КРЕМНІЄВА КИСЛОТА: ВЛАСТИВОСТІ, РЕАКЦІЇ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Кремнієва кислота являє собою гідратованих форму оксиду кремнію. Це загальна назва сімейства хімічних сполук, що складаються з кремнію та певної кількості молекул водню та кисню.

Загальна формула цих кислот - це _n , і найпоширенішою формою, в якій вона зазвичай зустрічається, є форма ортосилілової кислоти H ₄ SiO ₄ .

Малюнок 1: Структура кремнієвої кислоти.

Кремнієва кислота є частиною сімейства Різні силікати. Це означає, що найбільшим металевим оксоаніоном є силікат, і що до нього не приєднаний жоден неметалічний атом. Є окремі випадки, коли вони мають один неметалічний атом, але ніколи більше одного.

Фізичні властивості кремнієвої кислоти

Кремнієва кислота існує лише у двох станах - аморфній та кристалічній. Перший отримують методом осадження, а другий представлений у вигляді гірського кристала.

Кремнієва кислота в аморфній формі (SiO ₃ ) є білою, несмачною, нерозчинною у воді і не утворює ніякої згуртованої пластичної маси з її молекулами, як це відбувається з алюмінієм.

У своєму кристалічному стані він не розчиняється жодними оксацидами. Коли дуже розбавлений розчин кремнезему обробляється сірчаною, азотною або соляною кислотою, кремнієва кислота не осаджується. Натомість він, як видається, розчиняється у воді як гідрат.

Коли розчин кислоти або кислоти додають до силікатного розчину, гідрат осаджується у желеподібному вигляді, який при висиханні та згодом нагріванні з великою енергією стає нерозчинною речовиною.

Хімічні реакції

Кремнієва кислота надзвичайно слабка і втрачає перший протон лише при наближенні до рН 10. Відомо, що лише 3 реакції з цією кислотою відбуваються в нормальних фізіологічних умовах життя.

1. Реакція сама по собі, коли розчинність перевищена, утворюється аморфний гідрат кремнезему.
2. Його реакція з гідроксидом алюмінію з утворенням гідроксиду силікату алюмінію.
3. Реакція з надлишком молібдату з утворенням гетерополікислот, таких як силікомолібдат.

Де знаходиться кремнієва кислота?

Після кисню кремній є найпоширенішим у природі елементом, він знаходиться у вигляді кристалів. Коли знаходиться у водному середовищі, він стає неіонізуючим, тому солі кремнію в океані можуть підкисляти кремній і створювати кремнієву кислоту.

Чистий вхід кремнієвої кислоти у світовий океан був виявлений при 6,1 ± 2,0 терамол кремнію на рік (1 терамол = 1012 молей). Майже 80% цього внеску припадає на річки, середня глобальна концентрація яких становить 150 мкмолярних (концентрація у воді).

У сучасних морських відкладах чистий вихід біогенного кремнію (перетворення розчиненого силікату в скелетний матеріал частинок) становить 7,1 ± 1,8 терамол на рік.

Валовий випуск біогенного кремнезему в поверхневих водах становить 240 ± 40 терамолей кремнію на рік, а коефіцієнт збереження (накопичення опалів у відкладах / валовий видобуток у поверхневих водах) становить 3 відсотки.

У флорі його можна зустріти в рослині Borago officinalis (Borraje), яке в своєму складі містить до 2,2% кремнієвої кислоти.

Ортосилінова кислота - найпоширеніша форма кремнієвої кислоти, яку можна зустріти у багатьох різних місцях. Найбільші біодоступні джерела цієї кислоти знаходяться у воді, будь то в морській воді чи інших напоях, таких як пиво.

Для його отримання в лабораторії слід той же принцип, що і в океані, його можна отримати шляхом підкислення силікату натрію у водному розчині.

Використовує в повсякденному житті

Зубна паста

Це абразивний гель, який використовується в зубній пасті, або в прозорій частині подряпаної зубної пасти, оскільки в поєднанні з карбонатом кальцію він допомагає безпечно видаляти наліт за допомогою щітки.

Він зареєстрований як безпечна сполука в Адміністрації США з харчових продуктів та лікарських препаратів і не має відомих токсичності або канцерогенності.

Десикант

Під час сушіння в духовці він втрачає воду і стає осушувачем (речовиною, яка витягує воду з повітря). Тому невеликі пакетики з кристалів силікагелю можна знайти в контейнерах, вміст яких може бути пошкоджений вологою, наприклад, вітамінними пляшками, електронікою, взуттям або шкіряними виробами.

Інші види використання

Його можна знайти в магазинах подарунків, таких як чарівні камені, хімічний сад або кришталевий сад. Суха його форма змішується з солями різних металів.

Коли натрій кидається у воду, його замінюють металом, а силікат металу не розчинний у воді, утворюється осад характерного кольору металу. Металічний силікат також розширюється як гель і росте як барвисті сталагміти у воді.

Ортосилічна кислота (ОСА) Медичні переваги

Ортосилінова кислота є найкращим біодоступним кремнієвим середовищем для людини. Його можна використовувати для лікування різних станів здоров'я, таких як хвороба Альцгеймера, артрит, атеросклероз, гіпертонія, хвороби серця, остеопороз, інсульт та волосся.

Здоров'я кісток

У дослідженні 2008 року 136 жінок з остеопенією їм отримували ортосилікову кислоту разом з кальцієм та вітаміном D або плацебо щодня протягом року. Через рік учасники, які отримували кислоту, покращувались у формуванні кісток.

Вчені стверджують, що це пов'язано з здатністю ортосилінової кислоти стимулювати вироблення колагену (білка, який міститься в сполучній тканині) та сприяти розвитку кістково-будівельних клітин.

Здоров'я волосся

Невелике дослідження, опубліковане в 2007 році, свідчить про те, що ця кислота може допомогти покращити якість та здоров'я волосся. У ході дослідження 48 жінок із «тонким волоссям» були поділені на дві групи та отримували плацебо або ортосиліконову добавку протягом дев’яти місяців.

Дослідники встановили, що ортосаліцилова кислота, як виявилося, збільшує силу та густоту волосся. Взагалі якість волосся також покращилася за рахунок добавки ортосаліцилової кислоти.

Список літератури

1. Національний центр інформації про біотехнології. PubChem Складова база даних; CID = 14942. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Грем, Т. (1863). Про властивості кремнієвої кислоти та інших аналогічних колоїдних речовин. Праці Лондонського королівського товариства, 13, 335-341. Відновлено з: jstor.org.
3. Редактори Енциклопедії Британіка (1998) Хімічна сполука кремнійкислоти. Енциклопедія Британіка. Відновлено: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). Гідратований кремнезем - Том Мен. Відновлено з: tomsofmaine.com.
5. Вільям Томас Бранде, Альфред Свен Тейлор. Хімія. Бланшар та Леа. Отримано 21 березня 2017 року з books.google.co.ve.id.
6. Польовий, С. (2017). Гідратний діоксид кремнію. Отримано 22 березня 2017 року з: sci-toys.com.