甲基氯硅烷的物化特性.docx
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甲基氯硅烷的物化特性
甲基氯硅烷的物化特性
1、主要的物理性质(16)
1)直接法合成的甲基氯硅烷的单体混合物,为无色透明的液体(因含杂质、有时是浅黄色或深褐色的液体)。
2)遇火易燃烧,发出大量黑烟,留下白色固体残渣。
3)遇水极易水解,放出氯化氢气体,留下白色,胶状固体残渣。
4)比重:
d2541.05~1.1
5)沸程:
40~72℃
2、重要甲基氯硅烷的物理化学常数
1)三氯硅烷(HSiCl3):
(7)、(4)
名称
单位
数据
分子量
比重
熔点
沸点与蒸汽的关系
汽化热31.8℃
液体比热
蒸汽比热25℃
生成热气态25℃
临界压力
临界温度
d204
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
758mmHg
760mmHg
千卡/公斤
千卡/公斤·℃
千卡/公斤·℃
千卡/克分子
大气压
℃
135.45
1.340
-126.5
沸点,℃
-80.7
-62.6
-53.4
-43.8
-32.9
-25.8
-16.4
-1.8
14.5
31.6
33.3
47
0.252
0.163
107.6
48.3
209
(2)四氯化硅(SiCl4)
名称
单位
数据
分子量
比重
熔点
沸点
沸点与蒸汽的关系
汽化潜热57.6℃
熔化热-70℃
生成热气态25℃
液态25℃
标准熵气态25℃
液态25℃
比热固体-220~-80
液态
气态25℃
临界压力
临界温度
d204
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
760mmHg
Kcal/Kg
Kcal/mol
Kcal/mol
Kcal/mol
Kcal/mol
Kcal/mol
Kcal/mol
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg·℃
atm
℃
169.9
1.483
-70
57.57
沸点,℃
-63.4
-44.1
-34.4
-24.0
-12.1
-4.8
5.4
21
38.4
56.8
40.4
6.86
1.84
-145.7
-153.0
79.2
57.2
0.237
0.222
0.1685
42.6
239
(3)一甲基一氯硅烷(CH3SiH2Cl):
(17)
名称
单位
数据
分子量
熔点
沸点
沸点与蒸汽的关系
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
80.59
-134
8
沸点,℃
-95
-79.2
-70.1
-62.0
-53.7
-45.2
-36.4
-22.9
续上表
名称
单位
数据
沸点与蒸汽的关系
蒸汽压mmHg
400mmHg
760mmHg
沸点,℃
-7.8
+8.7
(4)一甲基二氯硅烷(CH3SiHCl2)(17)
名称
单位
数据
分子量
比重
熔点
沸点
沸点与蒸汽的关系
液体比热25℃
蒸汽比热25℃
汽化潜热40.4℃
生成热气态25℃
临界压力
临界温度
d204
d04
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
760mmHg
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg
Kcal/mol
atm
℃
115.04
1.105
1.135
-90.6
40.4
沸点℃
-75
-56.9
-47.8
-37.7
-26.2
-18.9
-9
+6.2
23.7
41.9
0.364
0.211
56.8
-89
45.7
211
(5)一甲基三氯硅烷CH3SiCl3(17)
名称
单位
数据
分子量
比重
熔点
沸点
沸点与蒸汽的关系
液体比热25℃
蒸汽比热25℃
汽化潜热40.4℃
生成热气态25℃
临界压力
临界温度
d204
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
760mmHg
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg
Kcal/mol
atm
℃
149.48
1.2715
66.1
-77.8
沸点,℃
-60.8
-40.7
-30.7
-19.3
-7.0
+1.0
12.1
28.1
47.0
66.4
0.304
0.197
47
-127.5
41.1
24.9
(6)二甲基二氯硅烷(CH3)2SiCl2(17)
名称
单位
数据
分子量
比重
熔点
沸点
沸点与蒸汽的关系
液体比热25℃
蒸汽比热25℃
汽化潜热40.4℃
生成热气态25℃
临界压力
临界温度
d204
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
