Silica

For de kemiske elementer med atomnummer 14, er i periodiske system gruppe IV i perioden 3 og III serien, kan være dannet af to siliciumoxider, der består af to elementer Si og O:

• siliciummonoxid, hvor Si er divalent, det okisda kemiske formel kan repræsenteres som SiO;
• silica - er den højeste siliciumoxid, hvori Si er tetravalent, dens kemiske formel skrives som SiO2.

Silicium (IV) oxid i udseende er gennemsigtige krystaller. Densiteten af SiO2 lig 2.648 g / cm. Stoffet smelter i et temperaturområde fra 1600 til 1725 ° C, koger ved 2230 ° C.

SiO2 siliciumoxid var kendt for sin hårdhed og styrke siden oldtiden, den mest almindelige i naturen som sand eller kvarts samt i cellevæggene i diatoméer. Stoffet har mange polymorfe, oftest findes i to former:

• Krystal - et naturligt mineral kvarts og dens sorter (chalcedony, sten krystal, jasper, agat, flint); Quartz er grundlaget for kvartssand, det er en vigtig byggemateriale og råvarer til silikat industrien;
• amorf forekommer som et naturligt mineral opal struktur, som kan beskrives ved formlen SiO2 • nH2O; jordagtige former for amorft SiO2 er tripoli (stenmel, diatoméjord) eller diatoméjord; syntetisk amorf vandfri silica - er silica, som er lavet af natriummetasilicat.

Siliciumoxid SiO2 er et surt oxid. Denne faktor bestemmer dets kemiske egenskaber.

Fluor reagerer med siliciumdioxid: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 til dannelse farveløs siliciumtetrafluorid gas og oxygen, medens de andre gasser (halogener Cl2, Br2, I2) responsive mindre aktive.

Siliciumoxid IV omsættes med flussyre til opnåelse fluorkiselsyre: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O . Denne egenskab anvendes i halvlederindustrien.

Silicium (IV) oxid opløst i den smeltede eller varme koncentreret alkali til dannelse af en natriumsilicat: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Siliciumdioxid reagerer med basiske metaloxider (for eksempel oxider af natrium, kalium, bly (II), eller en blanding af zinkoxid, der anvendes i produktion af glas). For eksempel omsætning af natriumoxid og SiO2, et resultat, som kan dannes: natrium orthosilicat 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, natriumsilicat Na2O + SiO2 → Na2SiO3, og glas Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Eksempler på sådanne glas har kommerciel værdi, er natronkalkglas, borsilicatglas, blyholdig glas.

siliciumdioxid ved høje temperaturer, omsættes med silicium, hvilket resulterer i en gasformig kulilte: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

Oftest er silica SiO2 anvendes til fremstilling af elementært silicium. Interaktionsprocessen med elementært kulstof forløber ved en høj temperatur i den elektriske ovn: 2C + SiO2 → Si + 2CO. Det er ganske energikrævende. Imidlertid sit produkt anvendes i halvlederindustrien teknikken til fremstilling af solceller (lys energi omdannes til elektricitet). Også rene Si anvendes i stålindustrien (i produktion af varme-resistente og syrefast silicium). Den således opnåede elementært silicium nødvendig for at opnå en ren siliciumdioxid, hvilket er vigtigt for en række industrier. Naturlig SiO2 bruges i form af sand i de industrier, der ikke kræver sin høj renhed.

Inhalation fint pulveriseret krystallinsk SiO2 støv, selv i meget små mængder (op til 0,1 mg / m), med bronkitis silikose eller cancer kan udvikle sig over tid. Støv bliver farligt, hvis det kommer ind i lungerne, konstant irriterende dem, og dermed reducere deres funktion. Hos mennesker er det siliciumoxid i form af krystallinske partikler, der ikke opløses i klinisk relevante tidsperioder. Denne effekt kan skabe risiko for erhvervssygdomme til personer, der arbejder med sandblæsning udstyr eller produkter, der indeholder krystallinsk silica pulver. Børn kan astmatikere i alle aldre, der lider af allergi, samt ældre mennesker bliver syge hurtigere.