Диоксид кремния цвет – химические свойства, влияние на организм человека

Диоксид Кремния (Кремнезем): формула, вред и польза, применение в медицине

Читайте нас и будьте здоровы! Пользовательское соглашение о портале обратная связь
  • Врачи
  • Болезни
    • Кишечные инфекции (5)
    • Инфекционные и паразитарные болезни (27)
    • Инфекции, передающиеся половым путем (6)
    • Вирусные инфекции ЦНС (3)
    • Вирусные поражения кожи (12)
    • Микозы (10)
    • Протозойные болезни (1)
    • Гельминтозы (5)
    • Злокачественные новообразования (9)
    • Доброкачественные новообразования (7)
    • Болезни крови и кроветворных органов (9)
    • Болезни щитовидной железы (6)
    • Болезни эндокринной системы (13)
    • Недостаточности питания (1)
    • Нарушения обмена веществ (1)
    • Психические расстройства (31)
    • Воспалительные болезни ЦНС (3)
    • Болезни нервной системы (19)
    • Двигательные нарушения (5)
    • Болезни глаза (19)
    • Болезни уха (4)
    • Болезни системы кровообращения (10)
    • Болезни сердца (11)
    • Цереброваскулярные болезни (2)
    • Болезни артерий, артериол и капилляров (9)
    • Болезни вен, сосудов и лимф. узлов (8)
    • Болезни органов дыхания (33)
    • Болезни полости рта и челюстей (15)
    • Болезни органов пищеварения (29)
    • Болезни печени (2)
    • Болезни желчного пузыря (8)
    • Болезни кожи (32)
    • Болезни костно-мышечной системы (49)
    • Болезни мочеполовой системы (13)
    • Болезни мужских половых органов (8)
    • Болезни молочной железы (3)
    • Болезни женских половых органов (27)
    • Беременность и роды (5)
    • Болезни плода и новорожденного (3)
  • Симптомы
    • Амнезия (потеря памяти)
    • Анальный зуд
    • Апатия
    • Афазия
    • Афония
    • Ацетон в моче
    • Бели (выделения из влагалища)
    • Белый налет на языке
    • Боль в глазах
    • Боль в колене
    • Боль в левом подреберье
    • Боль в области копчика
    • Боль при половом акте
    • Вздутие живота
    • Волдыри
    • Воспаленные гланды
    • Выделения из молочных желез
    • Выделения с запахом рыбы
    • Вялость
    • Галлюцинации
    • Гнойники на коже (Пустула)
    • Головокружение
    • Горечь во рту
    • Депигментация кожи
    • Дизартрия
    • Диспепсия (Несварение)
    • Дисплазия
    • Дисфагия (Нарушение глотания)
    • Дисфония
    • Дисфория
    • Жажда
    • Жар
    • Желтая кожа
    • Желтые выделения у женщин
    • ...
    • ПОЛНЫЙ СПИСОК СИМПТОМОВ>
  • Лекарства
    • Антибиотики (211)
    • Антисептики (123)
    • Биологически активные добавки (210)
    • Витамины (192)
    • Гинекологические (183)
    • Гормональные (155)
    • Дерматологические (258)
    • Диабетические (46)
    • Для глаз (124)
    • Для крови (77)
    • Для нервной системы (385)
    • Для печени (69)
    • Для повышения потенции (24)
    • Для полости рта (68)
    • Для похудения (40)
    • Для суставов (161)
    • Для ушей (15)
    • Другие (306)
    • Желудочно-кишечные (314)
    • Кардиологические (149)
    • Контрацептивы (48)
    • Мочегонные (32)
    • Обезболивающие (280)
    • От аллергии (102)
    • От кашля (137)
    • От насморка (91)
    • Повышение иммунитета (123)
    • Противовирусные (113)
    • Противогрибковые (126)
    • Противомикробные (145)
    • Противоопухолевые (65)
    • Противопаразитарные (49)
    • Противопростудные (90)
    • Сердечно-сосудистые (351)
    • Урологические (89)
    • ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
  • Справочник
    • Аллергология (4)
    • Анализы и диагностика (6)
    • Беременность (25)
    • Витамины (15)
    • Вредные привычки (4)
    • Геронтология (Старение) (4)
    • Дерматология (3)
    • Дети (15)
    • Другие статьи (22)
    • Женское здоровье (4)
    • Инфекция (1)
    • Контрацепция (11)
    • Косметология (23)
    • Народная медицина (17)
    • Обзоры заболеваний (27)
    • Обзоры лекарств (34)
    • Ортопедия и травматология (4)
    • Питание (103)
    • Пластическая хирургия (8)
    • Процедуры и операции (23)
    • Психология (10)
    • Роды и послеродовый период (35)
    • Сексология (9)
    • Стоматология (9)
    • Травы и продукты (13)
    • Трихология (7)
  • Словарь терминов
    • [А] Абазия .. Ацидоз (109)
    • [Б] Базофилы .. Булимия (9)
    • [В] Вазектомия .. Выкидыш (13)
    • [Г] Галлюциногены .. Грязи лечебные (48)
    • [Д] Дарсонвализация .. Дофамин (7)
    • [Е] Еюноскопия

