Кремнезем что это


Диоксид кремния — Википедия

Запрос «Оксид кремния» перенаправляет сюда; о низшем оксиде кремния см. Моноксид кремния.

Диоксид кремния (кремнезём, SiO2; лат. silica) — оксид кремния (IV). Бесцветные кристаллы с температурой плавления +1713…+1728 °C, обладающие высокой твёрдостью и прочностью.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87 % массы литосферы. В крови и плазме человека концентрация кремнезёма составляет 0,001 % по массе[2].

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространённая из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии. При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше +573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях.

В природе также встречаются формы — опал, халцедон, кварцин, лютецит, аутигенный кварц, которые относятся к группе кремнезёма. Опал (SiO2·nH2O) в шлифе бесцветен, изотропен, имеет отрицательный рельеф, отлагается в морских водоёмах, входит в состав многих кремнистых пород. Халцедон, кварцин, лютецит — SiO2 — представляют собой скрытокристаллические разновидности кварца. Образуют волокнистые агрегаты, розетки, сферолиты, бесцветные, голубоватые, желтоватые. Отличаются между собой некоторыми свойствами — у халцедона и кварцина — прямое погасание, у лютецита — косое, у халцедона — отрицательное удлинение.

При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит (который в 1953 году был синтезирован американским химиком Лорингом Коэсом), а затем — в стишовит (который в 1961 году был синтезирован С. М. Стишовым, а в 1962 году был обнаружен в кратере Бэрринджера (кратере Аризонского метеорита)[3][4]. Согласно некоторым исследованиям[каким?], стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том, какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

Химически стоек к действию кислот, но реагирует с газообразным фтороводородом:

SiO2+4HF→SiF4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+4HF\rightarrow SiF_{4}+2H_{2}O}}}

и плавиковой кислотой:

SiO2+6HF→h3[SiF6]+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+6HF\rightarrow H_{2}[SiF_{6}]+2H_{2}O}}}

Эти две реакции широко используют для плавления стекла.

При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идёт об одном и том же веществе).

Например, может быть получен ортосиликат натрия:

SiO2+4NaOH→Na4SiO4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+4NaOH\rightarrow Na_{4}SiO_{4}+2H_{2}O}}}

метасиликат кальция:

SiO2+CaO→CaSiO3{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+CaO\rightarrow CaSiO_{3}}}}

или смешанный силикат кальция и натрия:

Na2CO3+CaCO3+6SiO2→Na2CaSi6O14+2CO2{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+CaCO_{3}+6SiO_{2}\rightarrow Na_{2}CaSi_{6}O_{14}+2CO_{2}}}}

Из силиката Na2CaSi6O14 (Na2O·CaO·6SiO2) изготовляют оконное стекло.

Большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют жидким стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

Главным структурным элементом как твёрдого диоксида кремния, так и всех силикатов, выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырёх атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединён с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры +400…+500 °C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2. А также термическим оксидированием при больших температурах.

В лабораторных условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот, даже слабой уксусной, на растворимые силикаты. Например:

Na2SiO3+2Ch4COOH→2Ch4COONa+h3SiO3↓{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2CH_{3}COOH\rightarrow 2CH_{3}COONa+H_{2}SiO_{3}\downarrow }}}

кремниевая кислота сразу распадается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, в парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство фармакопей), для стабилизации суспензий и линиментов, в качестве загустителя мазевых основ, наполнителя таблеток и суппозиториев. Он входит в состав композиции пломбировочных материалов, снижает гигроскопичность сухих экстрактов, замедляет выход БАВ из различных лекарственных форм; в качестве пищевых добавок и сорбента, а также матриц для создания лекарственных форм с заданными свойствами — так как нет кристаллической структуры (аморфен) — безопасен[5], а также в качестве пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента Полисорб МП с широким спектром применения с учётом высокой удельной поверхности сорбции (в интервале 300—400 м²) на 1 г основного вещества.

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и другом.
Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Кремнезёмная нить также используется в нагревательных элементах электронных сигарет, так как хорошо впитывает жидкость и не разрушается под нагревом спирали.

