Viens no visizplatītākajiem elementiem dabā ir silīcijs jeb silīcijs. Tik plaša izplatība runā par šīs vielas nozīmi un nozīmi. To ātri saprata un pieņēma cilvēki, kuri iemācījās pareizi izmantot silīciju saviem mērķiem. Tās piemērošana ir balstīta uz īpašas īpašības, par ko mēs runāsim tālāk.
Silīcijs - ķīmiskais elements
Ja mēs raksturojam šo elementu pēc pozīcijas periodiskajā sistēmā, mēs varam identificēt šādus svarīgus punktus:
- Sērijas numurs ir 14.
- Periods ir trešais mazais.
- Grupa - IV.
- Apakšgrupa ir galvenā.
- Ārējā elektronu apvalka struktūru izsaka ar formulu 3s 2 3p 2 .
- Elements silīcijs ir apzīmēts ar ķīmisko simbolu Si, kas tiek izrunāts kā "silīcijs".
- Oksidācijas pakāpes, kas tai ir: -4; +2; +4.
- Atoma valence ir IV.
- Silīcija atomu masa ir 28,086.
- Dabā ir trīs stabili šī elementa izotopi ar masas skaitļiem 28, 29 un 30.
Tādējādi no ķīmiskā viedokļa silīcija atoms ir pietiekami pētīts elements, ir aprakstītas daudzas tā dažādās īpašības.
Atklājumu vēsture
Tā kā dažādi aplūkojamā elementa savienojumi dabā ir ļoti populāri un pēc satura masveida, no seniem laikiem cilvēki izmantoja un zināja tikai par daudzu no tiem īpašībām. Tīrs silīcijs ilgu laiku palika ārpus cilvēka zināšanām ķīmijā.
Populārākie savienojumi, ko sadzīvē un rūpniecībā izmantoja seno kultūru tautas (ēģiptieši, romieši, ķīnieši, krievi, persieši un citi), bija dārgakmeņi un dekoratīvie akmeņi uz silīcija oksīda bāzes. Tie ietver:
- opāls;
- kalnu kalns;
- topāzs;
- krizoprāze;
- onikss;
- halcedons un citi.
Kopš seniem laikiem būvniecības biznesā ir pieņemts izmantot kvarcu. Tomēr pats elementārais silīcijs palika neatklāts līdz pat 19. gadsimtam, lai gan daudzi zinātnieki veltīgi mēģināja to izolēt no dažādiem savienojumiem, izmantojot katalizatorus, augstu temperatūru un pat elektrība. Tie ir tādi gaiši prāti kā:
- Kārlis Šēle;
- Gay-Lussac;
- Tenārs;
- Hamfrijs Deivijs;
- Antuāns Lavuazjē.
Jensam Džeikobam Berzēliusam 1823. gadā izdevās iegūt tīru silīciju. Lai to izdarītu, viņš veica eksperimentu par silīcija fluorīda un metāliskā kālija tvaiku saplūšanu. Rezultātā viņš saņēma attiecīgā elementa amorfu modifikāciju. Tie paši zinātnieki ieteica Latīņu nosaukums atvērts atoms.
Nedaudz vēlāk, 1855. gadā, citam zinātniekam - Saint Clair-Deville - izdevās sintezēt citu alotropisko šķirni - kristālisko silīciju. Kopš tā laika zināšanas par šo elementu un tā īpašībām sāka augt ļoti ātri. Cilvēki saprata, ka tai ir unikālas funkcijas, kuras var ļoti saprātīgi izmantot, lai apmierinātu savas vajadzības. Tāpēc mūsdienās viens no pieprasītākajiem elementiem elektronikā un tehnoloģijās ir silīcijs. Tās izmantošana katru gadu tikai paplašina tās robežas.
Krievu nosaukumu atomam deva zinātnieks Hess 1831. gadā. Tas ir tas, kas saglabājies līdz šai dienai.
Silīcijs ir otrs visvairāk sastopamais dabā pēc skābekļa. Tā procentuālais daudzums, salīdzinot ar citiem atomiem zemes garozas sastāvā, ir 29,5%. Turklāt ogleklis un silīcijs ir divi īpaši elementi, kas var veidot ķēdes, savienojoties viens ar otru. Tāpēc pēdējiem ir zināmi vairāk nekā 400 dažādu dabisko minerālu, kuru sastāvā tas atrodas litosfērā, hidrosfērā un biomasā.
Kur tieši ir atrodams silīcijs?
- Dziļās augsnes slāņos.
- Akmeņos, atradnēs un masīvos.
- Ūdenstilpju dibenā, īpaši jūrās un okeānos.
- Dzīvnieku valstības augos un jūras iemītniekos.
- Cilvēkiem un sauszemes dzīvniekiem.