medside.ru

Диоксид кремния — получение, применение, вред

Диоксид кремния (silica, Silicon dioxide, кремнезем) - вещество, состоящее из бесцветных кристаллов, обладающих высокой прочностью, твердостью и тугоплавкостью. Диоксид кремния устойчив к воздействию кислот и не взаимодействует с водой. При повышении температуры реакции вещество взаимодействует со щелочами, растворяется в плавиковой кислоте, является прекрасным диэлектриком.

В природе диоксид кремния распространен довольно широко: кристаллический оксид кремния представлен такими минералами как яшма, агат (мелкокристаллические соединения двуокиси кремния), горный хрусталь (крупные кристаллы вещества), кварц (свободная двуокись кремния), халцедон, аметист, морион, топаз (окрашенные кристаллы диоксида кремния).

В обычных условиях (при естественной температуре окружающей среды и давлении) существуют три кристаллических модификации диоксида кремния - тридимит, кварц и кристобалит. При повышении температуры диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем - в стишовит (минерал, обнаруженный в 1962 году в метеоритном кратере). Согласно исследованиям, именно стишовит - производное вещество диоксида кремния - выстилает значительную часть мантии Земли.

Химическая формула вещества - SiO2

Получение диоксида кремния

Диоксид кремния промышленным способом получается на кварцевых заводах, производящих чистый кварцевый концентрат, который затем используется в химической и электронной промышленности, в производстве оптики, наполнителей для резиновых и лакокрасочных изделий, изготовлении ювелирных украшений и т.д. Природный диоксид кремния, иначе называемый кремнеземом, широко применяется в строительстве (бетон, песок, звуко- и теплоизолирующие материалы).

Получение диоксида кремния синтетическим способом осуществляется с помощью воздействия кислот на силикат натрия, в некоторых случаях - на иные растворимые силикаты или методом коагуляции коллоидного кремнезема под воздействием ионов. Кроме того, диоксид кремния получают путем окисления кремния кислородом при температуре около 500 градусов Цельсия.

Применение диоксида кремния

Кремнийсодержащие материалы нашли широкое применение как в области высоких технологий, так и в повседневной жизни. Диоксид кремния используется в производстве стекла, керамики, изделий из бетона, абразивных материалов, а также в радиотехнике, ультразвуковых установках, зажигалках и т.д. В сочетании с рядом ингредиентов диоксид кремния применяется в изготовлении волоконно-оптических кабелей.

Непористый аморфный диоксид кремния используется также в пищевой промышленности в качестве добавки, зарегистрированной под номером Е551, препятствующей комкованию и слеживанию основного продукта. Диоксид кремния пищевой используется в фармацевтической промышленности в качестве лекарственного препарата-энтеросорбента, в производстве зубных паст. Вещество встречается в составе чипсов, сухариков, кукурузных палочек, растворимого кофе и т.д.

