mL at 20 °C\n| MeltingPtC = −77\n| BoilingPtC = 168 to 169\n| Solubility = Reacts with water, soluble in ethanol, and 2-propanol \n| VaporPress...

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El ortosilicato de tetraetilo , formalmente llamado tetraetoxisilano ( TEOS ) o silicato de etilo, es un compuesto orgánico con la fórmula Si(OCH₂CH₃ ) ₄ . El TEOS es un líquido incoloro. Se degrada en agua. El TEOS es el éster etílico del ácido ortosilícico , Si(OH) ₄ . Es el alcóxido de silicio más común .

El TEOS es una molécula tetraédrica en el átomo de Si . Al igual que muchos de sus análogos, se prepara mediante la alcohólisis del tetracloruro de silicio :

SiCl 4 + 4 CH 3 CH 2 OH → Si(OCH 2 CH 3 ) 4 + 4 HCl

Aplicaciones

El TEOS se utiliza principalmente como agente reticulante en polímeros de silicona y como precursor del dióxido de silicio en la industria de semiconductores. [ 3 ]

El TEOS también se utiliza como fuente de sílice para la síntesis de algunas zeolitas . [ 4 ] Otras aplicaciones incluyen recubrimientos para alfombras y otros objetos. El TEOS se utiliza en la producción de aerogel . Estas aplicaciones aprovechan la reactividad de los enlaces Si-OR. [ 5 ] Históricamente, el TEOS se ha utilizado como aditivo en combustibles para cohetes a base de alcohol para disminuir el flujo de calor hacia la pared de la cámara de los motores refrigerados regenerativamente en más del 50 %. [ 6 ]

El TEOS se utiliza en la industria de la fundición de acero como aglutinante y endurecedor inorgánico para la fabricación de moldes cerámicos a base de sílice (véase también silicato de sodio ). [ 7 ] [ 8 ] y como aglutinante inorgánico para recubrimientos ( pasivación ) de diferentes materiales como acero, vidrio, latón y madera, con el fin de hacer que las superficies sean resistentes al agua, al oxígeno y a las altas temperaturas. [ 7 ] [ 8 ] Otras aplicaciones del TEOS incluyen su uso como aditivo para polímeros sólidos para mejorar su adhesión al vidrio, al acero o a la madera, [ 7 ] [ 8 ] como aglutinante para coronas dentales de porcelana , [ 9 ] y como precursor de siloxanos . [ 9 ]

Otras reacciones

El TEOS se convierte fácilmente en dióxido de silicio al añadirle agua:

Si(OCH 2 CH 3 ) 4 + 2 H 2 O → SiO 2 + 4 CH 3 CH 2 OH

Se muestra una ecuación idealizada; en realidad, la sílice producida está hidratada. Esta reacción de hidrólisis es un ejemplo de un proceso sol-gel . El subproducto es etanol. La reacción se produce mediante una serie de reacciones de condensación que convierten la molécula de TEOS en un sólido mineral mediante la formación de enlaces Si-O-Si. Las velocidades de esta conversión son sensibles a la presencia de ácidos y bases, que actúan como catalizadores . El proceso de Stöber permite la formación de sílice monodispersa y mesoporosa . [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

A temperaturas elevadas (>600  °C), el TEOS se convierte en dióxido de silicio :

Si(OCH 2 CH 3 ) 4 → SiO 2 + 2 (CH 3 CH 2 ) 2 O

El subproducto volátil es el éter dietílico .

Seguridad

La inhalación de TEOS induce irritación ocular y nasal, y el contacto ocular con el líquido es irritante. La alta exposición a TEOS puede provocar edema pulmonar , pero los riesgos pueden reducirse mediante la humedad atmosférica y las condiciones de presión de vapor. [ 13 ] El mecanismo de irritación es similar al del ortosilicato de tetrametilo .

Referencias

  1. 1 2 3 4 5 Guía de bolsillo del NIOSH sobre riesgos químicos. "#0282" . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH).
  2. 1 2 "Silicato de etilo" . Concentraciones inmediatamente peligrosas para la vida o la salud . Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional .
  3. ↑ Bulla, DAP; Morimoto, NI (1998). "Deposición de capas gruesas de óxido de silicio TEOS PECVD para aplicaciones de guías de onda ópticas integradas". Thin Solid Films . 334 ( 1– 2): 60– 64. Bibcode : 1998TSF...334...60B . doi : 10.1016/S0040-6090(98)01117-1 .
  4. ↑ Kulprathipanja, Santi (2010) Zeolitas en la separación industrial y la catálisis , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN 3527629572.
  5. ↑ Rösch, Lutz; John, Peter y Reitmeier, Rudolf "Silicon Compounds, Organic" en Enciclopedia de química industrial de Ullmann , Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi : 10.1002/14356007.a24_021 .
  6. ↑ Clark, John D. (1972). ¡ Ignición! Una historia informal de los propelentes líquidos para cohetes . Rutgers University Press. págs. 105–106 . ISBN  9780813507255.
  7. ^ "Связующее Этилсиликат-40, каталог" [ Aglutinante de etilsilicato 40 ] . www.himprom.com . ПАО Химпром. 16 de junio de 2022 . Consultado el 16 de junio de 2022 .
  8. ^ "Связующее Этилсиликат-32, каталог" [ Aglutinante de etilsilicato 32 ] . www.himprom.com . ПАО Химпром. 16 de junio de 2022 . Consultado el 16 de junio de 2022 .
  9. ^ " Тетраэтоксисилан, каталог" [ Tetraetoxisilano, catálogo ] . www.himprom.com . ПАО Химпром. 16 de junio de 2022 . Consultado el 16 de junio de 2022 .
  10. ↑ Boday, Dylan J.; Wertz, Jason T.; Kuczynski, Joseph P. (2015). «Funcionalización de nanopartículas de sílice para la prevención de la corrosión del metal subyacente» . En Kong, Eric SW (ed.). Nanomateriales, polímeros y dispositivos: funcionalización de materiales y fabricación de dispositivos . John Wiley & Sons . págs. 121–140 . ISBN  9781118866955.
  11. ↑ Kicklebick, Guido (2015). «Nanopartículas y compuestos» . En Levy, David; Zayat, Marcos (eds.). Manual de sol-gel: síntesis, caracterización y aplicaciones . Vol. 3. John Wiley & Sons . pp. 227–244 . ISBN   9783527334865.
  12. ↑ Berg, John C. (2009). «Sistemas coloidales: Fenomenología y caracterización» . Introducción a las interfaces y los coloides: El puente hacia la nanociencia . World Scientific Publishing . págs. 367–368 , 452–454 . ISBN  9789813100985.
  13. ↑ PubChem. "Silicato de etilo" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 15 de mayo de 2024 .
  • Base de datos de referencia estándar NIST 69, publicación de junio de 2005: Libro web de química NIST
  • Guía de bolsillo del CDC-NIOSH sobre riesgos químicos