«Kelishildi» Kollej uslubchisi G. K. Mannonova

Fizik–kimyoviy xossalari. Kristall kremniy–shishadek yaltiroq, to`q kulrang modda. Kremniy juda mo`rt, zichligi 2,33 g/sm³. Ko`mir kabi qiyin suyuqlanadi. Kremniy uchta barqaror izotopdan–<sup>28</sup>Si (92,27 %), <sup>29</sup>Si (4,68 %) va <sup>30</sup>Si (3.05 %) lardan tarkib topgan.
Kremniy odatdagi sharoitda ancha inert, bevosita ftor bilan reaksiyaga kirishadi: Si + 2F<sub>2</sub> = SiF<sub>4</sub>
Kislotalar bilan ta`sirlashmaydi, lekin u ishqoriy metallarning gidroksidlarida erib, silikat hamda vodorod hosil qiladi:
Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂↑
Elektr pechda yuqori haroratda qum bilan koks aralashmasidan kremniy karbid SiC (karborund) olinadi: SiO₂ + 2C = SiC + CO₂
Kremniyning metallar bilan hosil qilgan birikmalari silitsidlar deyiladi. Silitsidga HCl ta`sir ettirilganda kremniyning vodorodli birikmasi–silan SiH<sub>4</sub> olinadi. Silan–qo`lansa hidli zaharli gaz, havoda o`z–o`zidan alangalanib ketadi.
Si + 2Mg = Mg₂Si Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄↑
SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2H₂O
Maydalangan kremniy kislorod bilan qizdirilganda yonnib, kremniy (IV)–oksid hosil qiladi: Si + O₂ = SiO₂
Yuqori haroratlarda kremniy ko`pcilik metallarni ularning oksidlaridan qaytaradi.
Kremniy (IV)–oksid qumtuproqham deyiladi. Bu qiyin suyuqlanadigan qattiq modda, tabiatda ikki xil ko`rinishda keng tarqalgan:
1) kristall qumtuproq–kvars minerali va uning har xil turlari (tog` billuri, xalsedon, agat, yashma, kremen) holida bo`ladi; kvars qurilishda va silikat sanoatida keng ko`lamda foydalaniladigan kvarsli qumlarning asosini tashkil etadi;
2) amorf qumtuproq tarkibi SiO<sub>2</sub>•nH<sub>2</sub>O bo`lgan opal minerali holida bo`ladi; uning tuproq shaklidagilari diatomit, trepel (infuzor tuproq); suvsiz sun`iy amorf qumtuproqqa silikagel misol bo`la oladi, u natriy metasilikatdan olinadi:
Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + 2HCl = 2NaCl + H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> = H<sub>2</sub>O + SiO<sub>2</sub>
1710 <sup>0</sup>C da kvars suyuqlanadi. Suyuqlangan massa tez sovitilganda kvars shisha hosil bo`ladi. Kengayish koeffitsiyenti kichik, shuning uchun cho`g` holigacha qizdirilgan kvars shisha suv bilan tez sovitilganda darz ketmaydi. Undan laboratoriya shisha idishlari va ilmiy tadqiqotlar uchun asboblar tayyorlanadi.
Kimyoviy xossalari jihatidan SiO₂ kislotali oksidlar qatoriga kiradi. U qattiq ishqorlar, asosli oksidlar va karbonatlar bilan birga suyuqlantirilganda silikat kislotaning tuzlari hosil bo`ladi:
SiO<sub>2</sub> + 2NaOH = Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O SiO<sub>2</sub> + CaO = CaSiO<sub>3</sub>
SiO<sub>2</sub> + Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> = Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + CO<sub>2</sub>
Kremniy (IV)–oksid bilan faqat ftorid kislotagina reaksiyaga kirishadi, shu reaksiya yordamida shishaga ishlov beriladi:
SiO<sub>2</sub> + 4HF = SiF<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>O
Suvda SiO<sub>2</sub> erimaydi va suv bilan reaksiyaga kirishmaydi. Shining uchun silikat kislota silikat kislota tuzlariga kislotalar ta`sir ettirib olinadi:
Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃ + 2NaCl K₂SiO₃ + H₂SO₄ = H₂SiO₃ + K₂SO₄
H₂SiO₃–juda kuchsiz kislota, suvda kam eriydi. Qizdirilganda karbonat kislota kabi oson parchalanadi. Ikki asosli kislota bo`lgani sababli bosqich bilan dissotsilanadi: H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> = H<sub>2</sub>O + SiO<sub>2</sub>
H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> ↔ H<sup>+</sup> + HSiO<sub>3</sub><sup>–</sup> HSiO<sub>3</sub><sup>–</sup> ↔ H<sup>+</sup> + SiO<sub>3</sub><sup>2–</sup>
Silikat kislotaning tuzlari silikatlar deyiladi, masalan, CaSiO<sub>3</sub> yoki CaO•SiO<sub>2</sub>–kalsiy silikat, Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> yoki Na<sub>2</sub>O•SiO<sub>2</sub>–natriy silikat.
R<sub>2</sub>O•SiO<sub>2</sub> tarkibli silikatlar (bunda R<sub>2</sub>O–Na<sub>2</sub>O yoki K<sub>2</sub>O) eruvchan shisha deyiladi, ularning suvdagi konsentrlangan eritmalari esa suyuq shisha deb ataladi.
SiO<sub>2</sub> + Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> = Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + CO<sub>2</sub> SiO<sub>2</sub> + 2NaOH = Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O
Yer qobig`i SiO₂ bilan turli xil silikatlardan tarkib topgan. Tabiiy silikatlarning tarkibi va tuzilishi murakkab bo`ladi. Ba`zi tabiiy silikatlarning tarkibi quyidagicha: dala shpati K₂O•Al₂O₃•6SiO₂, asbest 3MgO•2SiO₂•H₂O, slyuda K₂O•3Al₂O₃•6SiO₂•2H₂O, kaolinit Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O
Tarkibida Al₂O₃ ham bo`ladigan silikatlar alyumosilikatlar deyiladi. Tog` jinslari va yer yuzasidagi minerallar harorat, so`ngra namlik va karbonat angidrid ta`sirida nuraydi, yani asta–sekin yemiriladi. Masalan, dala shpatining yemirilishi:
K₂O•Al₂O₃•6SiO₂ + 2H₂O + CO₂ = Al₂O₃•2SiO₂•2H₂O + K₂CO₃ + 4SiO₂
Yemirilishning asosiy mahsuloti kaolinit–oq gilning asosiy tarkibiy qismi. Tog` jinslarining nurashi natijasida gil, qum va tuzlarning qatlamlari hosil boo`ladi.

