Amorfinio silicio dioksido gamyba. Silicis: pritaikymas, cheminės ir fizinės savybės

Vienas iš labiausiai paplitusių elementų gamtoje yra silicis arba silicis. Toks platus pasiskirstymas byloja apie šios medžiagos svarbą ir reikšmę. Tai greitai suprato ir priėmė žmonės, kurie išmoko tinkamai naudoti silicį savo reikmėms. Jo taikymas grindžiamas ypatingos savybės, apie kurią kalbėsime toliau.

Silicis – cheminis elementas

Jei apibūdinsime šį elementą pagal vietą periodinėje sistemoje, galime nustatyti šiuos svarbius dalykus:

1. Serijos numeris yra 14.
2. Laikotarpis yra trečias mažas.
3. Grupė – IV.
4. Pogrupis yra pagrindinis.
5. Išorinio elektroninio apvalkalo sandara išreiškiama formule 3s 2 3p 2 .
6. Elementas silicis pavaizduotas cheminiu simboliu Si, kuris tariamas kaip „silicis“.
7. Jame rodomos oksidacijos būsenos: -4; +2; +4.
8. Atomo valentingumas yra IV.
9. Silicio atominė masė yra 28,086.
10. Gamtoje yra trys stabilūs šio elemento izotopai, kurių masės skaičiai yra 28, 29 ir 30.

Taigi, cheminiu požiūriu, silicio atomas yra pakankamai ištirtas elementas, aprašyta daug įvairių jo savybių.

Atradimų istorija

Kadangi įvairūs nagrinėjamo elemento junginiai gamtoje yra labai populiarūs ir masinio turinio, nuo seno žmonės naudojo ir žinojo tik daugelio jų savybes. Grynas silicis ilgą laiką liko už žmogaus žinių chemijos srityje.

Populiariausi senovės kultūrų tautų (egiptiečių, romėnų, kinų, rusų, persų ir kitų) kasdieniame gyvenime ir pramonėje naudojami junginiai buvo brangakmeniai ir dekoratyviniai akmenys silicio oksido pagrindu. Jie apima:

• opalas;
• Kalnų krištolas;
• topazas;
• chrizoprazė;
• oniksas;
• chalcedonas ir kiti.

Nuo seniausių laikų statybų versle buvo įprasta naudoti kvarcą. Tačiau pats elementinis silicis liko neatrastas iki XIX amžiaus, nors daugelis mokslininkų bergždžiai bandė jį izoliuoti nuo įvairių junginių, naudojant katalizatorius, aukštą temperatūrą ir net elektros. Tai tokie šviesūs protai kaip:

• Carl Scheele;
• Gay-Lussac;
• Tenaras;
• Humphrey Davy;
• Antoine'as Lavoisier.

Jensui Jacobsui Berzeliui pavyko gauti gryno silicio 1823 m. Norėdami tai padaryti, jis atliko silicio fluorido ir metalinio kalio garų sintezės eksperimentą. Dėl to jis gavo amorfinę aptariamo elemento modifikaciją. Tie patys mokslininkai pasiūlė Lotyniškas pavadinimas atviras atomas.

Kiek vėliau, 1855 m., kitam mokslininkui – Saint Clair-Deville – pavyko susintetinti kitą alotropinę atmainą – kristalinį silicį. Nuo tada žinios apie šį elementą ir jo savybes pradėjo augti labai greitai. Žmonės suprato, kad jis turi unikalių savybių, kurias galima labai protingai panaudoti savo poreikiams tenkinti. Todėl šiandien vienas paklausiausių elektronikos ir technologijų elementų yra silicis. Jo naudojimas kiekvienais metais tik plečia savo ribas.

Rusišką atomo pavadinimą mokslininkas Hessas suteikė 1831 m. Būtent tai išliko iki šių dienų.

Silicis yra antras pagal gausumą gamtoje po deguonies. Jo procentas, palyginti su kitais atomais žemės plutos sudėtyje, yra 29,5%. Be to, anglis ir silicis yra du ypatingi elementai, kurie gali sudaryti grandines, susijungdami vienas su kitu. Štai kodėl pastariesiems žinoma daugiau nei 400 skirtingų natūralių mineralų, kurių sudėtyje jis yra litosferoje, hidrosferoje ir biomasėje.

Kur tiksliai randamas silicis?

1. Giliuose dirvožemio sluoksniuose.
2. Uolose, telkiniuose ir masyvuose.
3. Vandens telkinių, ypač jūrų ir vandenynų, dugne.
4. Gyvūnų karalystės augaluose ir jūrų gyventojuose.
5. Žmonėms ir sausumos gyvūnams.