Также диоксид кремния нашёл наиболее широкое применение в шинной промышленности, производстве РТИ и пластмасс, химической промышленности, машиностроении, а в ряде конкретных операций:

  • как носитель катализаторов и химических средств защиты растений;
  • в качестве сорбентов и фильтровальных порошков для регенерации нефтепродуктов;
  • как высококачественный флюс в процессах цветной металлургии;
  • как сырьё для производства экологически чистого стекла, стеклотары и хрусталя;
  • как наполнитель в бумагу и картон для получения гигиенически чистых упаковочных материалов для пищевой промышленности;
  • фильтрующие порошки для пива, масел, соков, матирующие добавки в лаки и краски;
  • для получения карбида кремния в машиностроении — керамические двигатели, детали для авиастроительного комплекса;
  • для получения кристаллического кремния в электронной и электротехнической промышленностях, керамические электроизоляторы, стекловолокна, волоконная оптика, супертонкое волокно;
  • для синтеза искусственных цеолитов в нефтехимии — крекинг нефти и прочее.

Крупные прозрачные кристаллы кварца используются в качестве полудрагоценных камней; бесцветные кристаллы называют горным хрусталём, фиолетовые — аметистами, жёлтые — цитрином.

В микроэлектронике диоксид кремния является одним из основных материалов. Его применяют в качестве изолирующего слоя, а также в качестве защитного покрытия. Получают в виде тонких плёнок термическим окислением кремния, химическим осаждением из газовой фазы, магнетронным распылением.

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремниевой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: обычно от 300 м²/г до 700 м²/г .

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха и может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

При попадании диоксида кремния в ткани организма происходит возникновение и постепенное развитие гранулом. При вдыхании пыли происходит раздражение дыхательных путей, также возникают различные заболевания пищевого тракта. Постоянное воздействие пыли вызывает силикоз лёгких[2].

ru.wikipedia.org

Кремнезем - это... Что такое Кремнезем?

Кварц

Кварцевое стекло

Диокси́д кре́мния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью.

Свойства

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространенная из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии

При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

Химические свойства

Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:

SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O,

и газообразным фтороводородом HF:

SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.

Эти две реакции широко используют для травления стекла.

При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же).

Например, может быть получен ортосиликат натрия:

SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O,

метасиликат кальция:

SiO2 + СаО → СаО·SiO2,

или смешанный силикат кальция и натрия:

Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2↑.

Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.

Следует отметить, что большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют растворимым стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

Главным структурным элементом как твердого диоксида кремния, так и всех силикатов выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

Получение

Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400—500°C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2.

В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:

Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa+H2SiO3,

кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

Применение

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87% массы литосферы.

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Пористые кремнезёмы

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Диоксид Кремния (Кремнезем): формула, вред и польза, применение в медицине