Ir iespējams apzīmēt vairākus visbiežāk sastopamos minerālus un iežus, kuros silīcijs ir sastopams lielos daudzumos. To ķīmija ir tāda, ka tīra elementa masas saturs tajos sasniedz 75%. Tomēr konkrētais skaitlis ir atkarīgs no materiāla veida. Tātad, ieži un minerāli, kas satur silīciju:
- laukšpats;
- vizla;
- amfiboli;
- opāli;
- halcedons;
- silikāti;
- smilšakmeņi;
- alumīnija silikāti;
- māls un citi.
Uzkrājoties jūras dzīvnieku čaumalās un ārējos skeletos, silīcijs galu galā veido spēcīgas silīcija dioksīda nogulsnes ūdenstilpju dibenā. Tas ir viens no šī elementa dabiskajiem avotiem.
Turklāt tika konstatēts, ka silīcijs var pastāvēt tīrā dabīgā veidā - kristālu veidā. Bet šādi noguldījumi ir ļoti reti.
Silīcija fizikālās īpašības
Ja aplūkojamo elementu raksturojam fizikāli ķīmisko īpašību kopas izteiksmē, tad vispirms ir precīzi jānorāda fizikālie parametri. Šeit ir daži galvenie:
- Tas pastāv divu allotropu modifikāciju veidā - amorfā un kristāliskā, kas atšķiras pēc visām īpašībām.
- Kristāla režģis ir ļoti līdzīgs dimantam, jo ogleklis un silīcijs šajā ziņā ir gandrīz vienādi. Tomēr attālums starp atomiem ir atšķirīgs (silīcijā ir vairāk), tāpēc dimants ir daudz cietāks un stiprāks. Režģa tips - kubiskā seja centrēta.
- Viela ir ļoti trausla, augstā temperatūrā tā kļūst plastiska.
- Kušanas temperatūra ir 1415˚С.
- Vārīšanās temperatūra - 3250˚С.
- Vielas blīvums ir 2,33 g / cm3.
- Savienojuma krāsa ir sudrabaini pelēka, izteikts raksturīgs metālisks spīdums.
- Tam ir labas pusvadītāju īpašības, kas var mainīties, pievienojot noteiktus līdzekļus.
- Nešķīst ūdenī, organiskajos šķīdinātājos un skābēs.
- Īpaši šķīst sārmos.
Silīcija noteiktās fiziskās īpašības ļauj cilvēkiem to kontrolēt un izmantot dažādu produktu radīšanai. Piemēram, tīra silīcija izmantošana elektronikā balstās uz pusvadītspējas īpašībām.
Ķīmiskās īpašības
Silīcija ķīmiskās īpašības ir ļoti atkarīgas no reakcijas apstākļiem. Ja mēs runājam par standarta parametriem, tad mums ir jānorāda ļoti zema aktivitāte. Gan kristāliskais, gan amorfais silīcijs ir ļoti inerts. Tie nesadarbojas ar spēcīgiem oksidētājiem (izņemot fluoru) vai ar spēcīgiem reducētājiem.
Tas ir saistīts ar faktu, ka uz vielas virsmas uzreiz veidojas SiO 2 oksīda plēve, kas novērš turpmāku mijiedarbību. Tas var veidoties ūdens, gaisa, tvaiku ietekmē.
Tomēr, ja tiek mainīti standarta apstākļi un silīcijs tiek uzkarsēts līdz temperatūrai virs 400˚С, tā ķīmiskā aktivitāte ievērojami palielināsies. Šajā gadījumā tas reaģēs ar:
- skābeklis;
- visu veidu halogēni;
- ūdeņradis.
Tālāk paaugstinoties temperatūrai, mijiedarbībā ar boru, slāpekli un oglekli ir iespējama produktu veidošanās. Īpaši svarīgs ir karborunds - SiC, jo tas ir labs abrazīvs materiāls.
Arī Ķīmiskās īpašības silīcijs ir skaidri redzams reakcijās ar metāliem. Attiecībā uz tiem tas ir oksidētājs, tāpēc produktus sauc par silicīdiem. Līdzīgi savienojumi ir pazīstami ar:
- sārmains;
- sārmzeme;
- pārejas metāli.
Savienojumam, kas iegūts, sakausējot dzelzi un silīciju, ir neparastas īpašības. To sauc par ferosilīcija keramiku un veiksmīgi izmanto rūpniecībā.
Silīcijs nesadarbojas ar sarežģītām vielām, tāpēc no visām to šķirnēm tas var izšķīst tikai:
- aqua regia (slāpekļskābes un sālsskābes maisījums);
- kodīgie sārmi.
Šajā gadījumā šķīduma temperatūrai jābūt vismaz 60 ° C. Tas viss vēlreiz apliecina vielas fizikālo pamatu – dimantam līdzīgu stabilu kristāla režģi, kas piešķir tai spēku un inerci.
Kā nokļūt
Silīcija iegūšana tīrā veidā ir ekonomiski diezgan dārgs process. Turklāt, pateicoties savām īpašībām, jebkura metode dod tikai 90-99% tīru produktu, savukārt piemaisījumi metālu un oglekļa veidā paliek nemainīgi. Tāpēc ar vielas saņemšanu vien nepietiek. To vajadzētu arī kvalitatīvi notīrīt no svešķermeņiem.
