Тетраетил ортосилікат також відомий як тетраетоксисилан, скорочено ТЕОС — хімічна сполука з групи силанів. Етер ортосилікатної кислоти і етилового спирту з формулою Si(OC2H5)4. ТЕОС це безбарвна рідина зі слабким ефірним (пряно-солодкуватим, дещо схожим зі спиртовим) запахом, розчиняється в інертних органічних розчинниках та воді, реагує з вищими спиртами.
Хімічні властивості Молекула ТЕОС тетраедрична. Як і багато інших аналогів, він виготовляється безпосередньою реакцією тетрахлорсилану з етанолом: SiCl4 + 4EtOH → Si(OEt)4 + 4HCl, де Et — етилова група, C2H5, і EtOH — етанол, відповідно.
При реакції з водою в кислих або основних умовах він гідролізується до силанолів, які негайно конденсуються, утворюючи силікагель.
Si (OC2H5)4 + 2H2O → SiO2 + 4C2H5OH
Ця реакція гідролізу є прикладом процесу золь-гель, побічним продуктом якого є етанол. Реакція протікає через ряд реакцій конденсації, які перетворюють молекулу ТЕОС на мінералоподібну тверду речовину шляхом утворення зв'язків Si-O-Si. Швидкість цього перетворення чутлива до присутності кислот і основ, які служать каталізаторами. Яскравим прикладом є процес Штобера, що дозволяє утворювати монодисперсний та мезопористий діоксид кремніюStöber, W., A. Fink, and E. Bohn, «Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range.» Journal of Colloid and Interface Science, 1968. 26(1): p. 62-69. doi:10.1016/0021-9797(68)90272-5.
За підвищених температур (> 600 °C) ТЕОС перетворюється на діоксид кремнію: Si(OC2H5)4 → SiO2 + 2(C2H5)2O
Летким копродуктом даного процесу є діетиловий етер.
ТЕОС не дуже чутливий до вологи, але має зберігатися в герметичних посудинах, щоб уникнути випадкового гідролізу.
За присутності води і водних розчинів мінеральних кислот відбувається гідроліз тетраетоксисилану з відщепленням етанолу і подальшою конденсацією гідроксипохідних. В залежності від умов гідролізу (температура, тип каталізатора, наявність органічного розчинника) утворення гелю може відбуватися з різною швидкістю.
За присутності різних спиртів (та іноді каталізатора) тетраетоксисилан здатний переетерифіковуватись, приєднуючи молекули спирту з відщеплюванням етанолу. Реакція переетерифікації є оборотною, тому для повноти проходження реакції переетерифікації етанол, як правило, відводиться самостійно або з відповідним азеотропним компонентом.
Застосування
Використовується в стоматології, ювелірній справі та технології кераміки як компонент форми при знятті зліпків.
Є основою для синтезу інших етерів ортосилікатної кислоти шляхом переетерифікації з паралельною відгонкою етилового спирту, що виділяється.
При синтезі кремнійорганічних полімерів застосовують як затверджувач.
Використовується як джерело діоксиду кремнію для синтезу деяких цеолітівKulprathipanja, Santi (2010) Zeolites in Industrial Separation and Catalysis, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ISBN 3527629572.
У виробництві аерогелю, при цьому використовують його реакційну здатність до утворення зв'язків Si-ORRösch, Lutz; John, Peter and Reitmeier, Rudolf «Silicon Compounds, Organic» in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi:10.1002/14356007.a24_021.
Історично використовувався як добавка до ракетного палива на спиртовій основі для зменшення теплового потоку до стінки камери двигунів з регенеративним охолодженням більш ніж на 50 %Clark, John D. (1972). Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants. Rutgers University Press. pp. 105—106. ISBN 9780813507255.
Інші застосування:
Синтез поліетилсилоксанових рідин, отримання діоксиду кремнію особливої чистоти. Приготування високоефективних фосфоресцентних і флуоресцентних матеріалів. У вигляді гідролізованого продукту — добавка до фарб для підвищення їх адгезії до скла, атмосферо- і теплостійкості. У виробництві будівельних матеріалів — для обробки останніх з метою підвищення їх твердості, атмосферо- і водостійкості, поліпшення зовнішнього вигляду і зниження пористості. Як зшивний агент у силіконових полімерах та як попередник двоокису кремнію в напівпровідниковій промисловостіBulla, D.A.P; Morimoto, N.I (1998). «Deposition of thick TEOS PECVD silicon oxide layers for integrated optical waveguide applications». Thin Solid Films. 334: 60. doi:10.1016/S0040-6090(98)01117-1. Покриття для килимів та інших предметів.
Примітки