Вред диоксида кремния

Официально подтверждено, что вещество диоксида кремния проходит через желудочно-кишечный тракт неизменным, после чего полностью выводится из организма. Согласно 15-летним исследованиям французских специалистов употребление питьевой воды с высоким содержанием пищевого диоксида кремния снижает риски развития болезни Альцгеймера на 10%.

Таким образом, информация о вреде диоксида кремния, являющегося химически инертным веществом, ложна: пищевая добавка Е551, употребляемая внутрь пероральным путем, полностью безопасна для здоровья.

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.

Знаете ли вы, что:

В четырех дольках темного шоколада содержится порядка двухсот калорий. Так что если не хотите поправиться, лучше не есть больше двух долек в сутки.

Каждый человек имеет не только уникальные отпечатки пальцев, но и языка.

Согласно мнению многих ученых, витаминные комплексы практически бесполезны для человека.

Когда влюбленные целуются, каждый из них теряет 6,4 ккалорий в минуту, но при этом они обмениваются почти 300 видами различных бактерий.

В нашем кишечнике рождаются, живут и умирают миллионы бактерий. Их можно увидеть только при сильном увеличении, но, если бы они собрались вместе, то поместились бы в обычной кофейной чашке.

Даже если сердце человека не бьется, то он все равно может жить в течение долгого промежутка времени, что и продемонстрировал нам норвежский рыбак Ян Ревсдал. Его "мотор" остановился на 4 часа после того как рыбак заблудился и заснул в снегу.

Упав с осла, вы с большей вероятностью свернете себе шею, чем упав с лошади. Только не пытайтесь опровергнуть это утверждение.

У 5% пациентов антидепрессант Кломипрамин вызывает оргазм.

Люди, которые привыкли регулярно завтракать, гораздо реже страдают ожирением.

Человек, принимающий антидепрессанты, в большинстве случаев снова будет страдать депрессией. Если же человек справился с подавленностью своими силами, он имеет все шансы навсегда забыть про это состояние.

Большинство женщин способно получать больше удовольствия от созерцания своего красивого тела в зеркале, чем от секса. Так что, женщины, стремитесь к стройности.

Средняя продолжительность жизни левшей меньше, чем правшей.

74-летний житель Австралии Джеймс Харрисон становился донором крови около 1000 раз. У него редкая группа крови, антитела которой помогают выжить новорожденным с тяжелой формой анемии. Таким образом, австралиец спас около двух миллионов детей.

При регулярном посещении солярия шанс заболеть раком кожи увеличивается на 60%.

Человеческие кости крепче бетона в четыре раза.

www.neboleem.net

Диоксид кремния - свойства, вред

Диоксид кремния, известный как пищевая добавка под номером Е551, имеет вид кристаллического вещества, не обладающего цветом. Это соединение имеет высокую степень прочности и твердости. Диоксид проявляет устойчивость к влиянию кислот, а также не вступает в реакцию с водой.

В природе соединение можно встретить в виде кварца, обычный песок состоит из мельчайших кварцевых зерен. Диоксид в данной форме применяется в таких областях и технологиях, где не стоит условие касательно высокой степени чистоты материала. Оксид кремния в виде кристаллов представлен яшмой, горным хрусталем, агатом, морионом, аметистом, халцедоном, топазом. На дне океанов образуется аморфный диоксид кремния из погибших водорослей и инфузорий.

Синтетическое вещество получают через окисление кремния при температуре около 500 градусов по Цельсию в атмосфере кислорода.

Пищевая добавка Е551 известна также под названиями аэросил, аморфный диоксид кремния, кремнезем, белая сажа, тонкодисперсный диоксид.