Galima išskirti keletą labiausiai paplitusių mineralų ir uolienų, kuriose silicio yra dideliais kiekiais. Jų chemija yra tokia, kad gryno elemento masės kiekis juose siekia 75%. Tačiau konkretus skaičius priklauso nuo medžiagos tipo. Taigi, uolienos ir mineralai, kurių sudėtyje yra silicio:

• lauko špatai;
• žėrutis;
• amfibolai;
• opalai;
• chalcedonas;
• silikatai;
• smiltainiai;
• aliuminio silikatai;
• molis ir kiti.

Silicis, kaupdamasis jūros gyvūnų kiautuose ir išoriniuose skeletuose, galiausiai sudaro galingas silicio dioksido nuosėdas vandens telkinių dugne. Tai vienas iš natūralių šio elemento šaltinių.

Be to, buvo nustatyta, kad silicis gali egzistuoti gryna natūralia forma – kristalų pavidalu. Tačiau tokie indėliai yra labai reti.

Fizinės silicio savybės

Jei nagrinėjamą elementą apibūdiname pagal fizikinių ir cheminių savybių rinkinį, pirmiausia reikia tiksliai nurodyti fiziniai parametrai. Štai keletas pagrindinių:

1. Jis egzistuoja dviejų allotropinių modifikacijų – amorfinės ir kristalinės – pavidalu, kurios skiriasi visomis savybėmis.
2. Kristalinė gardelė labai panaši į deimantų, nes anglis ir silicis šiuo atžvilgiu yra beveik vienodi. Tačiau atstumas tarp atomų yra skirtingas (silicis turi daugiau), todėl deimantas yra daug kietesnis ir tvirtesnis. Grotelių tipas – kubinis į veidą nukreiptas.
3. Medžiaga yra labai trapi, aukštoje temperatūroje ji tampa plastika.
4. Lydymosi temperatūra yra 1415˚С.
5. Virimo temperatūra - 3250˚С.
6. Medžiagos tankis yra 2,33 g / cm3.
7. Mišinio spalva yra sidabriškai pilka, išreiškiamas būdingas metalo blizgesys.
8. Jis turi geras puslaidininkines savybes, kurios gali skirtis pridedant tam tikrų medžiagų.
9. Netirpus vandenyje, organiniuose tirpikliuose ir rūgštyse.
10. Ypač tirpus šarmuose.

Nustatytos fizinės silicio savybės leidžia žmonėms jį valdyti ir naudoti įvairiems gaminiams kurti. Pavyzdžiui, gryno silicio naudojimas elektronikoje pagrįstas puslaidumo savybėmis.

Cheminės savybės

Cheminės silicio savybės labai priklauso nuo reakcijos sąlygų. Jei kalbame apie standartinius parametrus, turime nurodyti labai mažą veiklą. Tiek kristalinis, tiek amorfinis silicis yra labai inertiški. Jie nesąveikauja su stipriais oksidatoriais (išskyrus fluorą) arba su stipriais reduktoriais.

Taip yra dėl to, kad medžiagos paviršiuje akimirksniu susidaro SiO 2 oksido plėvelė, kuri užkerta kelią tolesnei sąveikai. Jis gali susidaryti veikiant vandeniui, orui, garams.

Tačiau jei pakeičiamos standartinės sąlygos ir silicis kaitinamas iki aukštesnės nei 400˚С temperatūros, jo cheminis aktyvumas labai padidės. Tokiu atveju jis reaguos su:

• deguonies;
• visų rūšių halogenai;
• vandenilis.

Toliau kylant temperatūrai, sąveikaujant su boru, azotu ir anglimi, gali susidaryti produktai. Ypač svarbus yra karborundas – SiC, nes tai gera abrazyvinė medžiaga.

Taip pat Cheminės savybės Silicis aiškiai matomas reakcijose su metalais. Jų atžvilgiu tai yra oksidatorius, todėl produktai vadinami silicidais. Panašūs junginiai yra žinomi dėl:

• šarminis;
• šarminių žemių;
• pereinamieji metalai.

Junginys, gautas lydant geležį ir silicį, turi neįprastų savybių. Jis vadinamas ferosilicio keramika ir sėkmingai naudojamas pramonėje.

Silicis nesąveikauja su sudėtingomis medžiagomis, todėl iš visų jų rūšių jis gali ištirpti tik:

• aqua regia (azoto ir druskos rūgščių mišinys);
• šarminiai šarmai.

Šiuo atveju tirpalo temperatūra turi būti bent 60 ° C. Visa tai dar kartą patvirtina fizikinį medžiagos pagrindą – deimantą primenančią stabilią kristalinę gardelę, kuri suteikia jai tvirtumo ir inertiškumo.

Kaip gauti

Gryno silicio gavimas ekonomiškai yra gana brangus procesas. Be to, dėl savo savybių bet koks metodas duoda tik 90-99% gryno produkto, o priemaišos metalų ir anglies pavidalu išlieka tokios pačios. Taigi vien gauti medžiagos neužtenka. Jis taip pat turėtų būti kokybiškai išvalytas nuo pašalinių elementų.

