Ειδικό βάρος πυριτίου: ιδιότητες, χρήσεις και πίνακας
Το πυρίτιο είναι χημικό στοιχείο και ένα από τα πιο διαδεδομένα συστατικά του φλοιού της Γης. Στη φύση δεν απαντά συνήθως ελεύθερο αλλά ως διοξείδιο του πυριτίου, χαλαζίας, άμμος και διάφορα πυριτικά ορυκτά.
Το τεχνικό πυρίτιο παράγεται κυρίως με αναγωγή του διοξειδίου του πυριτίου με άνθρακα σε ηλεκτρικούς κλιβάνους. Καθαρότερες μορφές χρησιμοποιούνται στην ηλεκτρονική, την ηλιακή ενέργεια, τη μεταλλουργία και τη χημική βιομηχανία.
Πού απαντάται και πώς παράγεται
Σε ελεύθερη μορφή είναι σχεδόν ανύπαρκτο στη φύση, επειδή βρίσκεται δεσμευμένο σε ορυκτά. Οι βασικές φυσικές μορφές είναι ο χαλαζίας, η άμμος, το διοξείδιο του πυριτίου, οι άστριοι, οι μαρμαρυγίες και άλλα πυριτικά. Αποτελεί βασικό στοιχείο των ορυκτών πρώτων υλών, ενώ το μεταλλουργικό πυρίτιο παράγεται βιομηχανικά.
Στο εργαστήριο μπορεί να ληφθεί με αναγωγή ενώσεων πυριτίου από ενεργά μέταλλα, όπως μαγνήσιο ή αλουμίνιο. Στη βιομηχανία παράγεται σε ηλεκτρικούς κλιβάνους με αναγωγή διοξειδίου του πυριτίου από άνθρακα. Για ηλεκτρονικά και φωτοβολταϊκά απαιτείται πρόσθετος καθαρισμός σε πολυκρυσταλλικό ή μονοκρυσταλλικό πυρίτιο υψηλής καθαρότητας.
Πίνακας ειδικού βάρους πυριτίου
Το πυρίτιο είναι στερεή κρυσταλλική ουσία και η ακριβής πυκνότητά του προσδιορίζεται από στοιχεία αναφοράς ή εργαστηριακές μετρήσεις. Για υπολογισμούς χρησιμοποιείται περίπου 2,33 g/cm³, άρα 1 m³ ζυγίζει περίπου 2330 kg.
Ειδικό βάρος και βάρος 1 m³ πυριτίου
| Υλικό | Ειδικό βάρος (g/cm³) | Βάρος 1 m³ (kg) |
|---|---|---|
| Πυρίτιο | 2,33 | 2330 |
Ιδιότητες του πυριτίου
Το πυρίτιο είναι σκληρή και εύθραυστη ουσία σκούρου γκρι χρώματος με μεταλλική λάμψη. Το κρυσταλλικό πυρίτιο έχει πλέγμα τύπου διαμαντιού και είναι ημιαγωγός.
Υπό κανονικές συνθήκες είναι αρκετά σταθερό, αλλά όταν θερμαίνεται αντιδρά με οξυγόνο και σχηματίζει διοξείδιο του πυριτίου. Σε υψηλές θερμοκρασίες αντιδρά επίσης με διάφορα μέταλλα και αμέταλλα, σχηματίζοντας πυριτίδια και άλλες ενώσεις.
Χάρη στη χημική αντοχή, τις ημιαγωγικές ιδιότητες και την ικανότητα σχηματισμού ισχυρών ενώσεων χρησιμοποιείται ευρέως:
- στη μεταλλουργία ως αποξειδωτικό, κραματικό πρόσθετο και συστατικό σιδηροκραμάτων;
- στην παραγωγή τεχνικού και πολυκρυσταλλικού πυριτίου;
- στην κατασκευή ημιαγωγών, μικροκυκλωμάτων και φωτοβολταϊκών στοιχείων;
- στην παραγωγή σιλανίων, σιλικονών και άλλων οργανοπυριτικών υλικών;
- στην παραγωγή γυαλιού, κεραμικών, πυρίμαχων υλικών και ειδικών κραμάτων;
- σε πλαστικά και επιστρώσεις ως λειτουργικό πρόσθετο.
Συχνές ερωτήσεις
Ποιο είναι το ειδικό βάρος του πυριτίου;
Για το κρυσταλλικό πυρίτιο χρησιμοποιείται τιμή περίπου 2,33 g/cm³, δηλαδή περίπου 2330 kg/m³.
Πόσο ζυγίζει 1 m³ πυριτίου;
1 m³ πυριτίου ζυγίζει περίπου 2330 kg. Η μάζα ενός εξαρτήματος υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τον όγκο του με την πυκνότητα.
Είναι το πυρίτιο, ο χαλαζίας και η άμμος το ίδιο;
Όχι. Το πυρίτιο είναι χημικό στοιχείο, ενώ ο χαλαζίας και η άμμος αποτελούνται συνήθως από διοξείδιο του πυριτίου και πυριτικά ορυκτά. Οι ιδιότητες και η πυκνότητά τους διαφέρουν.