Силициева киселина: свойства, реакции и употреба

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

Общата формула за тези киселини е [SiOx (OH) _4-2x ] _n, и най-често срещаната форма, в която обикновено се намира, е в ортосилициевата киселина H ₄ SiO ₄ .

Силициевата киселина е част от семейството на различни силикати. Това означава, че най-големият метален оксоанион е силикат и че към него не е свързан неметален атом. Има някои изолирани случаи, в които те имат неметален атом, но никога повече от един.

Физични свойства на силициева киселина

Силициевата киселина съществува само в две състояния, аморфна и кристална. Първият се получава чрез процес на утаяване, а вторият е представен като скален кристал.

Силициевата киселина в своята аморфна форма (SiO ₃ ) е бяла, без вкус, неразтворима във вода и не образува никаква кохезивна маса от пластмаса със собствени молекули, както с алуминия.

В своето кристално състояние, не се разтваря от каквато и да е оксацид. Когато много разреден разтвор от разтвор на силициев двуокис се обработва със сярна, азотна или солна киселина, силициевата киселина не се утаява. Вместо това изглежда, че се разтваря във вода като хидрат.

Когато се добави разтвор на киселината или киселината към силикатен разтвор, хидратът се утаява в желатинова форма, която, когато се изсуши и след това се нагрява с много енергия, става неразтворима субстанция.

Химични реакции

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

1. Самата реакция, когато разтворимостта е превишена, за да се образува аморфен силициев хидрат.
2. Неговата реакция с алуминиев хидроксид до образуване на алуминиев силикат хидроксид.
3. Реакцията с излишък от молибдат за образуване на хетерополикиселини като силикомолибдат.

Къде е силициева киселина?

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

Нетните входове на силициевата киселина в световния океан са открити в 6.1 ± 2.0 терамола силиций годишно (1 терамол = 1012 мола). Почти 80% от този принос идват от реки, чиято средна глобална концентрация е 150 микромола (концентрация във вода).

В съвременните морски утайки нетните добиви на биогенния силиций (превръщане на разтворения силикат в скелетен материал) е 7.1 ± 1.8 терамола годишно.

Брутната продукция на биогенния силициев диоксид в повърхностните води е 240 ± 40 терамола силиций на година, а коефициентът на съхранение (натрупване на опали в седименти / брутно производство в повърхностни води) е 3 процента.

В флората може да се намери в растението Borago officinalis (Borrage), което в състава му представлява до 2, 2% силициева киселина.

Ортосилициевата киселина е най-разпространената форма на силициева киселина, която може да се открие на различни места. Основните бионалични източници на тази киселина се намират във вода, или в морска вода, или в други напитки, като например бира.

За да се получи в лабораторията, следва същия принцип както в океана, той може да се получи чрез подкисляване на натриевия силикат във воден разтвор.

Използва се в ежедневието

паста за зъби

Това е абразивният гел, използван в пастата за зъби или в чистата част на пастата за зъби, тъй като в комбинация с калциев карбонат помага за безопасното премахване на плочата с четка.

Той е регистриран като безопасно съединение в Администрацията по храните и лекарствата на САЩ и няма известна токсичност или канцерогенност.

изсушител

Когато изсъхне във фурна, тя губи вода и става десикант (вещество, което привлича вода от въздуха). Следователно, малки опаковки от кристали от 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

Той може да бъде намерен в магазини за подаръци като магически камъни, химическа градина или стъклена градина. Сухата му форма се смесва със соли на различни метали.

Когато към водата се добавя натрий, той се замества с метал и тъй като металният силикат не е разтворим във вода, се образува утайка от характерния цвят на метала. Металният силикат се разширява като гел и расте като цветни сталагмити във водата.

Медицински ползи от ортосилициева киселина (OSA)

Ортосилициевата киселина е най-доброто бионалично средство от силиций за хората. Това 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 на 136 жени с остеопения през 2008 г. те са получавали ортосилициева киселина заедно с калций и витамин D или плацебо всеки ден в продължение на една година. След годината участниците, които са получили киселината, се подобряват при образуването на кости.

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 костно-образуващи клетки.

Здраве в косата

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

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