Kopumā silīcija ražošana tiek veikta divos galvenajos veidos:
- No baltām smiltīm, kas ir tīrs silīcija oksīds SiO 2 . Kad to kalcinē ar aktīvajiem metāliem (visbiežāk ar magniju), veidojas brīvs elements amorfas modifikācijas veidā. Šīs metodes tīrība ir augsta, produkts tiek iegūts ar 99,9 procentu iznākumu.
- Rūpnieciskā mērogā plašāk izplatīta metode ir kausētu smilšu saķepināšana ar koksu specializētās termiskās krāsnīs. Šo metodi izstrādāja krievu zinātnieks N. N. Beketovs.
Turpmākā apstrāde sastāv no produktu pakļaušanas attīrīšanas metodēm. Šim nolūkam tiek izmantotas skābes vai halogēni (hlors, fluors).
Amorfs silīcijs
Silīcija raksturojums būs nepilnīgs, ja katra no tā allotropajām modifikācijām netiks aplūkota atsevišķi. Pirmais ir amorfs. Šajā stāvoklī viela, kuru mēs apsveram, ir brūni brūns pulveris, smalki izkliedēts. Tam ir augsta higroskopiskuma pakāpe, tas uzrāda pietiekami augstu ķīmisko aktivitāti karsējot. Standarta apstākļos tas spēj mijiedarboties tikai ar spēcīgāko oksidētāju - fluoru.
Amorfo silīciju saukt tikai par kristālisku nav gluži pareizi. Tās režģis parāda, ka šī viela ir tikai smalki izkliedēta silīcija forma, kas pastāv kristālu veidā. Tāpēc šīs modifikācijas ir viens un tas pats savienojums.
Tomēr to īpašības atšķiras, un tāpēc ir ierasts runāt par allotropiju. Pats par sevi amorfajam silīcijam ir augsta gaismas absorbcijas spēja. Turklāt noteiktos apstākļos šis indikators ir vairākas reizes augstāks nekā kristāliskā forma. Tāpēc to izmanto tehniskām vajadzībām. Aplūkotajā formā (pulverī) savienojums ir viegli uzklājams uz jebkuras virsmas, neatkarīgi no tā, vai tā ir plastmasa vai stikls. Tāpēc amorfais silīcijs ir tik ērts lietošanai. Lietojumprogramma ir balstīta uz dažādiem izmēriem.
Lai gan šāda veida akumulatoru nodilums ir diezgan ātrs, kas saistīts ar plānas vielas plēvītes noberšanos, tomēr izmantošana un pieprasījums tikai pieaug. Patiešām, pat īsā kalpošanas laikā saules baterijas, kuru pamatā ir amorfs silīcijs, spēj nodrošināt enerģiju veseliem uzņēmumiem. Turklāt šādas vielas ražošana ir bez atkritumiem, kas padara to ļoti ekonomisku.
Šo modifikāciju iegūst, reducējot savienojumus ar aktīviem metāliem, piemēram, nātriju vai magniju.
Kristālisks silīcijs
Attiecīgā elementa sudrabaini pelēka spīdīga modifikācija. Tieši šī forma ir visizplatītākā un pieprasītākā. Tas ir saistīts ar šīs vielas kvalitatīvo īpašību kopumu.
Silīcija ar kristāla režģi raksturojums ietver tā veidu klasifikāciju, jo ir vairāki no tiem:
- Elektroniskā kvalitāte - tīrākā un augstākā kvalitāte. Tieši šis veids tiek izmantots elektronikā, lai izveidotu īpaši jutīgas ierīces.
- Saules kvalitāte. Pats nosaukums nosaka lietošanas jomu. Tas ir arī augstas tīrības pakāpes silīcijs, kura izmantošana ir nepieciešama kvalitatīvu un ilgmūžīgu saules bateriju radīšanai. Fotoelementu pārveidotāji, kas izveidoti uz kristāliskas struktūras bāzes, ir kvalitatīvāki un nodilumizturīgāki nekā tie, kas izveidoti, izmantojot amorfu modifikāciju, nogulsnējot uz dažāda veida substrātiem.
- Tehniskais silīcijs. Šajā šķirnē ietilpst tie vielas paraugi, kas satur apmēram 98% tīra elementa. Viss pārējais attiecas uz dažāda veida piemaisījumiem:
- alumīnijs;
- hlors;
- ogleklis;
- fosfors un citi.
Lai iegūtu silīcija polikristālus, tiek izmantota pēdējā aplūkojamās vielas šķirne. Šim nolūkam tiek veikti pārkristalizācijas procesi. Rezultātā tīrības ziņā tiek iegūti produkti, kurus var attiecināt uz saules un elektroniskās kvalitātes grupām.
Pēc savas būtības polisilīcijs ir starpprodukts starp amorfo un kristālisko modifikāciju. Ar šo opciju ir vieglāk strādāt, to labāk apstrādāt un notīrīt ar fluoru un hloru.