760mmHg
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg
Kcal/mol
atm
℃
129.06
1.0663
-76.1
70.2
沸点,℃
-53.5
-33.8
-23.8
-12.7
-0.4
+7.4
17.4
33.9
51.9
70.3
0.41
0.236
55
-108.9
39.1
253
(7)三甲基一氯硅烷(CH3)3SiCl
名称
单位
数据
分子量
比重
折光率
熔点
沸点
沸点与蒸汽的关系
液体比热25℃
蒸汽比热25℃
汽化潜热40.4℃
生成热气态25℃
临界压力
临界温度
D19-254
n20D
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
760mmHg
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg·℃
Kcal/Kg
Kcal/mol
atm
℃
108.65
0.8536
1.3884
-57.7
57.6
沸点,℃
-62.8
-43.6
-34.0
-23.2
-11.4
-4.0
+5.0
21.9
39.4
57.9
0.56
0.288
63
-90.3
36.5
232
(8)四甲基硅烷(CH3)4Si(17)
名称
单位
数据
分子量
比重
折光率
沸点
熔点
沸点与蒸汽的关系
生成热气态25℃
临界压力
临界温度
d204
n20D
℃
℃
蒸汽压mmHg
1mmHg
5mmHg
10mmHg
20mmHg
40mmHg
60mmHg
100mmHg
200mmHg
400mmHg
760mmHg
Kcal/mol
atm
℃
88.23
0.6480
1.3591
26~27
-102.1
沸点,℃
-83.8
-66.7
-58
-48.3
-37.4
-30.3
-20.9
-6.5
+10
27
-71.7
33
185
(9)几个甲基氯硅烷的主要物性参数(50)
沸点,±0.5℃
比重
d204
折光指数
n20D
氯含量
色谱分析数据,%
实测(mmHg),760mmHg
实测,计算
主要
化合物
杂质和含量
(CH3)2HSiCl
CH3HSiCl2
(CH3)3SiCl
CH3SiCl
(CH3)2SiCl2
35.9(765)35.7
41.3(764)41.2
57.6(759)57.7
66.4(768)66.1
70.2(761)70.2
0.8625
1.1069
0.8590
1.2761
1.0666
1.3822
1.3992
1.3890
1.4123
1.4003
37.637.47
61.561.64
32.732.63
71.171.15
55.154.94
99.52
99.60
99.76
99.80
99.50
CH3HSiCl2,0.48
(CH3)2HSiCl,0.40
SiCl40.17
(CH3)2HSiCl0.07
(CH3Si)2Q微量
(CH3)3SiQ0.20
CH3SiCl30.43
(CH3)3SiCl0.07
3、纯氯硅烷沸点的计算:
(8)
可按以下方程式计算,具有足够的准确度:
t沸点=230.14(∑tN)1/3-543
式中∑tN-组成分子的单个原子和原子基团的沸点值之和.TN值如下表.
原
子
原子基团
基
团
原子基团
-Si-Cl,Si(Cl)2
-Si-Cl3
SiCl4
R3SiCl
R-Si-
R2-Si-
R3-Si-
R4Si
Si
H
Cl
4.204.20
0.60
5.054.17
4.20
0.60
3.59
4.20
0.60
3.39
4.20
0.60
4.51
CH3
C2H5
C3H7
C6H5
3.45
6.83
9.47
18.87
3.17
6.17
8.97
18.76
3.02
5.91
8.33
18.4
2.74
5.89
7.85
17.73
如果常压沸点是已知的话,那么该物质在一定压力的沸点可按下面所示的诺模图进行计算,其精度在±5%范围内.
4、氯硅烷蒸汽密度的计算(8)
按以下方程式计算:
dn=M/22.4·P/760·273/T
式中:
dn——蒸汽密度(Kg/m3)
M——分子量
P——操作压力(mmHg)
T——操作温度(0K)
5、氯硅烷折光指数的计算(8)
按以下方程式计算:
n20D=1±(0.3218dL0.38·Tb0.12)/N0.06
式中:
dL——20℃时液体密度(g/cm3)
Tb——760mmHg柱下的沸点(0K)
N——分子中原子的数目
按该方程式计算的折光指数高于文献上列表的值,对于原子数小于20的氯硅烷误差约为10%,对于原子数大于或等于20的氯硅烷误差约为7%。
6、氯硅烷表面张力的计算(8)
可按作缔合烃方程式计算(精确度≤10%)
α=2.12(TKP-T)(dL·dn/M)0.667
式中:
TKP——临界温度(0K)
T——给定温度(0K)