Apskritai silicio gamyba vykdoma dviem pagrindiniais būdais:

1. Iš balto smėlio, kuris yra grynas silicio oksidas SiO 2 . Kai jis kalcinuojamas aktyviais metalais (dažniausiai magniu), susidaro laisvas elementas amorfinės modifikacijos pavidalu. Šio metodo grynumas yra didelis, produktas gaunamas su 99,9 procentų išeiga.
2. Plačiau paplitęs metodas pramoniniu mastu yra išlydyto smėlio sukepinimas su koksu specializuotose šiluminėse krosnyse. Šį metodą sukūrė rusų mokslininkas N. N. Beketovas.

Tolesnis apdorojimas apima produktų gryninimo metodus. Tam naudojamos rūgštys arba halogenai (chloras, fluoras).

Amorfinis silicis

Silicio apibūdinimas bus neišsamus, jei kiekviena jo alotropinė modifikacija nebus nagrinėjama atskirai. Pirmasis yra amorfinis. Šioje būsenoje medžiaga, kurią svarstome, yra rusvai rudi milteliai, smulkiai išsklaidyti. Jis turi aukštą higroskopiškumo laipsnį, kaitinant pasižymi pakankamai dideliu cheminiu aktyvumu. Standartinėmis sąlygomis jis gali sąveikauti tik su stipriausiu oksidatoriumi – fluoru.

Amorfinį silicį vadinti tik tam tikru kristaliniu pavidalu nėra visiškai teisinga. Jo grotelės rodo, kad ši medžiaga yra tik smulkiai išsklaidyto silicio forma, kuri egzistuoja kristalų pavidalu. Todėl šios modifikacijos yra vienas ir tas pats junginys.

Tačiau jų savybės skiriasi, todėl įprasta kalbėti apie alotropiją. Pats amorfinis silicis pasižymi dideliu šviesos sugerties pajėgumu. Be to, tam tikromis sąlygomis šis rodiklis yra kelis kartus didesnis nei kristalinės formos. Todėl jis naudojamas techniniams tikslams. Nagrinėjama forma (milteliais) junginys lengvai tepamas ant bet kokio paviršiaus, nesvarbu, ar tai būtų plastikas, ar stiklas. Todėl būtent amorfinis silicis yra toks patogus naudoti. Paraiška pagrįsta skirtingais dydžiais.

Nors šio tipo baterijų nusidėvėjimas yra gana greitas, o tai susiję su plonos medžiagos plėvelės dilimu, tačiau naudojimas ir paklausa tik auga. Iš tiesų, net ir per trumpą tarnavimo laiką saulės elementai, pagaminti iš amorfinio silicio, gali aprūpinti energiją ištisoms įmonėms. Be to, tokios medžiagos gamyba yra be atliekų, todėl ji yra labai ekonomiška.

Ši modifikacija gaunama redukuojant junginius su aktyviais metalais, pavyzdžiui, natriu arba magniu.

Kristalinis silicis

Sidabriškai pilka blizgi nagrinėjamo elemento modifikacija. Būtent ši forma yra labiausiai paplitusi ir paklausiausia. Taip yra dėl šios medžiagos kokybinių savybių rinkinio.

Silicio su kristaline gardele charakteristika apima jo tipų klasifikaciją, nes jų yra keletas:

1. Elektroninė kokybė – gryniausia ir aukščiausia kokybė. Būtent šis tipas naudojamas elektronikoje kuriant ypač jautrius įrenginius.
2. Saulės kokybė. Pats pavadinimas apibrėžia naudojimo sritį. Tai taip pat didelio grynumo silicis, kurį naudoti būtina norint sukurti kokybiškus ir ilgaamžius saulės elementus. Fotovoltiniai keitikliai, sukurti kristalinės struktūros pagrindu, yra aukštesnės kokybės ir atsparesni dilimui, nei sukurti naudojant amorfinę modifikaciją nusodinant ant įvairių tipų substratų.
3. Techninis silicis. Ši įvairovė apima tuos medžiagos pavyzdžius, kuriuose yra apie 98% gryno elemento. Visa kita patenka į įvairias priemaišas:

• aliuminio;
• chloras;
• anglis;
• fosforas ir kt.

Paskutinė nagrinėjamos medžiagos atmaina naudojama silicio polikristalams gauti. Tam atliekami rekristalizacijos procesai. Dėl to grynumo požiūriu gaunami produktai, kuriuos galima priskirti saulės ir elektroninės kokybės grupėms.