Закрыть
  • Болезни
    • Инфекционные и паразитарные болезни
    • Новообразования
    • Болезни крови и кроветворных органов
    • Болезни эндокринной системы
    • Психические расстройства
    • Болезни нервной системы
    • Болезни глаза
    • Болезни уха
    • Болезни системы кровообращения
    • Болезни органов дыхания
    • Болезни органов пищеварения
    • Болезни кожи
    • Болезни костно-мышечной системы
    • Болезни мочеполовой системы
    • Беременность и роды
    • Болезни плода и новорожденного
    • Врожденные аномалии (пороки развития)
    • Травмы и отравления
  • Симптомы
    • Системы кровообращения и дыхания
    • Система пищеварения и брюшная полость
    • Кожа и подкожная клетчатка
    • Нервная и костно-мышечная системы
    • Мочевая система
    • Восприятие и поведение
    • Речь и голос
    • Общие симптомы и признаки
    • Отклонения от нормы
  • Диеты
    • Снижение веса
    • Лечебные
    • Быстрые
    • Для красоты и здоровья
    • Разгрузочные дни
    • От профессионалов
    • Монодиеты
    • Звездные
    • На кашах
    • Овощные
    • Детокс-диеты
    • Фруктовые
    • Модные
    • Для мужчин
    • Набор веса
    • Вегетарианство
    • Национальные
  • Лекарства
    • Антибиотики
    • Антисептики
    • Биологически активные добавки
    • Витамины
    • Гинекологические
    • Гормональные
    • Дерматологические
    • Диабетические
    • Для глаз
    • Для крови
    • Для нервной системы
    • Для печени
    • Для повышения потенции
    • Для полости рта
    • Для похудения
    • Для суставов
    • Для ушей
    • Желудочно-кишечные
    • Кардиологические
    • Контрацептивы
    • Мочегонные
    • Обезболивающие
    • От аллергии
    • От кашля
    • От насморка
    • Повышение иммунитета
    • Противовирусные
    • Противогрибковые
    • Противомикробные
    • Противоопухолевые
    • Противопаразитарные
    • Противопростудные
    • Сердечно-сосудистые
    • Урологические
    • Другие лекарства
    ДЕЙСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
  • Врачи
  • Клиники
  • Справочник
    • Аллергология
    • Анализы и диагностика
    • Беременность
    • Витамины
    • Вредные привычки
    • Геронтология (Старение)
    • Дерматология
    • Дети
    • Женское здоровье
    • Инфекция
    • Контрацепция
    • Косметология
    • Народная медицина
    • Обзоры заболеваний
    • Обзоры лекарств
    • Ортопедия и травматология
    • Питание
    • Пластическая хирургия
    • Процедуры и операции
    • Психология
    • Роды и послеродовый период
    • Сексология
    • Стоматология
    • Травы и продукты
    • Трихология
    • Другие статьи
  • Словарь терминов
    • [А] Абазия .. Ацидоз
    • [Б] Базофилы .. Богатая тромбоцитами плазма
    • [В] Вазопрессин .. Выкидыш
    • [Г] Галлюциногены .. Грязи лечебные
    • [Д] Деацетилазы гистонов .. Дофамин
    • [Ж] Железы .. Жиры
    • [И] Иммунитет .. Искусственная кома
    • [К] Каверна .. Кумарин
    • [Л] Лапароскоп .. Лучевая терапия
    • [М] Макрофаги .. Мутация
    • [Н] Наркоз .

medside.ru

Кремнезем

Кремнезем

Кремнезем — его значение для человеческого организма огромно! Вот лишь некоторые наиболее важные функции: нормализует обмен веществ, стимулирует деятельность иммунной системы, укрепляет соединительную ткань, способствует образованию ферментов, аминокислот, гормонов. Помогает в усваяемости большого количества других микро- и макроэлементов. Препятствует возникновению рака, туберкулеза, диабета, зоба и многих других патологических процессов в организме. Улучшает состояние кожи, волос и ногтей. Замедляет процессы старения. Способствует всасыванию кальция и стимулирует рост костей, снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, влияет на работу нервной системы и головного мозга.

Кремнезем способствует росту — он помогает "строить" кости независимо от витамина D. Поэтому он необходим и детям, и старикам, и взрослым — здоровым и больным, так как оказывает благоприятное воздействие на работу сердца, состояние зубов, костей, волос, ногтей.

Кремнезем присутствует во многих наших органах. Больше всего его содержится в молодой ткани и эпидермисе. В крови количество кремнезема весьма незначительно. Однако когда его содержание уменьшается, мы начинаем "чувствовать старость", реагируем на изменение погоды, ухудшается наше психическое состояние, настроение, волосы становятся тонкими и ломкими, может начаться облысение, кожа теряет эластичность, ногти ломаются, часто возникают кровоподтеки, воспаления, пролежни, герпес, перхоть, грибковые заболевания, дают о себе знать застарелые раны…

Известны случаи, когда угревая сыпь, которую безуспешно лечили разными способами в течение 10 лет, излечивалась за несколько недель после приема внутрь двуокиси кремния.

Некоторым стоматологам-практикам удавалось с помощью кремнезема за несколько дней излечивать язвенное воспаление десен.