Iegūtos produktus var klasificēt šādi:
- multisilīcija;
- monokristālisks;
- profilēti kristāli;
- silīcija lūžņi;
- tehniskais silīcijs;
- ražošanas atkritumi vielu fragmentu un lūžņu veidā.
Katrs no tiem atrod pielietojumu rūpniecībā, un to pilnībā izmanto cilvēks. Tāpēc tie, kas saistīti ar silīciju, tiek uzskatīti par bezatkritumiem. Tas ievērojami samazina tā ekonomiskās izmaksas, neietekmējot kvalitāti.
Tīra silīcija izmantošana
Silīcija ražošana nozarē ir izveidojusies diezgan labi, un tās apjoms ir diezgan apjomīgs. Tas ir saistīts ar faktu, ka šis elements gan tīrā veidā, gan dažādu savienojumu veidā ir plaši izplatīts un pieprasīts dažādās zinātnes un tehnikas nozarēs.
Kur tiek izmantots kristāliskais un amorfais silīcijs tīrā veidā?
- Metalurģijā kā leģējoša piedeva, kas spēj mainīt metālu un to sakausējumu īpašības. Tātad, to izmanto tērauda un dzelzs kausēšanai.
- Tīrākas versijas - polisilīcija - ražošanai tiek izmantotas dažāda veida vielas.
- Silīcija savienojumi ar ir vesela ķīmiskā nozare, kas mūsdienās ir ieguvusi īpašu popularitāti. Silikona materiālus izmanto medicīnā, trauku, instrumentu un daudz ko citu ražošanā.
- Dažādu saules paneļu ražošana. Šī enerģijas iegūšanas metode ir viena no perspektīvākajām nākotnē. Videi draudzīgs, ekonomisks un izturīgs - šādas elektroenerģijas ražošanas galvenās priekšrocības.
- Silīcijs šķiltavām ir izmantots ļoti ilgu laiku. Pat senatnē cilvēki izmantoja kramu, lai, iekurot uguni, radītu dzirksteli. Šis princips ir pamats dažādu veidu šķiltavu ražošanai. Mūsdienās ir sastopamas sugas, kurās kramu aizstāj ar noteikta sastāva sakausējumu, kas dod vēl ātrāku rezultātu (dzirksteļošanu).
- Elektronika un saules enerģija.
- Spoguļu ražošana gāzes lāzeriekārtās.
Tādējādi tīram silīcijam ir daudz izdevīgu un īpašu īpašību, kas ļauj to izmantot svarīgu un nepieciešamo produktu radīšanai.
Silīcija savienojumu izmantošana
Papildus vienkāršai vielai tiek izmantoti arī dažādi silīcija savienojumi, turklāt ļoti plaši. Ir vesela rūpniecības nozare, ko sauc par silikātu. Tieši viņa balstās uz dažādu vielu izmantošanu, kas ietver šo apbrīnojamo elementu. Kas ir šie savienojumi un kas no tiem tiek ražots?
- Kvarcs vai upes smiltis - SiO 2. To izmanto celtniecības un dekoratīvo materiālu, piemēram, cementa un stikla, ražošanai. Kur šie materiāli tiek izmantoti, visi zina. Neviena konstrukcija nav pilnīga bez šiem komponentiem, kas apliecina silīcija savienojumu nozīmi.
- Silikāta keramika, kurā ietilpst tādi materiāli kā fajansa, porcelāns, ķieģelis un izstrādājumi uz to bāzes. Šīs sastāvdaļas tiek izmantotas medicīnā, trauku, dekoratīvo rotājumu, sadzīves priekšmetu ražošanā, celtniecībā un citās cilvēka darbības sadzīves jomās.
- - silikoni, silikageli, silikona eļļas.
- Silikāta līme - izmanto kā kancelejas preces, pirotehnikā un celtniecībā.
Silīcijs, kura cena pasaules tirgū mainās, bet nepārsniedz 100 Krievijas rubļu atzīmi par kilogramu (par kristālu) no augšas uz leju, ir pieprasīta un vērtīga viela. Protams, šī elementa savienojumi ir arī plaši izplatīti un piemērojami.
Silīcija bioloģiskā loma
No ķermeņa nozīmes viedokļa silīcijs ir svarīgs. Tā saturs un sadalījums audos ir šāds:
- 0,002% - muskuļi;
- 0,000017% - kauls;
- asinis - 3,9 mg / l.
Katru dienu iekšā vajadzētu nokļūt apmēram vienam gramam silīcija, pretējā gadījumā sāks attīstīties slimības. Starp tiem nav nāvējošu, taču ilgstoša silīcija badošanās noved pie:
- matu izkrišana;
- pūtīšu un pūtīšu parādīšanās;
- kaulu trauslums un trauslums;
- viegla kapilāru caurlaidība;
- nogurums un galvassāpes;
- daudzu zilumu un zilumu parādīšanās.