Диоксид кремния: применение

Пищевой диоксид кремния благодаря своим свойствам нашел широкое распространение как эмульгатор и вещество, препятствующее слеживанию и комкованию. Эту добавку можно встретить в таких группах продуктов:

  • кисломолочная продукция, чаще всего – в сырах;
  • приправы, специи, сушеные пряности;
  • кондитерские изделия, сладости;
  • продукты питания в виде порошка, например, соль, сахар, мука;
  • разнообразные снеки, чипсы, орешки в различных глазурях, закуски к пиву, сухарики;
  • алкогольные напитки.

Свое применение диоксид кремния нашел при производстве зубных паст, энтеросорбентов, некоторых видов лекарств.

Соединение используется во время производства керамики, стекла, абразивов, изделий из бетона, в качестве наполнителя в процессе производства резин, для получения кремния, во время производства кремнеземистых огнеупоров, в сфере хроматографии и др. Благодаря пьезоэлектрическим свойствам, которыми обладают кристаллы вещества, применение диоксид кремния нашел в ультразвуковых установках, а также радиотехнике.

Пленки диоксида, которые были получены искусственным путем, применяются как изолятор во время производства микросхем и иных электронных компонентов. Диоксид в чистом плавленом виде в сочетании с разными специальными ингредиентами применяется с целью производства волоконно-оптических кабелей.

Диоксид кремния: вред

Пищевой диоксид кремния, известный в качестве добавки под номером Е551, причисляется к группе химических соединений, которые разрешены к использованию в производственных процессах продуктов питания. Но согласно предостережениям ряда специалистов, существует и вред диоксида кремния для организма человека, который проявляется в случае взаимодействия с соединением.

Однако стоит отметить, что вред диоксид кремния может нанести в случае пренебрежения мерам предосторожности во время работы с веществом в чистом виде. Например, пыль, которая образуется в процессе взаимодействия диоксида с иными химическими реагентами, может вызывать серьезные раздражения легких и бронхов человека.

В случае употребления соединения внутрь, в неизменном состоянии оно проходит через желудочно-кишечный тракт, а после естественным образом покидает организм. Также заметим, что во Франции в течение пятнадцати лет проходили исследования касательно данной добавки, которые показали, что в случае употребления воды с высоким уровнем содержания диоксида сокращается риск развития болезни Альцгеймера на целых 11%.

vesvnorme.net

Диоксид кремния | Info-Farm.RU

Диоксид кремния, кремний (II) оксид (кремнезем, SiO 2) (рус. Диоксид кремния, кремнезем, англ. Silica, нем. Siliziumdioxid n) — соединение ковалентной природы.

Общее описание

Самый известный минерал — кварц, имеет вид бесцветных кристаллов с t пл 1713-1728 ° C и высокой твердостью и прочностью. При высоких температурах диоксид кремния существует в молекулярном виде. Молекула SiO 2 имеет линейную форму, длины связей Si-O 1.495 Å. Есть надзичайно реакционные, поэтому зафиксирована только спектроскопически. Впрочем, методами матричной изоляции зафиксировано димер (SiO 2)2 и триммер (SiO2) 3, имеют, соответственно, симметрии D 2h и D 3h.

Кремнезем — один из важнейших и самых распространенных минералов кремния. Формула: SiO 2. В природе бывает в виде кварца, горного хрусталя и тому подобное. Кроме того под термином кремнезем часто понимают любую полиморфную модификацию диоксида кремния.

Диоксид кремния встречается в природе главным образом в виде минерала кварца. Это очень твердое вещество с температурой плавления 1728 ° С. Большие прозрачные и бесцветные кристаллы природного кварца называют горным хрусталем. Кварц входит в состав многих горных пород, например гранита, гнейса и тому подобное. Обычный песок состоит из мелких кристаллитов кремнезема. Песок, состоящий из чистого кварцевого стекла, называется кварцевым и используется в промышленности, в частности, для получения металлического кремния. В чистом виде песок имеет белый цвет, но в основном он бывает окрашен примесями соединений железа в желтоватый цвет.

