Tetraethylorthosilikat


Tetraethylorthosilikat
Strukturformel
Strukturformel von Tetramethylorthosilicat
Allgemeines
Name Tetraethylorthosilicat
Andere Namen
  • Tetraethylorthosilikat
  • Tetraethoxysilan
  • Kieselsäuretetraethylester
  • Ethylsilicat
  • TEOS
Summenformel C8H20O4Si
CAS-Nummer 78-10-4
PubChem 6517
Kurzbeschreibung farblose Flüssigkeit mit schwachem, angenehm fruchtigen Geruch
Eigenschaften
Molare Masse 208,32 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig

Dichte

0,933 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

−85,5 °C[1]

Siedepunkt

168 °C [1]

Löslichkeit

gut in Alkohol, nicht in Wasser

Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung aus RL 67/548/EWG, Anh. I [2]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 10-20-36/37
S: (2)
LD50

6270 mg·kg−1 (Ratte, peroral) [3]

WGK 1 (schwach wassergefährdend)
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.

Inhaltsverzeichnis

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_8H_{20}O_4Si + 4 \ H_2O \longrightarrow H_4SiO_4 + 4 \ C_2H_5OH}

wobei die gebildete Orthokieselsäure durch Ausbildung von Si–O–Si-Bindungen und Abgabe von Wasser weiter in Siliciumdioxid zerfällt:

\mathrm{H_4SiO_4 \longrightarrow H_2SiO_3 + \ H_2O}
\mathrm{H_2SiO_3 \longrightarrow SiO_2 + \ H_2O}

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[4] 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[5][6] und künstlichen Opalen[7] verwendet.

Herstellung

TEOS wird großtechnisch durch Alkoholyse von Siliciumtetrachlorid mit Ethanol hergestellt.

\mathrm{SiCl_4 + 4 \ C_2H_5OH \longrightarrow Si(OC_2H_5)_4 + 4 \ HCl}

Quellen

  1. a b c www.chemdat.de: Tetraethylorthosilicat, Sicherheitsdatenblatt
  2. Eintrag zu CAS-Nr. 78-10-4 im European chemical Substances Information System ESIS
  3. Tetraethylorthosilicat bei ChemIDplus
  4. 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, Seiten 62–69
  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, Seiten 130–134.
  6. 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, Seiten 233–237.
  7. L. Pallavidino, et al.: Synthesis, characterization and modelling of silicon based opals. In: Journal of Non-Crystalline Solids, Nr. 352, 2006, Seiten 1425–1429

Literatur

Siehe auch

Tetramethylorthosilicat


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