SILICIO OKSIDAS (SIO2): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, GAVIMAS - FIZINIS - 2025

Silicio oksidas yra neorganinis susidariusi kieta medžiaga pagal klijavimui silicio atomo ir dviejų deguonies atomų. Jo cheminė formulė yra SiO ₂ . Šis natūralus junginys dar vadinamas silicio dioksidu arba silicio dioksidu.

SiO ₂ yra gausiausias mineralas žemės plutoje, nes smėlį sudaro silicio dioksidas. Priklausomai nuo struktūros, silicio dioksidas gali būti kristalinis arba amorfinis. Jis netirpsta vandenyje, bet ištirpsta šarmuose ir HF vandenilio fluorido rūgštyje.

Smėlis yra silicio dioksido SiO ₂ šaltinis . ರವಿಮುಂ. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

SiO ₂ taip pat yra tam tikrų augalų, bakterijų ir grybelių struktūroje. Taip pat jūrinių organizmų skeletuose. Be smėlio, taip pat yra ir kitų rūšių akmenų, pagamintų iš silicio dioksido.

Silicis yra plačiai naudojamas, atliekant įvairias funkcijas. Plačiausiai naudojama kaip skysčių, tokių kaip aliejus ir naftos produktai, gėrimų, tokių kaip alus ir vynas, taip pat vaisių sulčių, filtravimo medžiaga.

Bet jis turi daugybę kitų programų. Vienas iš naudingiausių ir svarbiausių yra gaminant bioaktyvius akinius, kurie leidžia gaminti „pastolius“ ten, kur kaulų ląstelės auga ir susidaro kaulų gabalėliai, kurių trūksta dėl nelaimingo atsitikimo ar ligos.

Struktūra

Silicio dioksidas SiO ₂ yra trijų atomų molekulė, kurioje silicio atomas yra sujungtas su dviem kovalentiškai sujungtais deguonies atomais.

SiO ₂ molekulės cheminė struktūra . Grasso Luigi. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Pats kieto silicio dioksido struktūrinis vienetas yra tetraedras, kuriame vieną silicio atomą supa 4 deguonies atomai.

Kieto silicio dioksido struktūrinis vienetas: pilka = silicis, raudona = deguonis. Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Tetraedras jungiasi kartu, dalijantis deguonies atomais iš gretimų jų viršūnių.

Štai kodėl silicio atomas dalijasi kiekvienu iš 4 deguonies atomų per pusę ir tai paaiškina 1 silicio atomo junginio santykį su 2 deguonies atomais (SiO ₂ ).

„Tetrahedra“ dalijasi deguonimis SiO ₂ . Benjah-bmm27. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

SiO ₂ junginiai yra suskirstyti į dvi grupes: kristalinis silicio dioksidas ir amorfinis silicio dioksidas.

Kristaliniai silicio junginiai turi pasikartojančias silicio ir deguonies struktūras.

Kristalinis silicio dioksidas turi pasikartojančius vienetus. Wersję rastrową wykonał użytkownik polskiego projektu wikipedii: Polimerek, Zwektoryzował: Krzysztof Zajączkowski. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Visi silicio dioksido kristalai gali būti laikomi milžiniškomis molekulėmis, kurių kristalų gardelės yra labai stiprios. Tetraedrą galima susieti įvairiais būdais, iššaukiant įvairias kristalines formas.

Amorfiniame silicio diokside struktūros yra pritvirtintos atsitiktine tvarka, nesilaikant apibrėžto taisyklingo modelio tarp molekulių, ir jos turi skirtingą erdvinį ryšį viena su kita.

Amorfiniame silicio diokside jungtys nėra pasikartojančios ar vienodos. Silica.svg: * Silica.jpg: en: User: Jdrewittderivative work: Matt. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

-Silicio oksidas

-Silicio dioksidas

-Silika

-Kvarcas

-Tridimita

-Christobalitas

-Dioksosilanas

Savybės

Fizinė būklė

Nuo bespalvės iki pilkos spalvos kietas.

Gryno SiO ₂ pavyzdys . LHcheM. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Molekulinė masė

60,084 g / mol

Lydymosi temperatūra

1713 ºC

Virimo taškas

2230 ºC

Tankis

2,17–2,32 g / cm ³

Tirpumas

Netirpus vandenyje. Amorfinis silicio dioksidas tirpsta šarmuose, ypač jei jis yra gerai suskaidytas. Tirpsta vandenilio fluorido rūgštyje HF.

Amorfinis silicio dioksidas yra mažiau hidrofilinis, ty mažiau susijęs su vandeniu nei kristalinis.

Cheminės savybės

SiO ₂ arba silicio dioksidas iš esmės yra inertiškas daugumai medžiagų, labai mažai reaguoja.