Кремнезем является составной частью соединительной ткани. Мы уже говорили о ее значении для продления здоровья, молодости и жизнеспособности организма в разделе о витамине С.

Хорошо действует кремнезем и на капилляры, уменьшая их проницаемость и предупреждая появление хрупкости (о чем свидетельствуют так называемые синяки).

С возрастом содержание этого микроэлемента в организме уменьшается. Ломкость костей в пожилом возрасте объясняется дефицитом не только кальция, но и кремнезема.

Как показали исследования, подопытные животные, которым давали по 50 мг кремнезема на каждые 100 г пищи, росли значительно быстрее тех, которые этого микроэлемента не получали. Но синтетические препараты кремния по эффективности действия не идут ни в какое сравнение с кремнеземом, находящимся в растениях. .

Хрусталик глаза содержит в 25 раз больше кремнезема, чем глазная мышца, поэтому гомеопаты считают, что один из видов катаракты можно лечить кремнеземом. А в прежние времена его использовали как лекарство против астмы, простудных заболеваний.

Дистрофия, эпилепсия, ревматизм, ожирение, атеросклероз — вот перечень болезней, которые сегодня можно успешно лечить, увеличив в своем рационе количество растений, богатых кремнеземом.

В отдание от железа и кальция кремнезем легко усваивается организмом даже в пожилом возрасте.

Суточная потребность

К сожалению, до сих пор на этот вопрос нет авторитетного ответа, поскольку все анализы проводят в стеклянной посуде, которая содержит в своем составе кремний. Видимо, для анализов нужна посуда из особого пластика. Примерное количестово для взрослого здорового человека от пяти до пятидесяти миллиграмм.

Источники кремнезема 

Больше всего кремнезема содержится в следующих травах: хвоще- 60% кремнезема, из которых только 1-1,5% в растворимой форме; примерно по 0,25% этого микроэлемента содержат пикульник, горец птичий, пырей, крапива и мать-и-мачеха.

Для получения кремнезема пьют настои из этих трав. Вот какой чай из трав рекомендуют врачи-травники.

Хвощ, пикульник, крапива — по 50 г

Горец птичий — 100 г

Столовую ложку смеси залить 2 стаканами воды (400 мл) и кипятить на слабом огне до тех пор, пока не выкипит половина содержимого кастрюли. Пить настой 2 раза в день по полстакана.

Необходимо также пить чай из хвоща. Хвощ полевой — самое распространенное растение. Содержание кремнезема в нем — от 49 до 76%; кроме того, он содержит много марганца, азотистого натрия и других компонентов.

Кремнезем находят также в растительных продуктах, богатых целлюлозой: отрубях, овсяных хлопьях, муке грубого помола, черном хлебе.

Кремнезем составляет около 0,01 % нашего тела. Но в основном он сконцентрирован в щитовидной железе, надпочечниках, гипофизе, легких, мышцах, в крови. С возрастом содержание кремния в организме уменьшается.

Для правильного обмена веществ необходимо сочетание кремния с кальцием и магнием.

Для успешного процесса восстановления сломанных костей необходимо ввести в рацион продукты питания, в которых содержится большое количество кремнезема.

Кроме того следует применять кремнезем наружно, (см. главу "Полезные советы").

Основные пищевые источники кремнезема: сельдерей, листья одуванчика, лук-порей, кислое молоко, редис, семена подсолнуха, помидоры, репа, полевой хвощ, собачник аптечный, медуница.

Следует заваривать сборы трав — мать-и-мачеха, горец птичий, хвощ, пикульник — настаивать их на медленном огне и пить эти "чаи" по 2-3 стакана в день

 

ПИТАНИЕ ПО АЮРВЕДЕ

Кремнезем

Чаванпраш  —  многокомпонентная насыщенная витаминами и минералами биологически активная смесь, состоящая из 51 компонента, полностью натуральных и свежих продуктов (ягоды, плоды, коренья, природный кальций, золото, серебро). Исцеление и продление молодости. Секрет истинного здоровья от  целителей древней Индии. Чаванпраш не содержит искусственных добавок и ароматизаторов, является абсолютно безопасным.

www.evaveda.com

Диоксид кремния — получение, применение, вред

Диоксид кремния (silica, Silicon dioxide, кремнезем) - вещество, состоящее из бесцветных кристаллов, обладающих высокой прочностью, твердостью и тугоплавкостью. Диоксид кремния устойчив к воздействию кислот и не взаимодействует с водой. При повышении температуры реакции вещество взаимодействует со щелочами, растворяется в плавиковой кислоте, является прекрасным диэлектриком.

