Химические свойства германия (кремния). Взаимодействие их со сложными окислителями

Поместите в пробирку небольшой кусочек германия (кремния) и добавьте 2-3 мл воды. Что наблюдаете? Есть ли признаки реакции? Осторожно слейте воду и добавьте в пробирку с кусочком германия 2-3 мл раствора соляной кислоты. Есть ли признаки реакции? Слейте раствор HCl, промойте образец дистиллированной водой и повторите опыт с H₂SO₄ (конц). Что наблюдаете? Не проводя эксперимента, объясните, изменятся ли процессы, если поместить образец германия (кремния) в раствор азотной кислоты HNO₃ (разб.). Какие признаки реакции могут подтвердить взаимодействие? Запишите уравнение реакции взаимодействия германия с азотной кислотой и расставьте коэффициенты.

Взаимодействуют ли германий и кремний со щелочами? Не проводя эксперимента, исходя из теоретический положений дайте обстоятельный ответ. Какие признаки реакции могут свидетельствовать о взаимодействии? Отличаются ли признаки реакции при взаимодействии германия и кремния с раствором щелочи? Взаимодействует ли германий со щелочью и при каком условии может протекать реакция? Запишите уравнение реакции взаимодействия германия и кремния с раствором щелочи и расставьте коэффициенты.

При оформлении отчетаобобщите ваши наблюдения о действии кислот и щелочей на германий и кремний. Используется ли свойство германия и кремния растворяться в азотной кислоте при составлении травителей?

Травление Ge в полирующем травителе. Порядок выполнения опыта. Перед травлением для удаления с поверхности образцов загрязнений прокипятите их в дистиллированной воде.

Налейте во фторопластовый сосуд с удлиненной ручкой 10–15 мл полирующего травителя для Ge марки СР 1:1, состав которого приведен в табл. 3.1. Подогрейте травитель на электроплитке до температуры 50–60⁰С и опустите в него образец германия. С появлением бурых паров NO₂ (через 40–50 с) быстро слейте травитель во второй фторопластовый сосуд, а образец залейте дистиллированной водой. Тщательно промойте образец и высушите его на фильтровальной бумаге. Контроль качества полировки осуществляйте с помощью микроскопа МИМ-8. Образцы должны иметь блестящую поверхность.

Полирующее травление кремния проводится в травителях без подогрева. При полировке Si соблюдайте все требования, указанные при травлении Ge.

Продолжительность травления определяется в зависимости от состава травителя (см. табл. 3.2) а также с учетом качества полировки, устанавливаемого с помощью микроскопа МИМ-8.

При оформлении анализа результатов опыта выполните следующие задания и ответьте на вопросы:

1. Укажите природу используемого окислителя, записав уравнение диссоциации и оценив концентрацию ионов-окислителей в растворе. Какую роль играет ледяная уксусная кислота, входящая в состав травителя?

2. Укажите природу комплексообразователя и запишите уравнение химической реакции растворения продуктов окисления с образованием комплексных кислот H₂[SiF₆] и H₂[GeF₆].

3. Запишите суммарное уравнение реакции в полирующем травителе и объясните кинетику процесса, указав с каким контролем идет процесс.

4. От каких факторов зависит скорость полирующего травления? Приведите соответствующую формулу. Почему полирующее травление проводят при комнатных или невысоких (50–60⁰C) температурах?