Tetraethylorthosilicat
- Wikipedia:Vom Gesetzgeber eingestufter Gefahrstoff
- Gesundheitsschädlicher Stoff
- Ester
- Siliciumverbindung
| Strukturformel | ||||||||||||||||
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| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Tetraethylorthosilicat | |||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C8H20O4Si | |||||||||||||||
| CAS-Nummer | 78-10-4 | |||||||||||||||
| PubChem | 6517 | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose Flüssigkeit mit stechendem Geruch[1] | |||||||||||||||
| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 208,32 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig | |||||||||||||||
| Dichte |
0,94 g·cm−3[2] | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt | ||||||||||||||||
| Siedepunkt |
168 °C [2] | |||||||||||||||
| Löslichkeit |
unlöslich in Wasser[2] | |||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| MAK |
10 ml·m−3, 85 mg·m−3[1] | |||||||||||||||
| LD50 | ||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||
Tetraethylorthosilicat, auch Tetraethoxysilan, Kieselsäuretetraethylester oder Ethylsilicat, kurz TEOS genannt, ist ein Ethylester der Orthokieselsäure.
Verwendung
Es wird in Sol-Gel-Prozessen als Siliciumdioxid-Prekursor zur Herstellung von kolloidalen Sol-Gel-Systemen benutzt. In Wasser ist die Verbindung weitgehend unlöslich. Als Reaktionsmedium wird daher meist ein Gemisch aus Ethanol und Wasser verwendet. Im Neutralen hydrolysiert TEOS in Wasser sehr langsam (mehrere Stunden) zu Orthokieselsäure und Ethanol:
- $ \mathrm {C_{8}H_{20}O_{4}Si+4\ H_{2}O\longrightarrow H_{4}SiO_{4}+4\ C_{2}H_{5}OH} $
wobei die gebildete Orthokieselsäure durch Ausbildung von Si–O–Si-Bindungen und Abgabe von Wasser weiter in Siliciumdioxid zerfällt:
- $ \mathrm {H_{4}SiO_{4}\longrightarrow H_{2}SiO_{3}+\ H_{2}O} $
- $ \mathrm {H_{2}SiO_{3}\longrightarrow SiO_{2}+\ H_{2}O} $
Erheblich schneller erfolgt die Hydrolyse im Sauren oder Alkalischen, da beides die Reaktion erheblich katalysiert. Im Ammoniakalischen können aus einer TEOS/Ethanol-Mischung, die etwas Wasser enthält, monodisperse Siliciumdioxid-Partikel erhalten werden. Im sogenannten Stöber-Prozess[6] kann durch die Wahl der Konzentrationen, Temperaturen und Ammoniakmenge die Partikelgröße im Bereich von ca. 20–500 nm eingestellt werden. Das Verfahren wird beispielsweise zur Herstellung von photonischen Kristallen[7][8] und künstlichen Opalen[9] verwendet.
Herstellung
TEOS wird großtechnisch durch Alkoholyse von Siliciumtetrachlorid mit Ethanol hergestellt.
- $ \mathrm {SiCl_{4}+4\ C_{2}H_{5}OH\longrightarrow Si(OC_{2}H_{5})_{4}+4\ HCl} $
Siehe auch
Literatur
- K. Nozawa, et.al.: Smart control of monodisperse Stöber silica particles: effect of reactant addition rate on growth process. In: Langmuir. Nr. 21, 2005, S. 1516–1523, doi:10.1021/la048569r.
- T. Suratwala, M. L. Hanna, P. Whitman: Effect of humidity during the coating of Stöber silica sols. In: Journal of Non-Crystalline Solids. Nr. 349, 2004, S. 368–376, doi:10.1016/j.jnoncrysol.2004.08.214.
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Eintrag zu CAS-Nr. 78-10-4 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 2. Februar 2011 (JavaScript erforderlich)
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Datenblatt Tetraethylorthosilicat bei Merck, abgerufen am 14. März 2010..
- ↑ 3,0 3,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 78-10-4 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
- ↑ Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
- ↑ Tetraethylorthosilicat bei ChemIDplus.
- ↑ Werner Stöber, Arthur Fink, Ernst Bohn: Controlled growth of monodisperse silica spheres in the micron size range. In: J. Colloid Interface Sci., Nr. 26, 1968, S. 62–69; doi:10.1016/0021-9797(68)90272-5.
- ↑ Jian Li, Weihuan Huang, Zhe Wang, Yanchun Han: A reversibly tunable colloidal photonic crystal via the infiltrated solvent liquid–solid phase transition. In: Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Nr. 293, 2007, S. 130–134; doi:10.1016/j.colsurfa.2006.07.017.
- ↑ Martyn E. Pemble, Maria Bardosova, Ian M. Povey, Richard H. Tredgold, Debra Whitehead : Novel photonic crystal thin films using the Langmuir–Blodgett approach, in Physica B: Condensed Matter, 394/2007, S. 233–237; doi:10.1016/j.physb.2006.12.017.
- ↑ L. Pallavidino, et al.: Synthesis, characterization and modelling of silicon based opals. In: Journal of Non-Crystalline Solids, Nr. 352, 2006, S. 1425–1429; doi:10.1016/j.jnoncrysol.2005.10.047.