В природе диоксид кремния распространен довольно широко: кристаллический оксид кремния представлен такими минералами как яшма, агат (мелкокристаллические соединения двуокиси кремния), горный хрусталь (крупные кристаллы вещества), кварц (свободная двуокись кремния), халцедон, аметист, морион, топаз (окрашенные кристаллы диоксида кремния).

В обычных условиях (при естественной температуре окружающей среды и давлении) существуют три кристаллических модификации диоксида кремния - тридимит, кварц и кристобалит. При повышении температуры диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем - в стишовит (минерал, обнаруженный в 1962 году в метеоритном кратере). Согласно исследованиям, именно стишовит - производное вещество диоксида кремния - выстилает значительную часть мантии Земли.

Химическая формула вещества - SiO2

Получение диоксида кремния

Диоксид кремния промышленным способом получается на кварцевых заводах, производящих чистый кварцевый концентрат, который затем используется в химической и электронной промышленности, в производстве оптики, наполнителей для резиновых и лакокрасочных изделий, изготовлении ювелирных украшений и т.д. Природный диоксид кремния, иначе называемый кремнеземом, широко применяется в строительстве (бетон, песок, звуко- и теплоизолирующие материалы).

Получение диоксида кремния синтетическим способом осуществляется с помощью воздействия кислот на силикат натрия, в некоторых случаях - на иные растворимые силикаты или методом коагуляции коллоидного кремнезема под воздействием ионов. Кроме того, диоксид кремния получают путем окисления кремния кислородом при температуре около 500 градусов Цельсия.

Применение диоксида кремния

Кремнийсодержащие материалы нашли широкое применение как в области высоких технологий, так и в повседневной жизни. Диоксид кремния используется в производстве стекла, керамики, изделий из бетона, абразивных материалов, а также в радиотехнике, ультразвуковых установках, зажигалках и т.д. В сочетании с рядом ингредиентов диоксид кремния применяется в изготовлении волоконно-оптических кабелей.

Непористый аморфный диоксид кремния используется также в пищевой промышленности в качестве добавки, зарегистрированной под номером Е551, препятствующей комкованию и слеживанию основного продукта. Диоксид кремния пищевой используется в фармацевтической промышленности в качестве лекарственного препарата-энтеросорбента, в производстве зубных паст. Вещество встречается в составе чипсов, сухариков, кукурузных палочек, растворимого кофе и т.д.

Вред диоксида кремния

Официально подтверждено, что вещество диоксида кремния проходит через желудочно-кишечный тракт неизменным, после чего полностью выводится из организма. Согласно 15-летним исследованиям французских специалистов употребление питьевой воды с высоким содержанием пищевого диоксида кремния снижает риски развития болезни Альцгеймера на 10%.

Таким образом, информация о вреде диоксида кремния, являющегося химически инертным веществом, ложна: пищевая добавка Е551, употребляемая внутрь пероральным путем, полностью безопасна для здоровья.

Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.

Знаете ли вы, что:

Средняя продолжительность жизни левшей меньше, чем правшей.

Существуют очень любопытные медицинские синдромы, например, навязчивое заглатывание предметов. В желудке одной пациентки, страдающей от этой мании, было обнаружено 2500 инородных предметов.

По статистике, по понедельникам риск получения травм спины увеличивается на 25%, а риск сердечного приступа – на 33%. Будьте осторожны.

Первый вибратор изобрели в 19 веке. Работал он на паровом двигателе и предназначался для лечения женской истерии.

Общеизвестный препарат «Виагра» изначально разрабатывался для лечения артериальной гипертонии.