Иногда диоксид кремния встречается в природе в аморфном состоянии. Такое вещество называют трепелом или инфузорная землей. Местами трепел образует значительные залежи, которые возникли с остатков некоторых водорослей, в состав которых входит диоксид кремния.

В химическом отношении диоксид кремния является кислотным оксидом — ангидридом кремниевой кислоты H 2 SiO 3. Однако с водой SiO 2 непосредственно не взаимодействует, поэтому силикатный кислоту можно получить только посредственным путем. Кислоты на SiO 2 тоже не действуют, за исключением фторидной кислоты, которая очень энергично реагирует с ним:

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

С основными оксидами и твердыми щелочами при высокой температуре SiO 2 образует соли, которые называют силикатами, например:

SiO 2 + CaO = CaSiO 3

Способен восстанавливаться до моноксида кремния при взаимодействии с углем или чистым кремнием:

SiO 2 + C = SiO + CO

Использование

Диоксид кремния является естественным изолятором в кремниевой микроэлектронике. Тонкая пленка диоксида кремния образуется на поверхности полупроводника при контакте с воздухом и создает необходимые для транзисторов диэлектрические слои. Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующая слеживанию и комкованию, парафармацевтици (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесен в большинстве Фармакопей), а также диетической добавки или лекарственного препарата как энтеросорбента.

Видео по теме

info-farm.ru

Двуокись кремния - это... Что такое Двуокись кремния?

Кварц

Кварцевое стекло

Диокси́д кре́мния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью.

Свойства

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространенная из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии

При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

Химические свойства

Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:

SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O,

и газообразным фтороводородом HF:

SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.

Эти две реакции широко используют для травления стекла.

При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же).

Например, может быть получен ортосиликат натрия:

SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O,

метасиликат кальция:

SiO2 + СаО → СаО·SiO2,

или смешанный силикат кальция и натрия:

Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2↑.

Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.

Следует отметить, что большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют растворимым стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

Главным структурным элементом как твердого диоксида кремния, так и всех силикатов выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

Получение

Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400—500°C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2.

В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:

Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa+H2SiO3,

кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

Применение

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87% массы литосферы.

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Пористые кремнезёмы

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Диоксид кремния - свойства и применение

Оксид кремния – вещество, имеющее в составе молекулы один атом кремния и два атома кислорода, именно поэтому его иногда называют диоксидом. В природе огромное количество металлов и неметаллов находятся в форме оксидов, которые способны образовывать почти все элементы периодической таблицы. Кремний – элемент подгруппы углерода, он входит в состав всех органических веществ. Кремний имеет с ним много общего, некоторые учёные даже предполагали возможность органической кремниевой жизни (вместо углеродной). Также этот микроэлемент необходим организму и получается только извне, из его диоксида состоит большая часть земной коры, в частности мы его можем наблюдать на пляже. Песок – это одна из его модификаций. Всего таковых существует три: кварц, тридимит, кристобалит. Это всё одно и то же вещество по составу, разница только в схеме расположения молекул относительно друг друга. Диоксид кремния получают действием кислот на силикат натрия или на другие силикаты, из коллоидного кремнезёма действием кислот или щелочей, замораживанием, гидролизом хлоридов и фторидов кремния, прокаливанием рисовой шелухи, из плавленого кварцевого песка. И многими, многими другими способами.

Диоксид кремния применяется как пищевая добавка Е551.

Свойства диоксида кремния

Оксид кремния представляет собой бесцветные кристаллы с очень высокой твёрдостью и прочностью. Он проявляет кислотные свойства, то есть может реагировать при нагревании с щелочами и щелочными основаниями с образованием солей. При сильном нагревании плавится с образованием стекла. Поскольку оксид кремния является одним из лучших диэлектриков (не проводит электричества), его давно применяют в микропроцессорах электронных приборов. Силиконовая долина в Калифорнии в буквальном переводе – это Кремниевая долина, просто в США этот элемент называют на латинский манер – силициум. Кремний же образует так называемое кварцевое стекло. Диоксид кремния не растворим в воде и кислотах (кроме плавиковой). Он же – главная составляющая земной коры.