Pagal savo pobūdį polisilicis yra tarpinis produktas tarp amorfinės ir kristalinės modifikacijos. Su šia parinktimi lengviau dirbti, ji geriau apdorojama ir valoma fluoru ir chloru.

Gauti produktai gali būti klasifikuojami taip:

• multisilicis;
• monokristalinis;
• profiliuoti kristalai;
• Silicio laužas;
• techninis silicis;
• gamybos atliekos medžiagų skeveldrų ir likučių pavidalu.

Kiekvienas iš jų pritaikomas pramonėje ir yra visiškai naudojamas žmogaus. Todėl tie, kurie susiję su siliciu, laikomi be atliekų. Tai žymiai sumažina jo ekonomines sąnaudas, nepakenkiant kokybei.

Gryno silicio naudojimas

Silicio gamyba pramonėje yra gana gerai įsitvirtinusi, o jos mastai yra gana dideli. Taip yra dėl to, kad šis elementas, tiek grynas, tiek įvairių junginių pavidalu, yra plačiai paplitęs ir paklausus įvairiose mokslo ir technikos šakose.

Kur naudojamas grynas kristalinis ir amorfinis silicis?

1. Metalurgijoje kaip legiravimo priedas, galintis pakeisti metalų ir jų lydinių savybes. Taigi, jis naudojamas plieno ir geležies lydymui.
2. Švaresniam variantui – polisiliciui – gaminti naudojamos įvairių rūšių medžiagos.
3. Silicio junginiai yra visa chemijos pramonė, kuri šiandien įgijo ypatingą populiarumą. Silikoninės medžiagos naudojamos medicinoje, gaminant indus, įrankius ir daug daugiau.
4. Įvairių saulės baterijų gamyba. Šis energijos gavimo būdas yra vienas perspektyviausių ateityje. Ekologiška, ekonomiška ir ilgaamžė – pagrindiniai tokios elektros gamybos privalumai.
5. Silicis žiebtuvėliams buvo naudojamas labai seniai. Net senovėje žmonės titnagą naudojo kurdami ugnį, kad sukurtų kibirkštį. Šis principas yra įvairių rūšių žiebtuvėlių gamybos pagrindas. Šiandien yra rūšių, kuriose titnagas pakeičiamas tam tikros sudėties lydiniu, kuris duoda dar greitesnį rezultatą (kibirkščiavimą).
6. Elektronika ir saulės energija.
7. Dujinių lazerinių prietaisų veidrodžių gamyba.

Taigi grynas silicis turi daug naudingų ir ypatingų savybių, leidžiančių jį naudoti kuriant svarbius ir reikalingus produktus.

Silicio junginių naudojimas

Be paprastos medžiagos, naudojami ir įvairūs silicio junginiai, ir labai plačiai. Yra visa pramonės šaka, vadinama silikatu. Būtent ji remiasi įvairių medžiagų, kurios apima šį nuostabų elementą, naudojimu. Kas yra šie junginiai ir kas iš jų gaminama?

1. Kvarcas arba upės smėlis - SiO 2. Jis naudojamas statybinėms ir dekoratyvinėms medžiagoms, tokioms kaip cementas ir stiklas, gaminti. Kur šios medžiagos naudojamos, visi žino. Jokia konstrukcija neapsieina be šių komponentų, o tai patvirtina silicio junginių svarbą.
2. Silikatinė keramika, kuri apima tokias medžiagas kaip fajansas, porcelianas, plytos ir gaminiai iš jų. Šie komponentai naudojami medicinoje, indų, dekoratyvinių papuošalų, namų apyvokos daiktų gamyboje, statybose ir kitose buitinėse žmogaus veiklos srityse.
3. - silikonai, silikageliai, silikoninės alyvos.
4. Silikatiniai klijai – naudojami kaip raštinės reikmenys, pirotechnikoje ir statybose.

Silicis, kurio kaina pasaulinėje rinkoje skiriasi, bet neperžengia 100 Rusijos rublių už kilogramą (vienam kristalui) ribos iš viršaus į apačią, yra paklausi ir vertinga medžiaga. Natūralu, kad šio elemento junginiai taip pat yra plačiai paplitę ir pritaikomi.

Biologinis silicio vaidmuo

Svarbumo organizmui požiūriu silicis yra svarbus. Jo kiekis ir pasiskirstymas audiniuose yra toks:

• 0,002% - raumuo;
• 0,000017% - kaulas;
• kraujas - 3,9 mg / l.

Kiekvieną dieną į vidų turėtų patekti apie vieną gramą silicio, kitaip pradės vystytis ligos. Tarp jų nėra mirtinų, tačiau ilgalaikis silicio badas sukelia:

• Plaukų slinkimas;
• spuogų ir spuogų atsiradimas;
• kaulų trapumas ir trapumas;
• lengvas kapiliarų pralaidumas;
• nuovargis ir galvos skausmai;
• daugybės mėlynių ir mėlynių atsiradimas.