Rezistai pulti iš chloro Cl ₂ , bromas Br ₂ , vandenilis H ₂ ir dauguma rūgščių kambario temperatūroje arba šiek tiek didesnis. Ji yra sprendžiama fluoru F ₂ , vandenilio fluorido rūgšties HF ir šarmai, pavyzdžiui, natrio karbonatas Na ₂ CO ₃ .

SiO ₂ gali sujungti su metaliniais elementais ir oksidais, kad susidarytų silikatai. Jei silicio dioksidas ištirpsta su šarminių metalų karbonatais maždaug 1300 ° C temperatūroje, gaunami šarminiai silikatai ir išsiskiria CO ₂ .

Jis nėra degus. Jis turi mažą šilumos laidumą.

Buvimas gamtoje

Pagrindinis gamtoje esantis silicio dioksido šaltinis yra smėlis.

SiO ₂ arba silicio dioksidas yra trijų kristalų atmainų: kvarco (stabiliausio), tridimito ir kristobalito. Amorfinės silicio dioksido formos yra agatas, jaspis ir oniksas. Opalas yra amorfinis hidratuotas silicio dioksidas.

Taip pat yra vadinamasis biogeninis silicio dioksidas, ty tas, kurį sukuria gyvieji organizmai. Šio tipo silicio dioksido šaltiniai yra bakterijos, grybeliai, diatomos, jūros kempinės ir augalai.

Blizgiose, kietose bambuko ir šiaudų dalyse yra silicio dioksido, o kai kurių jūros organizmų skeletuose taip pat yra didelis silicio dioksido kiekis; tačiau svarbiausios yra diatominės žemės.

Diatominės žemės yra gedę vienaląsčių organizmų (dumblių) produktai.

Kitos natūralaus silicio dioksido rūšys

Gamtoje taip pat yra šių veislių:

Stikliniai silicio dioksidai, kurie yra vulkaniniai stiklai

- Lechaterielitai, kurie yra natūralūs stiklai, gaunami susiliejus silicio medžiagai, veikiant meteoritams

- Lydytas silicio dioksidas, kuris silicio dioksidu kaitinamas iki skystos fazės ir aušinamas neleidžiant jam kristalizuotis

Gavimas

Silicis iš smėlio gaunamas tiesiogiai iš karjerų.

Smėlio karjeras Kalifornijoje. Ruff tuff kremo pudra. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Diatomitas arba diatomito žemė taip pat gaunami tokiu būdu, naudojant ekskavatorius ir panašią įrangą.

Amorfinis silicio dioksidas yra parengta pradedant iš vandeninių tirpalų šarminio metalo silikato (pavyzdžiui, natrio Na) neutralizuojant rūgšties, pavyzdžiui, sieros rūgšties H ₂ SO ₄ , vandenilio chlorido rūgšties HCl arba anglies dioksido CO ₂ .

Jei galutinis tirpalo pH yra neutralus arba šarminis, gaunamas nusodintas silicio dioksidas. Jei pH yra rūgštus, gaunamas silikagelis.

Sukietėjęs silicio dioksidas gaunamas deginant lakų silicio junginį, paprastai silicio tetrachloridą SiCl ₄ . Nusodintas silicio dioksidas gaunamas iš vandeninio silikatų tirpalo, į kurį pridedama rūgšties.

Koloidinis silicio dioksidas yra stabili amorfinio silicio koloido dalelių dispersija vandeniniame tirpale.

Programos

Įvairiose programose

Silicio dioksidas arba SiO ₂ atlieka labai įvairias funkcijas, pavyzdžiui, jis naudojamas kaip abrazyvinis, absorbuojantis, ribojantis, užpildas, drumstiklis ir skatina kitų medžiagų suspensiją, be daugelio kitų naudojimo būdų.

Jis naudojamas, pavyzdžiui:

-Gaminant stiklą, keramiką, ugniai atsparias medžiagas, abrazyvus ir vandens stiklą

- Aliejų ir naftos produktų spalvos ir gryninimas

- liejimo formose

- Kaip kovos su kietėjimo priemone visų rūšių milteliams

-Kaip putos

- Norėdami filtruoti skysčius, tokius kaip sauso valymo tirpikliai, baseino vanduo, komunalinės ir pramoninės nuotekos

- Gaminant šilumos izoliaciją, ugniai atsparias plytas ir ugniai bei rūgštims atsparias pakavimo medžiagas

- Kaip užpildas gaminant popierius ir kartoną, kad jie būtų atsparesni

- Kaip dažų užpildas, siekiant pagerinti jų tekėjimą ir spalvą

- Medžiagos, naudojamos metalų ir medžio poliravimui, nes jos suteikia abrazyvumo

- Cheminės analizės laboratorijose chromatografijos būdu ir kaip absorbentas

- Kaip insekticidinėse ir agrocheminėse receptūrose esanti priešužkepimo priemonė, padedanti sumalti vaškinius pesticidus ir kaip aktyvaus junginio nešiklis

