Silika

For de kjemiske elementene med atomnummer 14, er i periodiske system gruppe IV i perioden 3 og III-serien, som kan dannes av to silisium oksyder, som består av to elementer Si og O:

• silisium-monoksyd, karakterisert ved at Si er toverdig, det okisda kjemisk formel kan representeres som SiO;
• silica - er den høyeste silisiumoksyd hvor Si er fireverdig, dets kjemiske formel er skrevet som SiO2.

Silisium (IV) oksyd i utseende er gjennomsiktige krystaller. Tettheten av SiO2 er lik 2,648 g / cm³. Substansen smelter i temperaturområdet 1600 til 1725 ° C, koker ved 2230 ° C.

SiO2 silisiumoksyd var kjent for sin hardhet og styrke siden antikken, den mest vanlige i naturen som sand eller kvarts, så vel som i celleveggene av kiselalger. Stoffet har mange polymorfe, oftest funnet i to former:

• Krystall - et naturlig mineral kvarts og dens varianter (chalcedony, bergkrystall, Jasper, agat, flint); Kvarts er basis av kvartssand, er det et viktig byggemateriale og råstoff for silikat industri;
• amorf forekommer som et naturlig mineral opal struktur som kan beskrives ved formelen SiO2 • nH2O; jordaktige former av amorf SiO2 er Tripoli (steinmel, diatomejord) eller kiselgur; syntetisk amorf, vannfri kisel - er silisiumdioksyd, som er laget av natriummetasilikat.

Silisiumoksid SiO2 er et surt oksyd. Denne faktoren bestemmer dens kjemiske egenskaper.

Fluor reagerer med silisiumdioksyd: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 under dannelse av fargeløse siliciumtetrafluorid gass og oksygen, mens de andre gasser (halogener Cl2, Br2, I2) som reagerer på mindre aktiv.

Silisiumoksyd IV omsettes med flussyre for å oppnå fluorosilicic syre: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O . Denne eiendommen er brukt i halvlederindustrien.

Silisium (IV) oksyd oppløst i smeltet eller varm konsentrert alkali for å danne et natriumsilikat: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Silisiumdioksyd reagerer med de basiske metalloksyder (f.eks, oksyder av natrium, kalium, bly (II), eller en blanding av sinkoksyd som benyttes ved glassfremstilling). For eksempel gir omsetning av natriumoksyd og SiO2, et resultat som kan dannes: natriumortosilikat 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, natriumsilikat Na2O + SiO2 → Na2SiO3, og glass Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Eksempler på slike glass som har kommersiell verdi, er det soda-kalkglass, borsilikatglass, blyglass.

silisiumdioksyd ved høye temperaturer, omsettes med silisium, noe som resulterer i et gassformig karbonmonoksid: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

Oftest er silisiumdioksid SiO2 anvendes for fremstilling av elementært silisium. Prosessen for interaksjon med elementært karbon utbytte ved en høy temperatur i den elektriske ovn: 2C + SiO2 → Si + 2CO. Det er ganske energikrevende. Imidlertid er det produkt som brukes i halvlederteknikk for fremstilling av solceller (lys energien omdannes til elektrisitet). Også rent Si anvendes i stålindustrien (i produksjon av varmebestandig og syrebestandig silisiumstål). Den således oppnådde elementært silisium nødvendig for å oppnå et rent silisiumdioksyd, noe som er viktig for en rekke bransjer. Naturlig SiO2 anvendes i form av sand i de industrier som ikke krever sin høye renhet.

Innånding fint pulverisert, krystallinsk SiO2 støv, selv i meget små mengder (opp til 0,1 mg / m³), med bronkitt silikose eller kreft kan utvikle seg over tid. Støv blir farlig hvis den kommer inn i lungene, stadig irriterende dem, og dermed redusere deres funksjon. Hos mennesker blir silisiumoksydet i form av krystallinske partikler som ikke løser seg opp innen klinisk relevante tidsperioder. Denne effekten kan skape risiko for yrkessykdommer for personer som arbeider med sandblåsing utstyr eller produkter som inneholder krystallinsk silikapulver. Barn kan astmatikere i alle aldre som lider av allergi, samt eldre mennesker blir syke raskere.