Augalams silicis yra svarbus mikroelementas, būtinas normaliam augimui ir vystymuisi. Eksperimentai su gyvūnais parodė, kad tie asmenys, kurie kasdien suvartoja pakankamai silicio, auga geriau.

Silicio (IV) oksidas

Cheminės savybės

Silicio dioksidas, kas tai? Anot Vikipedijos, keturiavalentis silicio oksidas yra beveik visų uolienų dalis. Šis cheminis junginys yra bespalvių kristalų pavidalo, kurio lydymosi temperatūra yra gana aukšta. Silicio dioksido formulė: SiO2. Cheminė silicio dioksido formulė yra tokia pati kaip silicio dioksido. Lydymosi temperatūra yra apie 1600 laipsnių Celsijaus.

Medžiaga priklauso rūgščių oksidų grupei, yra dielektrikas ir turi keletą polimorfinių kristalų modifikacijų. Veikiant aukštai temperatūrai ir slėgiui, medžiaga virsta koezitu ir stišovitu, turi įvairių modifikacijų ir formų, kvarciną, opalą, autentišką kvarcą, chalcedoną; Amorfinis silicio dioksidas yra kvarco stiklas.

Silicio dioksido panaudojimas

Medžiaga dėl formų įvairovės naudojama įvairiose srityse. Mineralas naudojamas stiklo, abrazyvų, betono ir keramikos gaminių gamyboje; kaip užpildas gaminant gumą, siliciui gauti; ugniai atsparių medžiagų gamyboje; chromatografijoje. Kvarco kristalai naudojami žiebtuvėlių, ultragarso prietaisų gamyboje ir radijo inžinerijoje. Kai kurie dumbliai prisideda prie silicio dioksido kaupimosi biosferoje ir atlieka biocheminę funkciją. Junginys taip pat naudojamas kaip emulsiklis maisto pramonėje ( E551), dedama į dantų pastą. Naudojamas kaip izoliatorius, šviesolaidinių kabelių gamyboje, naudojamas kaip kaitinimo elementas elektroninėse cigaretėse; papuošaluose ir pan. Silicio dioksidas plačiai naudojamas medicinoje kaip pagalbinė medžiaga, maisto priedas arba enterosorbento pavidalu.

Silicio dioksidas: žala ir nauda

Medžiaga negali padaryti didelės žalos organizmui, nes patekusi į virškinamąjį traktą ji nėra absorbuojama per skrandžio sieneles ir išsiskiria nepakitusi. Maisto papildas E 551 yra daugelyje maisto produktų, cukruje, pieno milteliuose ir smėliuose, traškučiuose, krekeriuose, alkoholiniai gėrimai ir konditerijos gaminiai. Kai naudojamas teisingai vaistai koloidinio silicio dioksido žalos taip pat nėra.

farmakologinis poveikis

Adsorbentas, regeneruojantis.

Farmakodinamika ir farmakokinetika

Silicio dioksidas turi gana didelę absorbcinę galią. Medžiaga suriša ir pašalina iš organizmo įvairius fermentus, angigenas , audinių skilimo produktai, mikroorganizmai ir maistas alergenai . Medžiaga aktyviai naudojama tam tikrų vaistų, vandens ir nuodų evakuacijai. Po prasiskverbimo į virškinamąjį traktą agentas nėra sistemiškai absorbuojamas, nesikaupia organizme.

Naudojant lokaliai, medžiaga užkerta kelią nekroziniams audinių pokyčiams, skatina žaizdų gijimą.

Naudojimo indikacijos

Medicinoje koloidinis silicio dioksidas naudojamas:

• su žarnyno infekcijomis, maistu toksinės infekcijos , alergijos ;
• su egzogeniniu ir endogeniniu apsvaigimas ;
• kaip kompleksinio ūminio apsinuodijimo gydymo dalis;
• adresu alkoholio abstinencija ;
• gydant pūlingas-uždegimines minkštųjų audinių ligas, abscesus, pūlingas žaizdas, flegmona , mastitas .

Kontraindikacijos

Medžiaga draudžiama sisteminiam naudojimui paūmėjimo metu; adresu skrandžio erozija ir žarnyno nepraeinamumas. Vaistas netaikomas granuliuojančioms ir švarioms aseptinėms žaizdoms.

Šalutiniai poveikiai

Silicio dioksidas, vartojamas per burną, gali sukelti,. Esant vietiniam poveikiui - suformuoti plutą, kuri neleidžia normaliai aeruoti žaizdos paviršių.

Naudojimo instrukcijos (metodas ir dozavimas)

Medžiaga geriama pagal instrukcijas, kurios pridedamos prie vaisto.