dl·dn——液体和蒸汽的密度(g/cm3)
M——分子量
表面张力α(达因/厘米)与温度t(℃)的关系用下式确定:
αt=α0—βt
式中:
α0在℃时的表面张力(dn/cm)
β温度系数(dn/cm·℃)如下:
氯硅烷甲基三氯硅烷二甲基二氯硅烷三甲基氯硅烷四氯化硅
β值0.11090.10660.10130.1106
三氯硅烷甲基二氯硅烷苯基三氯硅烷二苯基二氯硅烷
0.12140.13660.09700.0962
7、氯硅烷的表面张力和粘度(8)
化合物
表面张力dn/cm
液体粘度Cs
蒸汽粘度,
μP(沸点)
20℃
tkum
20℃
tkum
四氯化硅
三氯硅烷
苯基三氯硅烷
二苯基二氯硅烷
甲基苯基二氯硅烷
甲基乙烯基二氯硅烷
乙基苯基二氯硅烷
甲基二氯硅烷
三甲基氯硅烷
二甲基二氯硅烷
甲基三氯硅烷
乙基二氯硅烷
二乙基氯硅烷
乙基三氯硅烷
二乙基二氯硅烷
三乙基氯硅烷
16.31,18.9
18.317.45
27.21
34.35
-
-
-
19.718.7
19.717.58
19.720.16
19.720.24
21.721.5
22.3
23.7
29.3
-
-
17.0
8.4
10.6
-
-
-
14.6
12.7,15.92
11.0
11.5
15.0
-
16.1
21.5
-
-
0.25
-
5.17
1.35
0.50
1.48
0.38
0.50
0.50
0.45
0.550.49
0.48
0.53
0.74
-
-
0.23
0.39
0.23
0.32
-
0.30
0.35
0.42
0.38
0.36
0.36
-
0.35
0.33
-
115.5
104.4
115.0
110.2
105.6
96.1
106.0
96.2
84.6
96.5
104.6
96.7
87.0
104.3
96.9
87.0
8、氯硅烷蒸汽粘度计算(8)
按以下方程式计算:
μn=1.286×10-4M1/2P213kp(T/TKP)
式中:
μn——蒸汽粘度
M——分子量
PKP——临界压力(kg/cm2)
TKP——临界温度(0K)T——蒸汽或气体温度(0K)
9、氯硅烷饱和蒸汽压与湿度的关系
(1)甲基氯硅烷的饱和蒸汽压计算式:
logP=A-B(t+C)或logP=E-D/T
式中:
P——饱和蒸汽(mmHg)A、B、C、D、E——常数t——温度,(℃)T——温度(0K)
常数A、B、C、D、E值及适用范围见下表。
分子式
A
B
C
适用压范围(mmHg)
D
E
适用压范围(mmHg)
SiHCl3
CH3SiHCl2
SiCl4
(CH3)3SiCl
CH3SiCl3
(CH3)2SiCl2
7.09119
7.04842
6.97287
6.9505
6.87213
7.14353
1170
1179
1200
1191
1167
1328
246
242
236
235
226
241
760-20
760-20
760-20
760-20
760-20
760-2
1485.70
1484.94
1605.44
1576.09
1638.27
1648.07
7.7612
7.6068
7.7463
7.647
7.7158
7.6818
760-1
760-3
760-3
760-10
760-1
760-10
(2)某些氯硅烷饱和蒸汽压力与温度的关系:
(5)
化合物
lgP(mmHg)
四氯化硅
三氯化硅
甲基二氯硅烷
三甲基氯硅烷
二甲基二氯硅烷
甲基二氯硅烷
乙基二氯硅烷
三乙基氯硅烷
二乙基二氯硅烷
乙基三氯硅烷
乙烯基三氯硅烷
甲基乙烯基二氯硅烷
苯基三氯硅烷
二苯基二氯硅烷
甲基苯基二氯硅烷
二甲基苯基氯硅烷
甲基二苯基氯硅烷
甲基氯苯基二氯硅烷
甲基二氯苯基二氯硅烷
7.7463-1605.44/T
7.7612-1485.70/T
7.6068-1485.70/T
7.6470-1576.09/T
7.6818-1648.07/T
7.7158-1638.27/T
7.61426-1644/(t+276)
7.25390-1662.9/(t+234)
7.42603-1636.2/(t+229.5)
7.56820-1564.8/(t+234.6)
7.32234-1513/(t+250)
7.715-1767.4/(t+273)
7.40343-1949.2/(t+230.2)
7.76387-2555.5/(t+229.5)
7.39465-1966/(t+230.1)
7.47819-1949.4/(t+230.9)
7.72216-2459.2/(t+218.1)
9.036-3620/(t+345)
6.040-1228/(t+117)
(3)某些氯硅烷二元系统计算蒸汽压(饱和)的A,B,C常数(20)
CH3SiHCl2 SiCl4CH3SiCl3 SiCl4
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ
X1
A
B
C
X1
A
