Kiselsyreegenskaber, reaktioner og anvendelser

2654
Egbert Haynes
Kiselsyreegenskaber, reaktioner og anvendelser

Det kiselsyre det er en hydreret form af siliciumoxid. Det er det generelle navn for familien af ​​kemiske forbindelser dannet af et silicium og en vis mængde brint og iltmolekyler..

Den generelle formel for disse syrer er [SiOx(OH)4-2x]n, og den mest almindelige form, hvori det normalt findes, er i orthosilicic acid H4Ja4.

Figur 1: Struktur af kiselsyre.

Kiselsyre er en del af familien Diverse silicater. Dette betyder, at den største metalliske oxoanion er silikatet, og at der ikke er knyttet noget ikke-metallisk atom til det. Der er nogle isolerede tilfælde, hvor de har et ikke-metallisk atom, men aldrig mere end et.

Fysiske egenskaber af kiselsyre

Kiselsyre findes kun i to tilstande, amorf og krystallinsk. Den første opnås ved en udfældningsproces, og den anden præsenteres som bjergkrystal.

Kiselsyre i sin amorfe form (SiO3) er hvid, smagløs, uopløselig i vand og danner ikke sammen med molekyler en eller anden sammenhængende plastmasse, som det forekommer med aluminium.

I sin krystallinske tilstand opløses det ikke af nogen oxacid. Når en meget fortyndet opløsning af silicaopløsning behandles med svovlsyre, salpetersyre eller saltsyre, udfældes kiselsyren ikke. I stedet ser det ud til at være opløst i vand som et hydrat.

Når en opløsning af syren eller syren sættes til en silikatopløsning, udfældes hydratet i en gelatinøs form, at når det tørres og derefter opvarmes med stor energi, bliver det et uopløseligt stof.

Kemiske reaktioner 

Kiselsyre er ekstremt svag og mister kun sin første proton, når den nærmer sig pH 10. Kun 3 kendte reaktioner med denne syre forekommer under normale fysiologiske livsbetingelser..

  1. Reaktion med sig selv, når opløseligheden overskrides til dannelse af amorft silicahydrat.
  2. Dens reaktion med aluminiumhydroxid til dannelse af aluminiumsilicathydroxid.
  3. Reaktion med overskydende molybdat til dannelse af heteropolysyrer, såsom silicomolybdat.

Hvor findes kiselsyre?

Efter ilt er silicium det mest almindelige element i naturen, det er i form af krystaller. Når det er i vandigt medium, bliver det ikke-ioniserende, så siliciumsaltene i havet kan forsure siliciumet og skabe kiselsyre..

Nettotilførslen af ​​kiselsyre i verdenshavet er fundet ved 6,1 ± 2,0 teramol silicium pr. År (1 teramol = 1012 mol). Næsten 80% af dette bidrag kommer fra floder, hvis globale gennemsnitskoncentration er 150 mikromolær (koncentration i vand).

I moderne marine sedimenter er nettoudbyttet af biogent silicium (transformation af opløst silikat til partikelformet skeletmateriale) 7,1 ± 1,8 teramol pr. År.

Bruttoproduktionen af ​​biogen silica i overfladevand er 240 ± 40 teramol silicium pr. År, og konserveringsforholdet (ophobning af opaler i sedimenter / bruttoproduktion i overfladevand) er 3 procent..

I floraen kan den findes i planten Borago officinalis (Borraje), som i sammensætningen har op til 2,2% kiselsyre.

Orthosilicic acid er den mest almindelige form for kiselsyre, som kan findes mange forskellige steder. De største biotilgængelige kilder til denne syre findes i vand, enten i havvand eller i andre drikkevarer såsom øl..

For at opnå det i laboratoriet følger det samme princip som i havet, det kan opnås ved forsuring af natriumsilicat i en vandig opløsning..

Anvendelser i hverdagen

Tandpasta

Det er den slibende gel, der bruges i tandpasta eller i den klare del af ridset tandpasta, da det i kombination med calciumcarbonat hjælper med at fjerne plaque med børstning.

Det er registreret som en sikker forbindelse med United States Food & Drug Administration og har ingen kendt toksicitet eller kræftfremkaldende egenskaber.

Tørremiddel

Når det tørres i en ovn, mister det vand og bliver et tørremiddel (et stof, der trækker vand fra luften). Derfor kan der findes små pakker silicagelkrystaller i beholdere, hvis indhold kan blive beskadiget af fugt såsom vitaminflasker, elektronik, sko eller læderprodukter..

Andre anvendelser

Det kan findes i gavebutikker som magiske sten, kemikaliehave eller krystalhave. Dens tørre form blandes med salte af forskellige metaller.

Når natrium kastes i vandet, erstattes det af metallet, og da metalsilicatet ikke er opløseligt i vand, dannes der et bundfald med metalets karakteristiske farve. Metalsilikat udvides også som en gel og vokser som farverige stalagmitter i vand..

Medicinske fordele ved orthosilicic acid (OSA)

Orthosilicic acid er det bedste biotilgængelige siliciummedium til mennesker. Det kan bruges til at behandle forskellige sundhedsmæssige tilstande, såsom Alzheimers sygdom, gigt, åreforkalkning, hypertension, hjertesygdomme, osteoporose, slagtilfælde og hår.

Knoglesundhed

I en undersøgelse fra 2008 af 136 kvinder med osteopeni fik de orthosilic syre sammen med calcium og D-vitamin eller placebo hver dag i et år. Efter et år forbedredes deltagerne, der fik syren, i knogledannelse.

Forskere siger, at dette skyldes orthosilicinsyre evne til at stimulere produktionen af ​​kollagen (et protein, der findes i bindevæv) og til at fremme udviklingen af ​​knogledannende celler..

Hår sundhed

En lille undersøgelse offentliggjort i 2007 antyder, at denne syre kan hjælpe med at forbedre hårets kvalitet og sundhed. I undersøgelsen blev 48 kvinder med "fint hår" opdelt i to grupper og fik placebo eller et orthosilicontilskud i ni måneder..

Forskerne fandt ud af, at orthosalicylsyre syntes at øge hårstyrken og tykkelsen. Generelt er hårkvaliteten også blevet forbedret med orthosalicylsyre-tilskud.

Referencer

  1. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID = 14942. Gendannet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Graham, T. (1863). Om egenskaberne ved kiselsyre og andre analoge kolloide stoffer. Proceedings of the Royal Society of London, 13, 335-341. Gendannet fra: jstor.org.
  3. Redaktørerne af Encyclopedia Britannica (1998) Silicic Acid Chemical Compound. Encyclopedia Britannica. Gendannet fra: britannica.com.
  4. Tomsofmaine.com. (2017). Hydreret silica | Tom's of Maine. [online] Gendannet fra: tomsofmaine.com.
  5. William Thomas Brande, Alfred Swaine Taylor. Kemi. Blanchard og Lea. [online] Hentet den 21. marts 2017 fra books.google.co.ve.id.
  6. Field, S. (2017). Hydreret silica. [online] Hentet den 22. marts 2017 fra: sci-toys.com.

Endnu ingen kommentarer