- kaip katalizatoriaus atrama

- Kaip užpildas sintetinio kaučiuko ir gumos sutvirtinimui

- kaip skysčių nešiklis gyvūnų pašaruose

- Spausdinimo dažuose

- kaip sausiklis ir adsorbentas, silikagelio pavidalu

- Kaip priedas cemente

-Patinka naminis smėlis

- Mikroelektronikos izoliatoriuose

-Dėl termo-optinių jungiklių

Silikagelis. KENPEI. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Maisto pramonėje

Amorfinis silicio dioksidas yra naudojamas įvairiuose maisto produktuose kaip daugiafunkcinis tiesioginis įvairių rūšių maisto ingredientas. Tai neturėtų viršyti 2% gatavo maisto.

Pvz., Jis tarnauja kaip priemonė nuo rūkymo (neleidžianti tam tikriems maisto produktams prilipti), kaip stabilizatorius gaminant alų, kaip anti-nuosėdos, filtruojant vyną, alų, vaisių ar daržovių sultis.

Įranga vynui filtruoti su diatomitu (SiO ₂ ). Fabio Ingrosso. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kai kuriuose maisto produktuose jis veikia kaip skysčio absorberis ir kvapiųjų aliejų mikrokapsulių komponentas.

Be to, amorfinis SiO ₂ specialiu būdu užtepamas ant maisto pakuočių gaminių plastiko paviršiaus ir veikia kaip barjeras.

Farmacijos pramonėje

Jis pridedamas kaip antikepinantis, sutirštinantis, gelinantis ir kaip pagalbinė medžiaga, ty kaip tablečių priemonė įvairiems vaistams ir vitaminams.

Kosmetikos ir asmens priežiūros pramonėje

Jis naudojamas daugelyje produktų: veido pudroje, akių šešėliuose, akių kontūro pieštukuose, lūpų dažuose, skaistaluose, makiažo valikliuose, pudroje, pėdų pudroje, plaukų dažuose ir balikliuose.

Taip pat aliejuose ir vonių druskose, putų voniose, rankų ir kūno kremuose, drėkinamosiose priemonėse, dezodorantuose, veido kremuose ar kaukėse (išskyrus skutimosi kremus), kvepaluose, losjonuose ir valymo kremuose.

Taip pat naktiniuose drėkinamuose kremuose, nagų lakuose ir dažuose, gaivinančiuose losjonuose, plaukų toneriuose, dantų pastoje, plaukų kondicionieriuose, įdegio geliuose ir kremuose.

Terapinis pritaikymas

SiO ₂ yra bioaktyviuose stikluose arba stikliniuose stikluose, kurių pagrindinė savybė yra tai, kad jie gali chemiškai reaguoti su juos supančia biologine aplinka, sudarydami tvirtą ir ilgalaikį ryšį su gyvaisiais audiniais.

Šios rūšies medžiaga yra naudojama kaulų pakaitalams, tokiems kaip veidas, gaminti kaip „pastolius“, ant kurių augs kaulų ląstelės. Jie parodė gerą biologinį suderinamumą tiek su kaulais, tiek su minkštaisiais audiniais.

Šie stiklo pluoštai suteiks galimybę atgauti kaulus nuo žmonių, kurie juos prarado atsitiktinai ar dėl ligos, veido.

Pavojai

Labai smulkios silicio dioksido dalelės gali patekti į orą ir sudaryti nesprogstančias dulkes. Bet šios dulkės gali dirginti odą ir akis. Jo įkvėpimas dirgina kvėpavimo takus.

Be to, įkvėpus silicio dioksido dulkių, daromas ilgalaikis laipsniškas plaučių pažeidimas, vadinamas silikoze.

Nuorodos

1. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Silicio dioksidas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Cotton, F. Albert ir Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pažangi neorganinė chemija. Ketvirtasis leidimas. Johnas Wiley ir sūnūs.
3. Da Silva, MR ir kt. (2017 m.). Žaliosios gavybos būdai. Silikatiniai sorbentai. Kompleksinėje analitinėje chemijoje. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
4. Ylänen, H. (redaktorius). (2018 m.). Bioaktyvūs akiniai: Medžiagos, savybės ir pritaikymas (antrasis leidimas). Elsevier. Atkurta iš knygų.google.co.ve.
5. Windholz, M. et al. (redaktoriai) (1983) „The Merck Index“. Chemikalų, vaistų ir biologinių medžiagų enciklopedija. Dešimtasis leidimas. „Merck & CO., Inc“
6. Mäkinen, J. ir Suni, T. (2015). Storosios plėvelės SOI vafliai. Silicio pagrindu pagamintų MEMS medžiagų ir technologijų vadove (antrasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
7. Sirleto, L. ir kt. (2010). Termooptiniai jungikliai. Silicio nanokristalai. Atgauta iš „sciencedirect.com“.