Perdozavimas

Perdozavimo atveju pacientai gali patirti virškinimo sutrikimas . Informacijos apie medžiagos perdozavimo atvejus nėra.

Sąveika

Vaistas, vartojamas per burną, gali sumažinti kartu vartojamų geriamųjų vaistų veiksmingumą. Tarp kitų vaistų vartojimo turi būti vienos valandos pertrauka.

Silicio dioksidas, žinomas kaip maisto priedas, kurio numeris E551, yra kristalinės medžiagos, kuri neturi spalvos. Šis junginys turi aukštą stiprumo ir kietumo laipsnį. Dioksidas yra atsparus rūgštims ir nereaguoja su vandeniu.

Gamtoje junginį galima rasti kvarco pavidalu, o paprastas smėlis susideda iš mažyčių kvarco grūdelių. Šios formos dioksidas naudojamas tose srityse ir technologijose, kuriose nereikalaujama didelio medžiagos grynumo. Silicio oksidą kristalų pavidalu atstovauja jaspis, kalnų krištolas, agatas, morionas, ametistas, chalcedonas, topazas. Vandenynų dugne iš negyvų dumblių ir blakstienų susidaro amorfinis silicio dioksidas.

Sintetinė medžiaga gaunama oksiduojant silicį maždaug 500 laipsnių Celsijaus temperatūroje deguonies atmosferoje.

Maisto priedas E551 taip pat žinomas kaip aerozilas, amorfinis silicio dioksidas, silicio dioksidas, balti suodžiai, smulkiai disperguotas dioksidas.

Silicio dioksidas: taikymas

Maisto silicio dioksidas dėl savo savybių yra plačiai naudojamas kaip emulsiklis ir medžiaga, apsauganti nuo sukepimo ir sulipimo. Šį priedą galima rasti šiose produktų grupėse:

• fermentuoti pieno produktai, dažniausiai sūriuose;
• prieskoniai, prieskoniai, džiovinti prieskoniai;
• konditerijos gaminiai, saldainiai;
• miltelių pavidalo maistas, pvz., druska, cukrus, miltai;
• įvairūs užkandžiai, traškučiai, riešutai įvairiuose glazūruose, alaus užkandžiai, krekeriai;
• alkoholiniai gėrimai.

Silicio dioksidas buvo pritaikytas dantų pastų, enterosorbentų ir kai kurių rūšių vaistų gamyboje.

Junginys naudojamas keramikos, stiklo, abrazyvų, betono gaminių gamyboje, kaip užpildas gumos gamyboje, silicio gamyboje, silicio ugniai atsparių medžiagų gamyboje, chromatografijos srityje ir kt. pjezoelektrinės savybės, kurias turi medžiagos kristalai, silicio dioksido, esančio ultragarso įrenginiuose, naudojimas, taip pat radijo inžinerija.

Dirbtinai pagamintos oksidinės plėvelės naudojamos kaip izoliatorius mikroschemų ir kitų elektroninių komponentų gamyboje. Šviesolaidiniams kabeliams gaminti naudojamas grynas lydytas dioksidas kartu su įvairiais specialiais ingredientais.

Silicio dioksidas: žala

Maisto silicio dioksidas, žinomas kaip priedas numeriu E551, priskiriamas grupei cheminiai junginiai, kurie patvirtinti naudoti maisto gamybos procesuose. Tačiau, remiantis daugelio ekspertų perspėjimais, silicio dioksidas taip pat kenkia žmogaus organizmui, kuris pasireiškia sąveikos su junginiu atveju.

Tačiau verta paminėti, kad silicio dioksidas gali pakenkti, jei nepaisoma atsargumo priemonių dirbant su gryna medžiaga. Pavyzdžiui, dulkės, susidarančios sąveikaujant dioksidui su kitais cheminiais reagentais, gali smarkiai sudirginti žmogaus plaučius ir bronchus.

Jei junginys naudojamas viduje, jis nepakitęs praeina per virškinimo traktą, o tada natūraliai palieka kūną. Taip pat pažymime, kad Prancūzijoje penkiolika metų buvo atliekami šio priedo tyrimai, kurie parodė, kad geriamojo vandens atveju aukštas lygis Dioksido kiekis sumažina Alzheimerio ligos išsivystymo riziką net 11%.

Populiarūs straipsniai Skaityti daugiau straipsnių

02.12.2013

Visi mes daug vaikštome per dieną. Net jei turime sėdimas vaizdas gyvenimas, mes vis dar vaikštome - juk neturime...

610240 65 Skaityti daugiau

10.10.2013

Penkiasdešimt metų dailiosios lyties atstovėms yra savotiškas įvykis, kurį peržengus kas antras ...

451130 117 Skaityti daugiau

02.12.2013

Mūsų laikais bėgimas nebesukelia daug liaupsių atsiliepimų, kaip buvo prieš trisdešimt metų. Tada visuomenė...