Augiem silīcijs ir svarīgs mikroelements, kas nepieciešams normālai augšanai un attīstībai. Eksperimenti ar dzīvniekiem ir parādījuši, ka tie indivīdi, kuri katru dienu patērē pietiekamu daudzumu silīcija, aug labāk.
Silīcija (IV) oksīds
Ķīmiskās īpašības
Silīcija dioksīds, kas tas ir? Saskaņā ar Wikipedia, četrvērtīgais silīcija oksīds ir daļa no gandrīz visiem iežiem. Šim ķīmiskajam savienojumam ir bezkrāsainu kristālu forma ar diezgan augstu kušanas temperatūru. Silīcija dioksīda formula: SiO2. Silīcija dioksīda ķīmiskā formula ir tāda pati kā silīcija dioksīdam. Kušanas temperatūra ir aptuveni 1600 grādi pēc Celsija.
Viela pieder skābo oksīdu grupai, ir dielektrisks, un tai ir vairākas kristālu polimorfās modifikācijas. Augstas temperatūras un spiediena ietekmē viela pārvēršas par koezītu un stišovītu, tai ir dažādas modifikācijas un formas, kvarcīns, opāls, autentiskais kvarcs, halcedons; Amorfais silīcija dioksīds ir kvarca stikls.
Silīcija dioksīda pielietojums
Viela formu daudzveidības dēļ tiek izmantota dažādās jomās. Minerālu izmanto stikla, abrazīvu, betona un keramikas izstrādājumu ražošanā; kā pildviela gumijas ražošanas laikā, lai iegūtu silīciju; ugunsizturīgu materiālu ražošanā; hromatogrāfijā. Kvarca kristālus izmanto šķiltavu, ultraskaņas ierīču ražošanā un radiotehnikā. Dažas aļģes veicina silīcija dioksīda uzkrāšanos biosfērā un veic bioķīmisko funkciju. Savienojumu izmanto arī kā emulgatoru pārtikas rūpniecībā ( E551), pievieno zobu pastai. Izmanto kā izolatoru, optisko šķiedru kabeļu ražošanā, izmanto kā sildelementu elektroniskajās cigaretēs; rotaslietās un tā tālāk. Silīcija dioksīdu plaši izmanto medicīnā kā palīgvielu, pārtikas piedevu vai enterosorbenta veidā.
Silīcija dioksīds: kaitējums un ieguvums
Viela nevar nodarīt lielu kaitējumu organismam, jo, nonākot kuņģa-zarnu traktā, tā netiek absorbēta caur kuņģa sieniņām un tiek izvadīta nemainītā veidā. Uztura bagātinātājs E 551 atrodams daudzos pārtikas produktos, cukurā, piena pulverī un ķirbēs, čipsos, krekeros, alkoholiskie dzērieni un konditorejas izstrādājumi. Pareizi lietojot zāles nav arī koloidālā silīcija dioksīda kaitējuma.
farmakoloģiskā iedarbība
Adsorbents, reģenerējošs.
Farmakodinamika un farmakokinētika
Silīcija dioksīdam ir diezgan augsta absorbcijas spēja. Viela saistās un izvada no organisma dažādus enzīmus, angigēns , audu sadalīšanās produkti, mikroorganismi un pārtika alergēni . Vielu aktīvi izmanto, lai evakuētu noteiktas zāles, ūdeni un indes. Pēc iekļūšanas gremošanas traktā līdzeklis netiek pakļauts sistēmiskai absorbcijai, neuzkrājas organismā.
Lietojot lokāli, viela novērš audu nekrotiskās izmaiņas, veicina brūču dzīšanu.
Lietošanas indikācijas
Medicīnā koloidālo silīcija dioksīdu izmanto:
- ar zarnu infekcijām, pārtiku toksiskas infekcijas , alerģijas ;
- ar eksogēnu un endogēnu intoksikācija ;
- kā daļa no akūtas saindēšanās kompleksās ārstēšanas;
- plkst alkohola izņemšana ;
- mīksto audu strutojošu-iekaisīgu slimību, abscesu, strutojošu brūču ārstēšanā, flegmona , mastīts .
Kontrindikācijas
Viela ir kontrindicēta sistēmiskai lietošanai paasinājuma laikā; plkst kuņģa erozija un zarnu aizsprostojums. Zāles netiek lietotas granulējošām un tīrām aseptiskām brūcēm.
Blakus efekti
Silīcija dioksīds, lietojot iekšķīgi, var izraisīt,. Ar lokālu iedarbību - lai veidotos garoza, kas novērš normālu brūces virsmas aerāciju.
Lietošanas instrukcija (metode un devas)
Vielu lieto iekšķīgi saskaņā ar instrukcijām, kas pievienotas zālēm.
Pārdozēšana
Pārdozēšanas gadījumā pacientiem var rasties gremošanas traucējumi . Nav informācijas par vielas pārdozēšanas gadījumiem.
