КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА: СВОЙСТВА, РЕАКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ - ХИМИЯ - 2025

Кремниевая кислота представляет собой гидратированная форму оксида кремния. Это общее название семейства химических соединений, состоящих из кремния и определенного количества молекул водорода и кислорода.

Общая формула этих кислот является _п , и наиболее распространенная форма , в которой она обычно находятся в том , что ортокремневая кислоте H ₄ SiO ₄ .

Рисунок 1: Структура кремниевой кислоты.

Кремниевая кислота является частью семейства различных силикатов. Это означает, что самый крупный оксоанион металла - это силикат, и к нему не присоединен неметаллический атом. Бывают отдельные случаи, когда у них есть один неметаллический атом, но не более одного.

Физические свойства кремниевой кислоты

Кремниевая кислота существует только в двух состояниях: аморфном и кристаллическом. Первый получается путем осаждения, а второй представлен в виде горного хрусталя.

Кремниевая кислота в аморфной форме (SiO ₃ ) белая, безвкусная, нерастворимая в воде и не образует со своими молекулами никакой связной пластичной массы, как это происходит с алюминием.

В кристаллическом состоянии он не растворяется ни в каких оксокислотах. Когда очень разбавленный раствор диоксида кремния обрабатывают серной, азотной или соляной кислотой, кремниевая кислота не осаждается. Вместо этого он растворяется в воде в виде гидрата.

Когда раствор кислоты или кислоты добавляют к раствору силиката, гидрат осаждается в гелеобразной форме, которая при сушке и последующем нагревании с большой энергией становится нерастворимым веществом.

Химические реакции

Кремниевая кислота чрезвычайно слаба и теряет свой первый протон только при достижении pH 10. Известно, что только 3 реакции с этой кислотой происходят при нормальных физиологических условиях жизни.

1. Реакция с самим собой при превышении растворимости с образованием аморфного гидрата кремнезема.
2. Его реакция с гидроксидом алюминия с образованием гидроксида силиката алюминия.
3. Реакция с избытком молибдата с образованием гетерополикислот, таких как силикомолибдат.

Где кремниевая кислота?

После кислорода кремний - самый распространенный элемент в природе, он находится в форме кристаллов. В водной среде он становится неионизирующим, поэтому соли кремния в океане могут подкислять кремний и создавать кремниевую кислоту.

Было установлено, что чистые поступления кремниевой кислоты в Мировой океан составляют 6,1 ± 2,0 терамоля кремния в год (1 терамоль = 1012 моль). Почти 80% этого вклада приходится на реки, средняя глобальная концентрация которых составляет 150 микромолей (концентрация в воде).

В современных морских отложениях чистый выход биогенного кремния (превращение растворенного силиката в твердый скелетный материал) составляет 7,1 ± 1,8 терамоль в год.

Валовая продукция биогенного кремнезема в поверхностных водах составляет 240 ± 40 терамолей кремния в год, а коэффициент сохранности (накопление опалов в отложениях / валовая продукция в поверхностных водах) составляет 3 процента.

Во флоре его можно найти в растении Borago officinalis (Borraje), которое в своем составе имеет до 2,2% кремниевой кислоты.

Ортокремниевая кислота - самая распространенная форма кремниевой кислоты, которую можно найти во многих разных местах. Наибольшие биодоступные источники этой кислоты находятся в воде, будь то морская вода или другие напитки, такие как пиво.

Для получения его в лаборатории следует тот же принцип, что и в океане, его можно получить путем подкисления силиката натрия в водном растворе.

Использует в повседневной жизни

зубная паста

Это абразивный гель, используемый в зубной пасте или в прозрачной части зубной пасты с царапинами, поскольку в сочетании с карбонатом кальция он помогает безопасно удалить зубной налет при чистке зубов.

Он зарегистрирован Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США как безопасное соединение и не обладает известной токсичностью или канцерогенностью.

сиккатив

При сушке в духовке он теряет воду и становится влагопоглотителем (веществом, вытягивающим воду из воздуха). Поэтому небольшие пакетики кристаллов силикагеля можно найти в контейнерах, содержимое которых может быть повреждено влагой, например, в бутылках с витаминами, электронике, обуви или кожаных изделиях.

Другое использование

Его можно найти в сувенирных магазинах, таких как волшебные камни, химический сад или хрустальный сад. Его сухая форма смешана с солями разных металлов.

Когда натрий попадает в воду, он замещается металлом, и, поскольку силикат металла не растворяется в воде, образуется осадок характерного цвета металла. Силикат металла также расширяется в виде геля и растет в воде в виде разноцветных сталагмитов.

Медицинские преимущества ортокремниевой кислоты (OSA)

Ортокремниевая кислота - лучшая биодоступная кремниевая среда для человека. Его можно использовать для лечения различных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, артрит, атеросклероз, гипертония, болезни сердца, остеопороз, инсульт и волосы.

Здоровье костей

В исследовании, проведенном в 2008 году с участием 136 женщин с остеопенией, им ежедневно в течение года давали ортокремневую кислоту вместе с кальцием и витамином D или плацебо. Через год у участников, получавших кислоту, улучшилось формирование костей.

Ученые говорят, что это связано со способностью ортокремниевой кислоты стимулировать выработку коллагена (белка, содержащегося в соединительной ткани) и способствовать развитию клеток, строящих кость.

Здоровье волос

Небольшое исследование, опубликованное в 2007 году, показывает, что эта кислота может помочь улучшить качество и здоровье волос. В исследовании 48 женщин с «тонкими волосами» были разделены на две группы и получали добавку плацебо или ортокремния в течение девяти месяцев.

Исследователи обнаружили, что ортосалициловая кислота увеличивает прочность и толщину волос. В целом качество волос также улучшилось за счет добавок ортосалициловой кислоты.

Ссылки

1. Национальный центр биотехнологической информации. База данных PubChem Compound; CID = 14942. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Грэм, Т. (1863). О свойствах кремниевой кислоты и других аналогичных коллоидных веществ. Труды Лондонского королевского общества, 13, 335-341. Получено с: jstor.org.
3. Редакторы Британской энциклопедии (1998) Химическое соединение кремниевой кислоты. Британская энциклопедия. Получено с: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). Гидратированный диоксид кремния - Tom's of Maine. Получено с: tomsofmaine.com.
5. Уильям Томас Бранде, Альфред Суэйн Тейлор. Химия. Бланшар и Ли. Получено 21 марта 2017 г. с сайта books.google.co.ve.id.
6. Филд, С. (2017). Гидратированный кремнезем. Получено 22 марта 2017 г. с: sci-toys.com.