356878 41 Skaityti daugiau

Silicio dioksidas (silicio dioksidas, silicio dioksidas, silicio dioksidas) yra medžiaga, susidedanti iš bespalvių kristalų, pasižyminčių dideliu stiprumu, kietumu ir atsparumu ugniai. Silicio dioksidas yra atsparus rūgštims ir nesąveikauja su vandeniu. Didėjant reakcijos temperatūrai, medžiaga sąveikauja su šarmais, ištirpsta vandenilio fluorido rūgštyje ir yra puikus dielektrikas.

Gamtoje silicio dioksidas yra gana plačiai paplitęs: kristalinį silicio oksidą atstovauja tokie mineralai kaip jaspis, agatas (smulkiai kristaliniai silicio dioksido junginiai), kalnų kristalai (dideli medžiagos kristalai), kvarcas (laisvas silicio dioksidas), chalcedonas, ametistas, morionas, topazas (spalvoti silicio dioksido kristalai).

Normaliomis sąlygomis (esant natūraliai aplinkos temperatūrai ir slėgiui) yra trys kristalinės silicio dioksido modifikacijos – tridimitas, kvarcas ir kristobalitas. Kai temperatūra pakyla, silicio dioksidas pirmiausia virsta koezitu, o vėliau stisovitu (mineralas, atrastas 1962 m. meteorito krateryje). Remiantis tyrimais, būtent stišovitas – silicio dioksido darinys – iškloja didelę Žemės mantijos dalį.

Cheminė medžiagos formulė yra SiO 2

Silicio dioksido gavimas

Silicio dioksidas pramoniniu būdu gaminamas kvarco gamyklose, kuriose gaminamas grynas kvarco koncentratas, kuris vėliau naudojamas chemijos ir elektronikos pramonėje, optikos, gumos ir dažų užpildų, papuošalų ir kt. Natūralus silicio dioksidas, kitaip vadinamas silicio dioksidu, plačiai naudojamas statybose (betonas, smėlis, garso ir šilumos izoliacinės medžiagos).

Silicio dioksidas sintetiniu būdu gaunamas rūgštimis veikiant natrio silikatą, kai kuriais atvejais - kitus tirpius silikatus arba koloidinio silicio dioksido koaguliacijos būdu, veikiant jonams. Be to, silicio dioksidas gaunamas oksiduojant silicį deguonimi maždaug 500 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Silicio dioksido panaudojimas

Rasta silicio turinčių medžiagų platus pritaikymas tiek aukštųjų technologijų, tiek Kasdienybė. Silicio dioksidas naudojamas stiklo, keramikos, betono gaminių, abrazyvinių medžiagų gamyboje, taip pat radiotechnikoje, ultragarsiniuose prietaisuose, žiebtuvėliuose ir kt. Skaidulinių optinių kabelių gamyboje naudojamas silicio dioksidas kartu su daugybe sudedamųjų dalių.

Neakytas amorfinis silicio dioksidas taip pat naudojamas maisto pramonėje kaip priedas, registruotas numeriu E551, kuris apsaugo nuo pagrindinio produkto sulipimo ir sulipimo. Maisto silicio dioksidas naudojamas farmacijos pramonėje kaip enterosorbentas, dantų pastų gamyboje. Medžiagos yra traškučiuose, krekeriuose, kukurūzų lazdelėse, tirpioje kavoje ir kt.

Silicio dioksido žala

Oficialiai patvirtinta, kad silicio dioksido medžiaga per virškinamąjį traktą praeina nepakitusi, po to visiškai pasišalina iš organizmo. Remiantis 15 metų prancūzų ekspertų tyrimais, naudojimas geriamas vanduo su dideliu silicio dioksido kiekiu maiste sumažina riziką susirgti Alzheimerio liga 10%.

Taigi informacija apie silicio dioksido, kuris yra chemiškai inertiška medžiaga, keliamą pavojų yra klaidinga: maisto papildas E551, vartojamas per burną, yra visiškai saugus sveikatai.

2. Silicio dioksidas M – amorfinis silicio dioksidas, gautas apšvitinant greitais neutronais amorfinių arba kristalinių atmainų silicio dioksidą. Tokiu atveju pradinio amorfinio silicio dioksido tankis didėja, o kristalinio silicio dioksido tankis mažėja. Silicis M yra termiškai nestabilus ir 16 valandų laikomas 930°C temperatūroje virsta kvarcu.Jo tankis yra 2,26, palyginti su 2,20 kvarcinio stiklo arba mikroamorfinio silicio dioksido. Tiesą sakant, silicio dioksidas M, gautas iš kai kurių kristalinių formų, gali šiek tiek skirtis.