Mijiedarbība
Zāles, lietojot iekšķīgi, spēj samazināt vienlaikus lietoto perorālo zāļu efektivitāti. Starp citu zāļu lietošanu jābūt vienas stundas pārtraukumam.
Silīcija dioksīds, kas pazīstams kā pārtikas piedeva ar numuru E551, ir kristāliskas vielas formā, kurai nav krāsas. Šim savienojumam ir augsta stiprības un cietības pakāpe. Dioksīds ir izturīgs pret skābēm un nereaģē ar ūdeni.
Dabā savienojumu var atrast kvarca formā, parastās smiltis sastāv no sīkiem kvarca graudiņiem. Dioksīds šajā formā tiek izmantots jomās un tehnoloģijās, kur nav prasības attiecībā uz materiāla augstu tīrības pakāpi. Silīcija oksīdu kristālu veidā pārstāv jašma, kalnu kristāls, ahāts, morions, ametists, halcedons, topāzs. Okeānu dibenā no atmirušajām aļģēm un ciliātiem veidojas amorfs silīcija dioksīds.
Sintētisko vielu iegūst, oksidējot silīciju aptuveni 500 grādu pēc Celsija temperatūrā skābekļa atmosfērā.
Pārtikas piedeva E551 ir pazīstama arī kā aerosils, amorfs silīcija dioksīds, silīcija dioksīds, baltie sodrēji, smalki izkliedēts dioksīds.
Silīcija dioksīds: pielietojums
Pārtikas silīcija dioksīds tā īpašību dēļ tiek plaši izmantots kā emulgators un viela, kas novērš salipšanu un salipšanu. Šo papildinājumu var atrast šādās produktu grupās:
- raudzēti piena produkti, visbiežāk sieros;
- garšvielas, garšvielas, kaltētas garšvielas;
- konditorejas izstrādājumi, saldumi;
- pārtika pulvera veidā, piemēram, sāls, cukurs, milti;
- dažādas uzkodas, čipsi, rieksti dažādās glazūrās, alus uzkodas, krekeri;
- alkoholiskie dzērieni.
Silīcija dioksīds ir atradis savu pielietojumu zobu pastu, enterosorbentu un dažu veidu zāļu ražošanā.
Savienojumu izmanto keramikas, stikla, abrazīvu, betona izstrādājumu ražošanā, kā pildvielu gumijas ražošanā, silīcija ražošanā, silīcija ugunsizturīgo materiālu ražošanā, hromatogrāfijas jomā utt. pjezoelektriskās īpašības, kas piemīt vielas kristāliem, silīcija dioksīda izmantošanai ultraskaņas iekārtās, kā arī radiotehnikai.
Mākslīgi ražotas oksīda plēves tiek izmantotas kā izolators mikroshēmu un citu elektronisko komponentu ražošanā. Dioksīdu tīrā kausētā veidā apvienojumā ar dažādām īpašām sastāvdaļām izmanto optisko šķiedru kabeļu ražošanā.
Silīcija dioksīds: kaitējums
Pārtikas silīcija dioksīds, kas pazīstams kā piedeva ar numuru E551, ir piešķirts grupai ķīmiskie savienojumi, kas ir apstiprināti izmantošanai pārtikas ražošanas procesos. Bet saskaņā ar vairāku ekspertu brīdinājumiem silīcija dioksīds rada arī kaitējumu cilvēka ķermenim, kas izpaužas mijiedarbības gadījumā ar savienojumu.
Tomēr ir vērts atzīmēt, ka silīcija dioksīds var nodarīt kaitējumu, ja netiek ievēroti piesardzības pasākumi, strādājot ar vielu tīrā veidā. Piemēram, putekļi, kas veidojas dioksīda mijiedarbības laikā ar citiem ķīmiskiem reaģentiem, var izraisīt nopietnu cilvēka plaušu un bronhu kairinājumu.
Ja savienojumu lieto iekšā, tas nemainītā stāvoklī iziet cauri kuņģa-zarnu traktam un pēc tam dabiski atstāj ķermeni. Mēs arī atzīmējam, ka Francijā piecpadsmit gadus ir veikti pētījumi par šo piedevu, kas parādīja, ka dzeramā ūdens gadījumā ar augsts līmenis Dioksīda saturs samazina Alcheimera slimības attīstības risku pat par 11%.
Populāri raksti Lasīt vairāk rakstus
02.12.2013
Mēs visi dienas laikā daudz staigājam. Pat ja mums ir mazkustīgs attēls dzīve, mēs joprojām staigājam - galu galā mums nav ...
610240 65 Lasīt vairāk
10.10.2013
Piecdesmit gadi daiļā dzimuma pārstāvēm ir sava veida pagrieziena punkts, pēc kura pārkāpšanas katrs otrais ...
451130 117 Lasīt vairāk
02.12.2013
Mūsu laikos skriešana vairs neizraisa daudz slavinošu atsauksmju, kā tas bija pirms trīsdesmit gadiem. Tad sabiedrība būtu...
