SILICIJEVA KISLINA: LASTNOSTI, REAKCIJE IN UPORABE - KEMIJA - 2026

Kremenčeva kislina je hidrirani obliki silicijevega oksida. To je splošno ime za družino kemičnih spojin, sestavljenih iz silicija, in določene količine molekul vodika in kisika.

Splošna formula teh kislin je _n , najpogostejša oblika, v kateri jo običajno najdemo, pa je ortosilna kislina H ₄ SiO ₄ .

Slika 1: Struktura silicijeve kisline.

Silicijeva kislina je del družine Razno silikati. To pomeni, da je največji kovinski oksoanion silikat in da nanj ni vezan nekovinski atom. Obstaja nekaj osamljenih primerov, ko imajo en nekovinski atom, vendar nikoli več kot enega.

Fizikalne lastnosti silicijeve kisline

Silicijeva kislina obstaja le v dveh stanjih, amorfni in kristalni. Prvo dobimo s postopkom padavin, drugo pa kot skalni kristal.

Silicijeva kislina v svoji amorfni obliki (SiO ₃ ) je bela, brez okusa, netopna v vodi in s svojimi molekulami ne tvori nobene kohezivne plastične mase, kot jo ima aluminij.

V svojem kristalnem stanju ne raztaplja nobena oksida. Kadar zelo razredčeno raztopino kremena obdelamo z žveplovo, dušikovo ali klorovodikovo kislino, se silicijeva kislina ne obori. Namesto tega se zdi, da se v vodi raztopi kot hidrat.

Ko se raztopini kisline ali kisline doda v silikatno raztopino, se hidrat obori v želatinasti obliki, ki ob sušenju in poznejšem segrevanju z veliko energije postane netopna snov.

Kemijske reakcije

Silicijeva kislina je izjemno šibka in prvi proton izgubi šele, ko se približa pH 10. Le 3 reakcije s to kislino se pojavijo v normalnih fizioloških pogojih življenja.

1. Reakcija sama s seboj, ko je topnost presežena, tvori amorfni silicijev hidrat.
2. Njegova reakcija z aluminijevim hidroksidom tvori aluminijev silikatni hidroksid.
3. Reakcija z odvečnim molibdatom, da nastane heteropolyacidi, kot je silicomolybdate.

Kje najdemo silicijevo kislino?

Po kisiku je silicij najpogostejši element v naravi, je v obliki kristalov. Ko je v vodnem mediju, postane neionizirajoč, zato silicijeve soli v oceanu lahko kislijo silicij in ustvarijo silicijevo kislino.

Ugotovljeni so bili neto vnosi silicijeve kisline v svetovni ocean pri 6,1 ± 2,0 teramola silicija na leto (1 teramol = 1012 molov). Skoraj 80% tega prispevka prihaja iz rek, katerih svetovna povprečna koncentracija je 150 mikromolarnih (koncentracija v vodi).

V sodobnih morskih sedimentih je neto izkoristek biogenega silicija (pretvorba raztopljenega silikata v skeletni material delcev) 7,1 ± 1,8 teramola na leto.

Bruto proizvodnja biogenega silicijevega dioksida v površinskih vodah je 240 ± 40 teramolov silicija na leto, razmerje hranjenja (kopičenje opalov v usedlinah / bruto proizvodnja v površinskih vodah) pa je 3 odstotne.

V rastlinstvu ga lahko najdemo v rastlini Borago officinalis (Borraje), ki v svoji sestavi vsebuje do 2,2% silicijeve kisline.

Ortozilična kislina je najpogostejša oblika silicijeve kisline, ki jo lahko najdemo na več različnih mestih. Največji bioraspoložljivi viri te kisline so v vodi, bodisi v morski vodi ali drugih pijačah, kot je pivo.

Da ga dobimo v laboratoriju, sledi istemu načelu kot v oceanu, dobimo ga lahko z zakisljevanjem natrijevega silikata v vodni raztopini.

Uporabe v vsakdanjem življenju

Zobna pasta

Gre za abrazivni gel, ki se uporablja v zobni pasti, ali na prozornem delu opraskane zobne paste, saj v kombinaciji s kalcijevim karbonatom pomaga pri varnem odstranjevanju oblog s ščetkanjem.

Kot varna spojina je registrirana pri ameriški agenciji za hrano in zdravila in nima znane strupenosti ali rakotvornosti.

Sušilno sredstvo

Ko se posuši v pečici, izgubi vodo in postane sušilno sredstvo (snov, ki črpa vodo iz zraka). Zato lahko majhne zavitke kristalov silikagela najdete v posodah, katerih vsebino lahko poškoduje vlaga, kot so stekleničke z vitamini, elektronika, čevlji ali usnjeni izdelki.

Druge uporabe

Najdemo ga v trgovinah z darila, kot so čarobni kamni, kemični vrt ali kristalni vrt. Njegova suha oblika je mešana s solmi različnih kovin.

Ko se natrij vrže v vodo, ga nadomesti kovina in ker kovinski silikat ni topen v vodi, nastane oborina značilne barve kovine. Kovinski silikat se širi tudi kot gel in v vodi raste kot pisani stalagmiti.

Ortozilične kisline (OSA) Zdravstvene koristi

Ortozilična kislina je najboljši biološko razpoložljiv silicijev medij za človeka. Uporablja se lahko za zdravljenje različnih zdravstvenih stanj, kot so Alzheimerjeva bolezen, artritis, ateroskleroza, hipertenzija, srčne bolezni, osteoporoza, kap in lasje.

Zdravje kosti

V raziskavi iz leta 2008 z 136 ženskami z osteopenijo so jim vsako leto v letu dajali ortosilčno kislino skupaj s kalcijem in vitaminom D ali placebom. Po enem letu so se udeleženci, ki so prejeli kislino, izboljšali pri tvorbi kosti.

Znanstveniki pravijo, da je to posledica sposobnosti ortozilne kisline, da spodbudi proizvodnjo kolagena (beljakovine, ki jo najdemo v vezivnem tkivu) in spodbuja razvoj celic, ki gradijo kosti.

Zdravje las

Majhna raziskava, objavljena leta 2007, kaže, da lahko ta kislina pomaga izboljšati kakovost in zdravje las. V raziskavi je bilo 48 žensk s "finimi lasmi" razdeljenih v dve skupini in jim je devet mesecev dajalo placebo ali dodatek za ortosilikon.

Raziskovalci so ugotovili, da se zdi, da ortosalicilna kislina poveča moč in debelino las. Na splošno je kakovost las izboljšana tudi z dodatkom ortosalicilne kisline.

Reference

1. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. Podatkovna baza PubChem; CID = 14942. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Graham, T. (1863). O lastnostih silicijeve kisline in drugih analognih koloidnih snovi. Zbornik londonskega kraljevega združenja, 13, 335–341. Pridobljeno: jstor.org.
3. Uredniki Enciklopedije Britannica (1998) Kemična spojina silicijeve kisline. Enciklopedija Britannica. Pridobljeno: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). Hidrirana silicija - Tom's iz Mainea. Pridobljeno: tomsofmaine.com.
5. William Thomas Brande, Alfred Swaine Taylor. Kemija. Blanchard in Lea. Pridobljeno 21. marca 2017 iz books.google.co.ve.id.
6. Field, S. (2017). Hidrirani silicijev dioksid. Pridobljeno 22. marca 2017 z: sci-toys.com.