3. Mikroamorfinis silicio dioksidas, įskaitant zolius, gelius, miltelius ir akytus stiklus, daugiausia sudarytas iš pirminių dalelių, kurių dydis mažesnis nei vienas mikronas arba kurių savitasis paviršiaus plotas didesnis nei ~3 m2/g. (Išsami mikroamorfinio silicio dioksido aptarimas pateiktas 4 ir 5 skyriuose.)

Yra nuomonė, kad iš tikrųjų amorfinis silicio dioksidas nėra amorfinis, o susideda iš sutvarkytų mikroregionų arba itin mažų dydžių kristalų, kuriuos atidžiai ištyrus rentgeno spindulių difrakcija, matyt, matyti kristobalito struktūra. Nepaisant to, tiriant įprastais difrakcijos metodais, tokiai medžiagai, priešingai nei makroskopiniams kristalams, gaunama tik plati juosta, jei nėra daugkartinių smailių. Todėl šioje monografijoje toks silicio dioksidas bus vadinamas „amorfiniu“.

Natūraliomis sąlygomis mikroamorfiniai silicio dioksido tipai susidaro kondensuojantis iš garų fazės, išsiskiriančios ugnikalnių išsiveržimų metu, arba nusodinant iš persotintų silicio dioksido tirpalų natūraliuose vandenyse ir gyvuose organizmuose. Išskyrus silicio dioksidą,
nusodinamas augaluose arba diatomėse, gamtoje esantis mikroamorfinis silicio dioksidas paprastai yra per daug užterštas, kad būtų tinkamas tirpumo tyrimams. (Natūralaus opalo susidarymas ir savybės aptariamos 4 skyriuje.)

Mikroamorfinis silicio dioksidas, susintetintas laboratorinėmis sąlygomis, gali būti suskirstytas į tris klases:

1. Mikroskopinės veislės, gautos specialiais procesais, lapelių, juostelių ir pluoštų pavidalu.

2. Paprastos amorfinės formos, susidedančios iš elementariųjų sferinių SiO2 dalelių, mažesnių kaip 1000 A, kurių paviršius sudarytas iš bevandenio SiO2 arba iš SiOH grupių. Tokios dalelės gali būti atskiros arba sujungtos į trimatį tinklelį, kaip parodyta Fig. 1.2: a) atskiros arba izoliuotos dalelės, kaip yra zolių atveju; b) trimačiai agregatai, sujungti grandinėmis su siloksano ryšiu sąlyčio taškuose, kaip geliai; c) tūriniai trimačiai dalelių agregatai, kaip pastebėta aerogeliuose, pirogeniniame silicio dioksido ir kai kuriuose dispersiniuose silicio dioksido milteliuose.

3. Hidratuotas amorfinis silicio dioksidas, kurio struktūroje visi arba beveik visi silicio atomai yra vienoje ar daugiau hidroksilo grupių. Tokio tipo polimero struktūra susidaro, kai monosilicio rūgštis arba oligosilicio rūgštys koncentruojamos ir polimerizuojamos vandenyje, kai tirpalas šiek tiek parūgštinamas ir esant normaliai arba sumažintai temperatūrai. Šiuo metu teigiama, kad tokiomis sąlygomis silicio dioksidas polimerizuojasi iki itin mažų sferinių dalelių, kurių skersmuo mažesnis nei 20-30 Å. Koncentruojant tokios dalelės susijungia į trimatę gelio masę, sulaikydamos vandenį tarpuose tarp dalelių. . Tokių tarpų matmenys yra artimi molekuliniams, todėl jie gali išlaikyti vandenį iki 60 °C temperatūros, virš kurios vanduo gali būti desorbuojamas.

Normaliomis sąlygomis tokios struktūros neišsaugomos dėl to, kad ruošiant zolius ir gelius pH reikšmė neišlieka pakankamai žema iki galutinės sistemos būsenos, o temperatūra nepalaikoma žemesnė nei 60 °C.

Didelis specifinis amorfinio silicio dioksido paviršiaus plotas ir tirpimo greitis leidžia atlikti būtinas reakcijas daug žemesnėje temperatūroje, nei reikia kristalinio silicio dioksido miltelių pavidalu. Padidėjusi cheminė reakcija...

Kai kuriais atvejais pageidautina, kad silicio dioksido arba stiklo paviršius būtų sudrėkintas vandeniu. Tačiau tuo pačiu metu neturėtų būti įvairių būdingų joninių, hidrofobinių ar vandenilio jungčių, atsirandančių adsorbuojant organines ...

Neabejotinai seniausios iškastinės gyvų organizmų liekanos yra melsvadumbliai, randami kaip inkliuzai šerte (mikrokristalinis silicio dioksidas), kuriuos atrado Barghornas ir Tyleris, o vėliau ištyrė daugelis tyrinėtojų ...