356878 41 Lasīt vairāk
Silīcija dioksīds (silīcija dioksīds, silīcija dioksīds, silīcija dioksīds) ir viela, kas sastāv no bezkrāsainiem kristāliem ar augstu stiprību, cietību un ugunsizturību. Silīcija dioksīds ir izturīgs pret skābēm un nesadarbojas ar ūdeni. Palielinoties reakcijas temperatūrai, viela mijiedarbojas ar sārmiem, izšķīst fluorūdeņražskābē un ir lielisks dielektrisks.
Dabā silīcija dioksīds ir diezgan izplatīts: kristālisko silīcija oksīdu pārstāv tādi minerāli kā jašma, ahāts (smalki kristāliski silīcija dioksīda savienojumi), kalnu kristāls (lieli vielas kristāli), kvarcs (brīvs silīcija dioksīds), halcedons, ametists, morions, topāzs (krāsaini silīcija dioksīda kristāli).
Normālos apstākļos (dabiskā apkārtējā temperatūrā un spiedienā) ir trīs silīcija dioksīda kristāliskās modifikācijas - tridimīts, kvarcs un kristobalīts. Temperatūrai paaugstinoties, silīcija dioksīds vispirms pārvēršas par koezītu, bet pēc tam par stišovītu (minerāls, kas tika atklāts 1962. gadā meteorīta krāterī). Saskaņā ar pētījumiem, tas ir stišovīts - silīcija dioksīda atvasinājums -, kas izklāj ievērojamu daļu no Zemes mantijas.
Vielas ķīmiskā formula ir SiO 2
Silīcija dioksīda iegūšana
Silīcija dioksīdu rūpnieciski ražo kvarca rūpnīcās, kurās tiek ražots tīrs kvarca koncentrāts, ko pēc tam izmanto ķīmiskajā un elektroniskajā rūpniecībā, optikas, gumijas un krāsojuma pildvielu, juvelierizstrādājumu u.c. ražošanā. Dabīgais silīcija dioksīds, citādi saukts par silīcija dioksīdu, tiek plaši izmantots būvniecībā (betons, smiltis, skaņas un siltumizolācijas materiāli).
Silīcija dioksīda iegūšana sintētiskā veidā tiek veikta, iedarbojoties ar skābēm uz nātrija silikātu, dažos gadījumos - uz citiem šķīstošiem silikātiem vai ar koloidālā silīcija dioksīda koagulācijas metodi jonu ietekmē. Turklāt silīcija dioksīdu iegūst, oksidējot silīciju ar skābekli aptuveni 500 grādu pēc Celsija temperatūrā.
Silīcija dioksīda pielietošana
Atrasti silīciju saturoši materiāli plašs pielietojums gan augstajās tehnoloģijās, gan Ikdiena. Silīcija dioksīdu izmanto stikla, keramikas, betona izstrādājumu, abrazīvo materiālu ražošanā, kā arī radiotehnikā, ultraskaņas ierīcēs, šķiltavu u.c. Apvienojumā ar vairākām sastāvdaļām silīcija dioksīds tiek izmantots optisko šķiedru kabeļu ražošanā.
Neporains amorfs silīcija dioksīds tiek izmantots arī pārtikas rūpniecībā kā piedeva, kas reģistrēta ar numuru E551, kas novērš galvenā produkta salipšanu un salipšanu. Pārtikas silīcija dioksīdu izmanto farmācijas rūpniecībā kā enterosorbentu, zobu pastu ražošanā. Viela ir atrodama čipsos, krekeros, kukurūzas nūjiņās, šķīstošajā kafijā u.c.
Silīcija dioksīda kaitējums
Ir oficiāli apstiprināts, ka silīcija dioksīda viela iziet cauri kuņģa-zarnu traktam nemainītā veidā, pēc tam pilnībā izdalās no organisma. Saskaņā ar 15 gadu franču ekspertu pētījumiem, izmantošana dzeramais ūdens ar augstu silīcija dioksīda saturu uzturā samazina Alcheimera slimības attīstības risku par 10%.
Tādējādi informācija par silīcija dioksīda, kas ir ķīmiski inerta viela, kaitīgumu, ir nepatiesa: uztura bagātinātājs E551, lietots iekšķīgi, ir pilnīgi drošs veselībai.
2. Silīcija dioksīds M - amorfs silīcija dioksīds, kas iegūts, apstarojot ar ātriem neitroniem amorfu vai kristālisku silīcija dioksīdu. Šajā gadījumā sākotnējā amorfā silīcija dioksīda blīvums palielinās, bet kristāliskā silīcija dioksīda blīvums samazinās. Silīcija dioksīds M ir termiski nestabils un, turot 930°C 16 stundas, pārvēršas par kvarcu.Tā blīvums ir 2,26, salīdzinot ar 2,20 kvarca stiklam vai mikroamorfajiem silīcija dioksīdam. Faktiski silīcija dioksīds M, kas iegūts no dažām kristāliskām formām, var nedaudz atšķirties.
