Kiseldioxid

För de kemiska grundämnen med atomnummer 14, är i periodiska systemet grupp IV i period 3 och III-serien, kan bildas av två kiseloxider, som består av två element Si och O:

• kiselmonoxid, varvid Si är tvåvärd, det okisda kemiska formeln kan representeras som SiO;
• kiseldioxid - är den högsta kiseloxid, i vilken Si är fyrvärd, dess kemiska formel skrivs som SiO2.

Kisel (IV) oxid i utseende är genomskinliga kristaller. Densiteten hos den SiO2 lika med 2648 g / cm. Ämnet smälter i ett temperaturintervall från 1600 till 1725 ° C, kokar vid 2230 ° C.

SiO2 kiseloxid var känd för sin hårdhet och styrka sedan urminnes tider, den vanligaste i naturen i form av sand eller kvarts, såväl som i cellväggarna av kiselalger. Ämnet har många polymorfa, oftast finns i två former:

• Kristall - ett naturligt mineral kvarts och dess sorter (kalcedon, bergkristall, Jasper, agat, flinta); Kvarts är grunden av kvartssand, är det en viktig byggmaterial och råvaror för silikat industrin;
• amorft sker som ett naturligt mineral opal struktur som kan beskrivas med formeln SiO2 • nH2O; jordnära former av amorft SiO2 är tripoli (stenmjöl, diatomacéjord) eller diatomacéjord; syntetisk amorf vattenfri kiseldioxid - är kiseldioxid, som är gjord av natriummetasilikat.

Kiseloxid SiO2 är en sur oxid. Denna faktor bestämmer dess kemiska egenskaper.

Fluor reagerar med kiseldioxid: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 för att bilda färglös kiseltetrafluoridgas och syre, medan de andra gaser (halogener Cl2, Br2, I2) responsiva mindre aktiva.

Kiseloxid IV bringas att reagera med fluorvätesyra för erhållande av fluorkiselsyra: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O . Denna egenskap används inom halvledarindustrin.

Kisel (IV) oxid upplöst i det smälta eller varm koncentrerad alkali för att bilda ett natriumsilikat: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Kiseldioxid reagerar med de basiska metalloxider (t ex oxider av natrium, kalium, bly (II), eller en blandning av zinkoxid som används i glastillverkning). Exempelvis reaktion av natriumoxid och SiO2, ett resultat som kan bildas: natriumortosilikat 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, natriumsilikat Na2O + SiO2 → Na2SiO3, och glas Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Exempel på sådana glas som har kommersiellt värde, är soda-kalkglas, borsilikatglas, blyad glas.

kiseldioxid vid höga temperaturer, får reagera med kisel, vilket resulterar i en gasformig kolmonoxid: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

Oftast är kiseldioxid SiO2 som används för framställning av elementärt kisel. Interaktionsprocessen med elementärt kol fortskrider vid en hög temperatur i den elektriska ugnen: 2C + SiO 2 → Si + 2CO. Det är ganska energikrävande. Emellertid är dess produkt som används i halvledar tekniken för tillverkning av solceller (ljusenergi omvandlas till el). Också ren Si används i stålindustrin (vid framställning av värmebeständigt och syrabeständigt kiselstål). Den sålunda erhållna elementärt kisel nödvändig för att erhålla en ren kiseldioxid, vilket är viktigt för ett antal industrier. Naturliga SiO2 används i form av sand i de industrier som inte kräver dess höga renhet.

Inhalation finpulvriserad kristallin SiO2 damm, även i mycket små kvantiteter (upp till 0,1 mg / m ^), med bronkit silikos eller cancer kan utvecklas över tiden. Dust blir farligt om det kommer in i lungorna, ständigt irriterande dem, vilket minskar deras funktion. Hos människor, är kiseloxid i form av kristallina partiklar som inte upplöses inom kliniskt relevanta tidsperioder. Denna effekt kan skapa risken för yrkessjukdomar för människor som arbetar med sandblästring utrustning eller produkter som innehåller kristallin kiseldioxid pulver. Barn kan astmatiker i alla åldrar som lider av allergier, liksom äldre människor blir sjuka snabbare.