Применение диоксида кремния

В основном оксид кремния применяется в производстве стекла, керамики, бетона, в радиотехнике, хроматографии, в изготовлении оптоволокна, оптическом приборостроении, в ювелирном деле (для полировки). Применяется он и в пищевой промышленности: препятствует слеживанию и комкованию веществ, как эмульгатор. Применяется в зубных пастах в качестве абразивного отбеливателя, является вспомогательным веществом во многих лекарственных средствах. Кроме того пищевой диоксид кремния (это одна из природных модификаций кремния оксида – аморфный непористый диоксид) является сорбентом на подобии актированного угля. Этим объясняется интерес к нему тех, кто хочет похудеть или очистить организм от шлаков и токсинов. Чаще всего пищевой диоксид кремния применение находит в таких продуктах, как приправы, пищевые порошки (соль, сахар, мука), сыры, сладости, чипсы и сухарики, алкоголь.

Предосторожности при применении

Оксид кремния выводится через кишечник без изменения, унося с собой токсины и шлаки, которые он сорбирует в кишечнике. Многочисленные исследования французских учёных показали, что принимаемая внутрь добавка диоксида кремния вреда для организма не представляет. Как и другие сорбенты, кремния оксид стоит принимать не менее чем за час до еды и не ранее чем через 4 часа после.

Вред диоксида кремния состоит в другом: при длительном вдыхании кварцевой пыли могут возникать тяжелые поражения легких (силикоз), заболевания желудочно-кишечного тракта. Но это грозит только людям, работающим на предприятиях, где применяется оксид кремния.

selderey.net

Диоксид кремния Википедия

Запрос «Оксид кремния» перенаправляется сюда; о низшем оксиде кремния см. Моноксид кремния.

Диоксид кремния (кремнезём, SiO2; лат. silica) — оксид кремния (IV). Бесцветные кристаллы с температурой плавления +1713…+1728 °C, обладающие высокой твёрдостью и прочностью.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87 % массы литосферы. В крови и плазме человека концентрация кремнезёма составляет 0,001 % по массе[2].

Свойства

Полиморфизм

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространённая из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии. При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше +573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях.

В природе также встречаются формы — опал, халцедон, кварцин, лютецит, аутигенный кварц, которые относятся к группе кремнезёма. Опал (SiO2*nH2O) в шлифе бесцветен, изотропен, имеет отрицательный рельеф, отлагается в морских водоемах, входит в состав многих кремнистых пород. Халцедон, кварцин, лютецит — SiO2 — представляют собой скрытокристаллические разновидности кварца. Образуют волокнистые агрегаты, розетки, сферолиты, бесцветные, голубоватые, желтоватые. Отличаются между собой некоторыми свойствами — у халцедона и кварцина — прямое погасание, у лютецита — косое, у халцедона — отрицательное удлинение.

При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит (который в 1953 году был синтезирован американским химиком Лорингом Коэсом), а затем - в стишовит (который в 1961 году был синтезирован С. М. Стишовым, а в 1962 году был обнаружен в метеоритном кратере)[источник не указан 2921 день]. Согласно некоторым исследованиям, стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том, какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

Химические свойства

Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

Химически стоек к действию кислот, но реагирует с газообразным фтороводородом:

SiO2+4HF→SiF4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+4HF\rightarrow SiF_{4}+2H_{2}O}}}

и плавиковой кислотой:

SiO2+6HF→h3[SiF6]+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+6HF\rightarrow H_{2}[SiF_{6}]+2H_{2}O}}}

Эти две реакции широко используют для плавления стекла.

При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идёт об одном и том же веществе).