3. Mikroamorfs silīcija dioksīds, ieskaitot solus, želejas, pulverus un porainus stiklus, kas sastāv galvenokārt no primārajām daļiņām, kuru izmērs ir mazāks par vienu mikronu vai kuru īpatnējais virsmas laukums ir lielāks par ~3 m2/g. (Sīkāka informācija par mikroamorfo silīcija dioksīdu ir sniegta 4. un 5. nodaļā.)
Pastāv viedoklis, ka patiesībā amorfs silīcija dioksīds nav amorfs, bet gan sastāv no sakārtotiem mikroreģioniem vai ārkārtīgi maza izmēra kristāliem, kurus rūpīgi pārbaudot ar rentgenstaru difrakciju, šķietami redzama kristobalīta struktūra. Tomēr, pētot ar parastajām difrakcijas metodēm, šādam materiālam atšķirībā no makroskopiskajiem kristāliem tiek iegūta tikai plata josla, ja nav multipleta pīķu. Tāpēc šajā monogrāfijā šāds silīcija dioksīds tiks saukts par "amorfu".
Dabiskos apstākļos mikroamorfie silīcija dioksīda veidi veidojas vai nu kondensācijas procesā no vulkāna izvirdumu laikā izplūstošās tvaika fāzes, vai arī nokrišņojot no pārsātinātiem silīcija dioksīda šķīdumiem dabiskajos ūdeņos un dzīvos organismos. Izņemot silīcija dioksīdu,
nogulsnēts augos vai kramaļģos, dabiski sastopamais mikroamorfais silīcija dioksīds parasti ir pārāk piesārņots, lai būtu piemērots šķīdības pētījumiem. (Dabīgā opāla veidošanās un īpašības ir apskatītas 4. nodaļā.)
Mikroamorfo silīcija dioksīdu, kas sintezēts laboratorijas apstākļos, var iedalīt trīs klasēs:
1. Mikroskopiskas šķirnes, kas iegūtas īpašos procesos bukletu, lentu un šķiedru veidā.
2. Parastās amorfās formas, kas sastāv no elementārām sfēriskām SiO2 daļiņām, kuru izmērs ir mazāks par 1000 A un kuru virsma veidojas vai nu no bezūdens SiO2, vai no SiOH grupām. Šādas daļiņas var būt atsevišķas vai savienotas trīsdimensiju režģī, kā parādīts attēlā. 1.2: a) diskrētas vai izolētas daļiņas, kā tas ir solos; b) trīsdimensiju agregāti, kas savienoti ķēdēs ar siloksāna saiti kontaktpunktos, kā gēlos; c) lielapjoma trīsdimensiju daļiņu agregāti, kā novērots aerogēlos, pirogēnajā silīcija dioksīdā un dažos izkliedētā silīcija dioksīda pulveros.
3. Hidrats amorfs silīcija dioksīds, kura struktūrā visus vai gandrīz visus silīcija atomus satur viena vai vairākas hidroksilgrupas. Šāda veida polimēra struktūra veidojas, kad monosilīcijskābe vai oligosilīcijskābes tiek koncentrētas un polimerizētas ūdenī, nedaudz paskābinot šķīdumu un normālā vai pazeminātā temperatūrā. Pašlaik tiek apgalvots, ka šādos apstākļos silīcija dioksīds polimerizējas līdz ārkārtīgi mazām sfēriskām daļiņām, kuru diametrs ir mazāks par 20-30 Å. Koncentrējoties, šādas daļiņas savienojas, veidojot trīsdimensiju gēla masu, aizturot ūdeni telpās starp daļiņām. . Šādu spraugu izmēri ir tuvi molekulārajiem, un tāpēc tie spēj noturēt ūdeni līdz 60 °C temperatūrai, virs kuras ūdens var desorbēties.
Normālos apstākļos šādas struktūras nesaglabājas tāpēc, ka solu un želeju pagatavošanas laikā pH vērtība nepaliek pietiekami zema līdz sistēmas gala stāvoklim un temperatūra netiek uzturēta zem 60 °C.
Amorfā silīcija dioksīda lielais īpatnējais virsmas laukums un šķīdināšanas ātrums ļauj veikt nepieciešamās reakcijas daudz zemākās temperatūrās, nekā nepieciešams pulverveida kristāliskajam silīcija dioksīdam. Pastiprināta ķīmiskā reakcija...
Dažiem lietojumiem silīcija dioksīda vai stikla virsmu vēlams samitrināt ar ūdeni. Bet tajā pašā laikā nevajadzētu būt dažādām raksturīgām jonu, hidrofobām vai ūdeņraža saitēm, kas rodas organisko vielu adsorbcijas laikā ...
Neapšaubāmi, senākās dzīvo organismu fosilās atliekas ir zilaļģes, kas atrodamas kā ieslēgumi šertā (mikrokristāliskā silīcija dioksīds), ko atklāja Bārgorns un Tailers un pēc tam pētīja daudzi pētnieki ...