Odatdagi deraza oynasining tarkibi taxminan ushbu formula bilan ifodalanadi: Na₂O•CaO•6SiO₂. Shisha soda, ohaktosh va oq qum aralashmasini maxsus pechlarda birga suyuqlantirish orqali olinadi. Suyuqlantirishda dastlab natriy va kalsiy silikatlari hosil bo`ladi. Bu silikatlar bilan qumtuproq suyuqlanib bir butun massa hosil bo`ladi va u asta–sekin sovitiladi:

SiO₂ + Na₂CO₃ = Na₂SiO₃ + CO₂ SiO₂ + CaCO₃ = CaSiO₃ + CO₂
Na₂SiO₃ + CaCO₃ + 4SiO₂ = Na₂O•CaO•6SiO₂

Shisha ishlab chiqarishda Na₂CO₃ o`rniga ko`pincha Na₂SO₄ va ko`mir ishlatiladi. Bu holda Na<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub> quyidagi reaksiya tenglamasiga muvofiq hosil bo`ladi:

2SiO₂ + C + Na₂SO₄ = 2Na₂SiO₃ + CO₂↑ + 2SO₂↑

Maxsus shisha olish uchun boshlang`ich aralashmaning tarkibi o`zgartiriladi. Soda Na₂CO₃ o`rniga potash K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> ishlatib, qiyin suyuqlanadigan shisha (kimyoviy idishlar uchun) olinaadi. Bo`r CaCO₃ o`rniga qo`rg`oshin (II)–oksid PbO, soda o`rniga potash ishlatib, billur shisha olinadi.
Boshlang`ich aralashmaga metall oksidlarini qo`shish shishaga turlicha rang beradi: Cr₂O₃ yashil, CoO ko`k, MnO<sub>2</sub> to`q qizil. Shishadan texnika ehtiyojlari uchun tola va to`qimalar tayyorlanadi. Shishakristall materiallar, ya`ni sitallar ishlab chiqariladi. Ulardan elektr izolyator, idishlar va boshqalar tayyorlanadi.
Odatdagi silikat sement, ya`ni portlandsement yashilroq–kilrang kukun bolib, suvga qorilganda havoda yoki suvda toshsimon massa bo`lib qotadi. Odatda u ohaktosh bilan gildan iborat xomashyo massani qovushgunga qadar kuydirish (1400–1600 ⁰C) yo`li bilan olinadi.
Qizdirish aylanib turadigan silindrsimon maxsus pechlarda amalga oshiriladi. Hosil bo`ladigan qovushgan donador massa klinker deb ataladi. Bu chala mahsulot. Unga tegishli qo`shimchalar qo`shib, sharli tegirmonlarda mayin kukun holigacha maydalanadi va oxirgi mahsulot olinadi.
Tabiatda tarkibida portlandsement olish uchun zaruriy nisbatlarda ohaktosh bilan gil bo`ladigan jinslar uchraydi, ular mergellar deb ataladi. Yirik sement zavodlari ana shu mergellar asosida ishlaydi. Aralashmaning tarkibini o`zgartirib, sementning turli xillari–tez qotadigan, sovuqqa chidamli, korroziyabardosh va boshqa turlari olinadi.
Sement, suv va to`ldirgichlar (qum, mayda tosh, chaqiqtosh, shlak) aralashmasi qottganidan keyin sun`iy tosh–beton hosil bo`ladi. Bu materiallarning aralashmasi qotguniga qadar beton qorishmasi deyiladi. Orasiga po`lat armatura (ichki karkas) qo`yilgan beton temir–beton deyiladi. Beton va temir–betonlar gidroelektrstansiyalar, yo`llar, binolarning yuk tushadigan qismlarini qurishga ko`plab miqdorlarda sarflanadi.
Bog`lovchi material sifatida organik polimerlar yoki polimerlar bilan sementdan foydalanilgan betonlar ham tayyorlanadi. Bular alohida xossalarga ega bo`lgan plastobetonlardir.
Shisha, sement va keramika ishlab chiqarish silikat sanoatiga kiradi, bu sanoat kremniyning tabiiy birikmalarini qayta ishlaydi.