B
C
0.000
0.060
0.200
0.495
0.690
0.895
7.4042
7.5487
8.6719
9.7062
8.3908
6.4484
1442.8
1572.95
2369.5
3204.5
2103.5
887.76
0.100
0.300
0.600
0.900
1.000
7.0783
13.0808
9.2407
7.8405
8.6655
1274.9
7291.1
2877.7
1744.6
2380.6
245.4
656.10
391.27
293.2
345.16
CH3SiCl3 (CH3)3SiClCH3SiHCl2 (CH3)3SiCl
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ
X1
A
B
C
X1
A
B
C
0.150
0.532
0.850
8.2392
9.775
8.5799
2057.4
3371.9
2324.9
324.5
428.2
343.17
1.000
0.900
0.500
0.216
0.100
0.00
19.6410
4.1838
8.9130
8.4039
6.7000
6.2424
18222.2
116.03
2390.0
3153.5
1036.2
829.4
1046.2
46.72
347.7
336.1
215.0
188.6
10、氯硅烷热容(cp)、导热系数(f)、蒸发热(ΔH)、生成热(ΔH0)(8)
化合物
Cpcal/mol·℃25℃
f·104
cal/cm·s·℃
ΔH
Kcal/mol
ΔH0
Kcal/mol
四氯化硅
三氯化硅
二甲基氯硅烷
甲基二氯硅烷
三甲基氯硅烷
甲基三氯硅烷
二甲基二氯硅烷
乙基二氯硅烷
三乙基氯硅烷
乙基三氯硅烷
二乙基二氯硅谷烷
乙烯基三氯硅烷
苯基三氯硅烷
二苯基二氯硅烷
34.74
-
-
33.2835.52
45.2430.98
39.1940.81
41.5842.98
40.040.4063.41
42.5143.13
51.3251.57
41.84
52.760.3
67.81
-
-
-
2.9
2.8
3.4
3.1
2.9
-
3.0
3.2
-
2.7
2.7
7.0
6.35
5.9
6.86.5
7.07.05
7.47.3
7.5
7.67.48
9.0
7.79.2
10.09.4
8.13
1010.78
14.014.2
-153.7-153.0
-113
-124.8
-99-101
-84.6-91.9
-139.8-139
-110.9-108.4
-96.0
-82.0
-134-124.5
-108
-
-96.5
-52.2
11、氯硅烷的热容计算(8)
可用经验方程式计算
Cp=b/W2.3(cal/g·℃)
式中:
b--适用于同系(化合物)的系数
w--系数
w--系数由以下方程式定:
w=0.1745-0.0838Ty
式中:
Ty给定温度
b由下式定:
对于非缔合物的液体
b=2.5×10-3(0.82-dkp)
对于缔合液体
b=17.5×10-3(0.377-dkp)
式中:
dkp,临界温度(g/cm3)
对于Ty<0.65和P<10Kg/cm2时,方程是适用的.
12、氯硅烷的导热系数计算(8)
按以下方程式计算:
λ=3.59×10-3CpdN(dW/M)1/3
式中:
λ--导热系数(cal/cm·s·℃)
Cp--热容(cal/g·℃)
dW--液体密度(g/cm3)
M--分子量
由此计算准确度±20%
13、氯硅烷汽化热计算(8)
按K-K方程式计算:
dP/dT=ΔHI/THΔV
式中:
P--蒸汽压(Kg/cm2)
TH--饱和温度(0K)
ΔH--汽化热(cal/mol)
I——热功当量,等于41.3Kg/cal
ΔV--饱和蒸汽和液体间的克分子体积差(cm3/mol)
若已知临界值,则
ΔH=[RTm·(P/PKP)]/[T/TKP-1]
14、氯硅烷的临界参数(8)
1)用近似方程确定临界参数
TKP=1.5T
式中:
TKP——临界温度(0K)
T--在790mmHg下的沸点(0K)
误差X2~3%,在个别情况下比较大.
2)用严格法计算临界温度
T/TKP=∑Δt/100
式中:
∑Δt——原子,基团和结构因素的总值
误差为1.5%
3)临界参压力的计算:
PKP=M·104/(∑ΔP)2
式中:
M--分子量
∑ΔP--原子,基团和结构因素总值.
误差为7.5%
4)临界压力,温度,体积三者关系:
PKP=21.8TKP/VKP
式中:
VKP--临界体积(cm3/mol)
5)有关氯硅烷的临界参数
化合物
TKP0K
PKPKg/cm2
VKPcm3/mol
dKPg/cm3
三氯硅烷
四氯化硅
甲基二氯硅烷
甲基三氯硅烷
二甲基二氯硅烷
三甲基氯硅烷
二氯硅烷
三氯硅烷
二乙基二氯硅
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