Ортосилициева киселина: формула, свойства, рискове и приложения

Ортосилициевата киселина е преобладаващо химическо съединение в семейство съединения, известни като силициеви киселини. Тези киселини съдържат силициевия елемент, свързан с кислород и хидроксиди, чиято обща формула е [SiOx (OH) _4-2x ] _n . Химичната му формула е H ₄ SiO ₄ и нейната структура е представена на фигура 1.

Ортосилициевата киселина е хидратирана форма на силициев диоксид, от семейството на Разни силикати. Това са неорганични съединения, в които най-големият метален оксоанион е силикат, към който не е свързан атом или неметален атом.

Счита се за основно вещество, от което се получава голямо семейство минерали (силикати), соли и естери. Киселината може да се приготви само като нестабилен разтвор във вода;

Техните молекули лесно се кондензират помежду си, за да образуват водни и полимерни вериги, пръстени, листове или триизмерни мрежи, които образуват структурните единици на силикагел и много минерали, които имат много ниска разтворимост във вода (Britannica, 1998).

Orthosilicic киселина се намира естествено в сладководни и морска вода, тя също се намира в някои напитки като бира.

Той се произвежда от небиологичен процес, наречен хидратация, който включва вода и кварц, за който е известно, че е често срещан на Земята. Реакцията, която произвежда силициева киселина от кварц, може да бъде написана като:

Si02 + 2H2O → H4SiO4

Съединението обикновено се нарича разтворим силициев диоксид, тъй като ортосилициевата киселина е начинът, по който организмът получава минералния силиций, който е необходим при синтеза на колаген и при образуването на кости.

Въпреки че във водата се намира ортосилициевата киселина, са известни случаи на хора с липса на силиций. В резултат на това се увеличава употребата на добавки с ортосилициева киселина (Orthosilicic Acid, SF).

Физични и химични свойства

Ортосилициевата киселина е бяло аморфно (некристално) твърдо вещество без характерен мирис (Национален център за биотехнологична информация, 2017). Външният му вид е показан на фигура 2.

Неговата молекулна маса е 60.06 g / mol, плътността му е 1.8 g / ml и е неразтворима в студена вода и разтворима в гореща вода и етанол (Royal Society of Chemistry, 2015).

Съединението е несъвместимо с флуориди като водороден флуорид, зенон хексафлуорид, кислороден дифлуорид и хлорен трифлуорид. Веществото може да експлодира, когато се намокри и нагрява с магнезий.

Реактивност и опасности

Ортосилициевата киселина е класифицирана като стабилно съединение, но мутагенни ефекти са открити за соматичните клетки на някои нечовешки бозайници.

Веществото действа като сушител и може да предизвика дразнене, суха кожа и да причини сухота и дразнене на лигавиците и дихателните пътища при тежка експозиция.

Не се очакват вредни ефекти в случай на контакт с очите, но прахът може да причини механично дразнене.

Може да бъде вредно при поглъщане в големи количества. Обаче, не се очакват неблагоприятни последици за промишленото числено управление. Епидемиологичните проучвания показват нисък потенциал за неблагоприятни ефекти върху здравето (Информационен лист за безопасност на силициевата киселина, 2013).

приложения

Ортосилициевата киселина е основната форма на бионаличен силиций. Предполага се, че относително неразтворимите форми на силициев диоксид могат също да отделят малки, но значителни количества силиций в биологичните отделения.

Например, колоидна силициева киселина, силикагел и зеолити, въпреки че са относително неразтворими във вода, могат да увеличат концентрациите на водоразтворим силициев диоксид и се смята, че зависят от специфични структурно-химични характеристики (Lela Munjas Jurkić, 2013),

Като цяло, снабдяването с храна осигурява достатъчно силиций по горепосочените начини, че може да се абсорбира и значително да подобри човешкото здраве като цяло, въпреки отрицателното възприемане на силициевия диоксид като опасност за здравето.

Хранителните източници на бионаличен силиций включват пълнозърнести храни, зърнени храни, бира и някои зеленчуци като зелен фасул. Силикон под формата на силициев диоксид или силициев диоксид (SiO2) е обичайна хранителна добавка, но има ограничена чревна абсорбция. (Рей Сахелян, 2016).

Силиконът вече се свързва с минерализация на костите, синтез на колаген, кожа, коса и нокти, атеросклероза, болест на Алцхаймер, укрепване на имунната система и други нарушения или фармакологични ефекти.

Предполага се, че силиций има роля в образуването на съединителна тъкан и присъства в 1-10 ppm в косата.

Ортосилициевата киселина, стабилизирана с холин, е бионалична форма на силиций, която е установила, че подобрява микрорелефа на кожата и механичните свойства на кожата при жени с фотографирана кожа.

Пероралният прием на стабилизирана ортосилициева киселина с холин има положителен ефект върху якостта на опън, включително еластичност и разрушаващо натоварване на косата и води до по-дебела коса (Barel A, 2005).

В проучване от 2008 г. 136 жени с остеопения са приемали ортосилициева киселина заедно с калций и витамин D, или просто плацебо всеки ден в продължение на една година. След завършване на годината, участниците, които са получили ортосилициева киселина, са показали по-големи подобрения в образуването на кости.

Учените приписват това на способността на ортосилициевата киселина да стимулира производството на колаген (протеин, намиращ се в съединителната тъкан) и да насърчава развитието на "костно-образуващи клетки".

Едно от първите проучвания, проведени през 1997 г., изследва ефектите на ортосилициевата киселина върху здравето на ставите при телета.

Изследователите открили, че телетата, които са били хранени с добавка за ортосилициева киселина, обикновено имат по-висока концентрация на колаген в хрущяла, което би означавало по-силни и по-здрави стави.

Изследователите не бяха напълно сигурни дали добавките към ортосилициевата киселина ще доведат до същите ефекти при хората, въпреки че по-новите проучвания сочат, че OSA може да повтори подобни резултати.