Например, может быть получен ортосиликат натрия:

SiO2+4NaOH→Na4SiO4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+4NaOH\rightarrow Na_{4}SiO_{4}+2H_{2}O}}}

метасиликат кальция:

SiO2+CaO→CaSiO3{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+CaO\rightarrow CaSiO_{3}}}}

или смешанный силикат кальция и натрия:

Na2CO3+CaCO3+6SiO2→Na2CaSi6O14+2CO2{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+CaCO_{3}+6SiO_{2}\rightarrow Na_{2}CaSi_{6}O_{14}+2CO_{2}}}}

Из силиката Na2CaSi6O14 (Na2O·CaO·6SiO2) изготовляют оконное стекло.

Большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют жидким стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

Главным структурным элементом как твёрдого диоксида кремния, так и всех силикатов, выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырёх атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединён с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

Получение

Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры +400…+500 °C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2. А также термическим оксидированием при больших температурах.

В лабораторных условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот, даже слабой уксусной, на растворимые силикаты. Например:

Na2SiO3+2Ch4COOH→2Ch4COONa+h3SiO3↓{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2CH_{3}COOH\rightarrow 2CH_{3}COONa+H_{2}SiO_{3}\downarrow }}}

кремниевая кислота сразу распадается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

Применение

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, в парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство фармакопей), для стабилизации суспензий и линиментов, в качестве загустителя мазевых основ, наполнителя таблеток и суппозиториев. Он входит в состав композиции пломбировочных материалов, снижает гигроскопичность сухих экстрактов, замедляет выход БАВ из различных лекарственных форм; в качестве пищевых добавок и сорбента, а также матриц для создания лекарственных форм с заданными свойствами – так как нет кристаллической структуры (аморфен) – безопасен[3], а также в качестве пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента Полисорб МП с широким спектром применения с учётом высокой удельной поверхности сорбции (в интервале 300-400 м² ) на 1 г основного вещества.

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и другом.
Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Кремнезёмная нить также используется в нагревательных элементах электронных сигарет, так как хорошо впитывает жидкость и не разрушается под нагревом спирали.

Также диоксид кремния нашёл наиболее широкое применение в шинной промышленности, производстве РТИ и пластмасс, химической промышленности, машиностроении, а в ряде конкретных операций:

  • как носитель катализаторов и химических средств защиты растений;
  • в качестве сорбентов и фильтровальных порошков для регенерации нефтепродуктов;
  • как высококачественный флюс в процессах цветной металлургии;
  • как сырьё для производства экологически чистого стекла, стеклотары и хрусталя;
  • как наполнитель в бумагу и картон для получения гигиенически чистых упаковочных материалов для пищевой промышленности;
  • фильтрующие порошки для пива, масел, соков, матирующие добавки в лаки и краски;
  • для получения карбида кремния в машиностроении – керамические двигатели, детали для авиастроительного комплекса;
  • для получения кристаллического кремния в электронной и электротехнической промышленностях, керамические электроизоляторы, стекловолокна, волоконная оптика, супертонкое волокно;
  • для синтеза искусственных цеолитов в нефтехимии — крекинг нефти и прочее.

Крупные прозрачные кристаллы кварца используются в качестве полудрагоценных камней; бесцветные кристаллы называют горным хрусталём, фиолетовые — аметистами, жёлтые — цитрином.

В микроэлектронике диоксид кремния является одним из основных материалов. Его применяют в качестве изолирующего слоя, а также в качестве защитного покрытия. Получают в виде тонких плёнок термическим окислением кремния, химическим осаждением из газовой фазы, магнетронным распылением.

Пористые кремнезёмы

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремниевой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: обычно от 300 м²/г до 700 м²/г .

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха и может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

Токсичность

Хотя и сам диоксид кремния считается нетоксичным, однако его пыль является токсичной и канцерогенной при вдыхании (как и пыль асбеста) . Вдыхание пыли приводит к бронхиту, воспалению лёгких (силикоз) и онкологическим заболеваниям.

Примечания

Литература

  • Кнунянц И. Л. и др. т. 2 Даффа-Меди // Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — 671 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-035-5.
  • И. Е. Неймарк // Силикагель, его получение, свойства и применение. 1973 - Киев - 200 с.

wikiredia.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *