СИЛИЦИЕВА КИСЕЛИНА: СВОЙСТВА, РЕАКЦИИ И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В силициева киселина е хидратирана форма на силициев оксид. Това е общото наименование за семейството химични съединения, съставени от силиций, и определено количество молекули водород и кислород.

Общата формула на тези киселини е _п, и най-честата форма, в която е обикновено намерено е, че на ортосилициева киселина Н ₄ SiO ₄.

Фигура 1: Структура на силициева киселина.

Силициевата киселина е част от семейство Разни силикати. Това означава, че най-големият метален оксоанион е силикатът и че към него не е прикрепен нито един неметален атом. Има някои изолирани случаи, когато те имат един неметален атом, но никога повече от един.

Физични свойства на силициевата киселина

Силициевата киселина съществува само в две състояния, аморфна и кристална. Първата е получена чрез процес на утаяване, а втората е представена като скален кристал.

Силициева киселина в аморфна форма (SiO ₃) е бял, вкус, неразтворим във вода и не образува всяка последователна пластична маса с неговите молекули, както се случва с алуминий.

В кристалното си състояние, той не се разтваря от никаква оксацидна киселина. Когато много разреден разтвор на силициев диоксид се обработва със сярна, азотна или солна киселина, силициевата киселина не се утаява. Вместо това изглежда, че се разтваря във вода като хидрат.

Когато към силикатен разтвор се добави разтвор на киселина или киселина, хидратът се утаява в желатинова форма, която при изсушаване и впоследствие нагрята с голяма енергия се превръща в неразтворимо вещество.

Химична реакция

Силициевата киселина е изключително слаба и губи първия си протон, когато се приближи до рН 10. Само 3 известни реакции с тази киселина протичат при нормални физиологични условия на живот.

1. Реакция със себе си при превишаване на разтворимостта до образуване на аморфен силициев хидрат.
2. Неговата реакция с алуминиев хидроксид образува алуминиев силикатен хидроксид.
3. Реакция с излишък от молибдат до образуване на хетерополиациди като силикомолибдат.

Къде се намира силициевата киселина?

След кислорода, силицийът е най-често срещаният елемент в природата, той е под формата на кристали. Когато е във водна среда, тя става неионизираща, така че силициевите соли в океана могат да подкисляват силиция и да създават силициева киселина.

Установено е, че нетният вход на силициева киселина в световния океан е 6,1 ± 2,0 терамола силиций годишно (1 терамол = 1012 мола). Почти 80% от този принос идва от реки, чиято средна глобална концентрация е 150 микромоларни (концентрация във вода).

В съвременните морски седименти нетните добиви на биогенен силиций (трансформация на разтворен силикат в частичен скелетен материал) са 7,1 ± 1,8 терамола годишно.

Брутното производство на биогенен силициев диоксид в повърхностните води е 240 ± 40 терамола силиций годишно, а съотношението на запазване (натрупване на опали в седименти / бруто производство в повърхностни води) е 3 процента.

Във флората може да се намери в растението Borago officinalis (Borraje), което в състава си съдържа до 2,2% силициева киселина.

Ортосилиновата киселина е най-често срещаната форма на силициева киселина, която може да се намери на много различни места. Най-големите източници на биологична наличност на тази киселина се намират във вода, независимо дали в морска вода или други напитки като бира.

За получаването му в лабораторията следва същия принцип като в океана, може да се получи чрез подкисляване на натриев силикат във воден разтвор.

Използва в ежедневието

паста за зъби

Това е абразивният гел, използван в пастата за зъби или в прозрачната част на надраскана паста за зъби, тъй като в комбинация с калциев карбонат помага за безопасното премахване на плака с четкане.

Той е регистриран като безопасно съединение при Американската администрация по храните и лекарствата и няма известна токсичност или канцерогенност.

десикант

Когато се изсуши във фурна, той губи вода и се превръща в десикант (вещество, което черпи вода от въздуха). Следователно малки опаковки от кристали със силикагел могат да бъдат намерени в контейнери, чието съдържание може да бъде повредено от влага, като витаминни бутилки, електроника, обувки или кожени изделия.

Други приложения

Може да се намери в магазини за подаръци като вълшебни камъни, химическа градина или градина с кристали. Сухата му форма се смесва със соли на различни метали.

Когато натрият се хвърли във водата, той се заменя с метала и тъй като металическият силикат не е разтворим във вода, се образува утайка с характерния цвят на метала. Металният силикат също се разширява като гел и расте като цветни сталагмити във вода.

Ортосилинова киселина (OSA) медицински ползи

Ортосилиновата киселина е най-добрата биологично достъпна силициева среда за хората. Може да се използва за лечение на различни здравословни състояния като болест на Алцхаймер, артрит, атеросклероза, хипертония, сърдечни заболявания, остеопороза, инсулт и коса.

Здраве на костите

В проучване от 2008 г. на 136 жени с остеопения им се дава ортосилициева киселина заедно с калций и витамин D или плацебо всеки ден в продължение на година. След една година участниците, които приемат киселината, се подобряват в образуването на костите.

Учените казват, че това се дължи на способността на ортосилициевата киселина да стимулира производството на колаген (протеин, намиращ се в съединителната тъкан) и да насърчава развитието на клетките, изграждащи костите.

Здраве на косата

Малко проучване, публикувано през 2007 г., предполага, че тази киселина може да помогне за подобряване на качеството и здравето на косата. В проучването 48 жени с "фина коса" бяха разделени в две групи и им бяха дадени плацебо или добавка за ортосиликон за девет месеца.

Изследователите открили, че ортосалициловата киселина изглежда е увеличила здравината и дебелината на косата. Като цяло качеството на косата също е подобрено с добавка на ортосалицилова киселина.

Препратки

1. Национален център за информация за биотехнологиите. PubChem Compound Database; CID = 14942. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Греъм, Т. (1863). За свойствата на силициевата киселина и други аналогични колоидни вещества. Proceedings of the Royal Society of London, 13, 335-341. Възстановено от: jstor.org.
3. Редакторите на Encyclopedia Britannica (1998) Химично съединение на силициева киселина. Енциклопедия Британика. Възстановено от: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). Хидратиран силициев диоксид - Том от Мейн. Възстановено от: tomsofmaine.com.
5. Уилям Томас Бранде, Алфред Суейн Тейлър. Химия. Бланшард и Леа. Получено на 21 март 2017 г. от books.google.co.ve.id.
6. Field, S. (2017). Хидратиран силициев диоксид. Получено на 22 март 2017 г. от: sci-toys.com.