У 5% пациентов антидепрессант Кломипрамин вызывает оргазм.

Самое редкое заболевание – болезнь Куру. Болеют ей только представители племени фор в Новой Гвинее. Больной умирает от смеха. Считается, что причиной возникновения болезни является поедание человеческого мозга.

Кариес – это самое распространенное инфекционное заболевание в мире, соперничать с которым не может даже грипп.

Раньше считалось, что зевота обогащает организм кислородом. Однако это мнение было опровергнуто. Ученые доказали, что зевая, человек охлаждает мозг и улучшает его работоспособность.

Согласно исследованиям, женщины, выпивающие несколько стаканов пива или вина в неделю, имеют повышенный риск заболеть раком груди.

Препарат от кашля «Терпинкод» является одним из лидеров продаж, совсем не из-за своих лечебных свойств.

Печень – это самый тяжелый орган в нашем теле. Ее средний вес составляет 1,5 кг.

Если улыбаться всего два раза в день – можно понизить кровяное давление и снизить риск возникновения инфарктов и инсультов.

Многие наркотики изначально продвигались на рынке, как лекарства. Героин, например, изначально был выведен на рынок как лекарство от детского кашля. А кокаин рекомендовался врачами в качестве анестезии и как средство повышающее выносливость.

Стоматологи появились относительно недавно. Еще в 19 веке вырывать больные зубы входило в обязанности обычного парикмахера.

www.neboleem.net

Диоксид кремния - это... Что такое Диоксид кремния?

Кварц

Кварцевое стекло

Диокси́д кре́мния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью.

Свойства

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространенная из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии

При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

Химические свойства

Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:

SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O,

и газообразным фтороводородом HF:

SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.

Эти две реакции широко используют для травления стекла.

При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же).

Например, может быть получен ортосиликат натрия:

SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O,

метасиликат кальция:

SiO2 + СаО → СаО·SiO2,

или смешанный силикат кальция и натрия:

Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2↑.

Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.

Следует отметить, что большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют растворимым стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

Главным структурным элементом как твердого диоксида кремния, так и всех силикатов выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

Получение

Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400—500°C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2.

В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:

Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa+H2SiO3,

кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

Применение

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87% массы литосферы.

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Пористые кремнезёмы

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Кремнезем - это... Что такое Кремнезем?

  • кремнезем — кремнезем …   Орфографический словарь-справочник

  • Кремнезем — (кремнистый ангидрид SiO2) – соединение кремния с кислородом. Весьма распространен в природе в виде кварца, аметиста, агата, горного хрусталя, песка и других. Применяется в производстве стекла. [Воробьев В. А., Комар А. Г.Строительные… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • КРЕМНЕЗЕМ — син. двуокиси кремния SiO2, применяющийся в минералогической лит. Широко распространен в природе в виде β кварца. Редко встречаются или получены искусственно лишь при высоких температурах: α кварц, β , и γ тридимит, α и… …   Геологическая энциклопедия

  • КРЕМНЕЗЕМ — то же, что кремния диоксид …   Большой Энциклопедический словарь

  • кремнезем — сущ., кол во синонимов: 4 • кремнезём (1) • минерал (5627) • опал (10) • опалит (1) …   Словарь синонимов

  • КРЕМНЕЗЕМ С — син. коэсита (коусита). Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 …   Геологическая энциклопедия

  • кремнезем — Диоксид кремния, являющийся составной частью большинства горных пород. [ГОСТ Р 52918 2008] Тематики огнеупоры EN silica …   Справочник технического переводчика

  • Кремнезем — кремнезём м. Соединение кремния с кислородом, встречающееся в природе обычно в виде кварца, горного хрусталя, аметиста. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • Кремнезем — Кварц Кварцевое стекло Диоксид кремния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2)  бесцветные кристаллы, tпл 1713 1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью …   Википедия

  • кремнезем — Кремнийның кислород белән кушылмасы, икеле оксиды (кварц, ахак, тау бәллүре, ком һ. б. хәлендә табыла һәм силикат индустриясендә кулл.) …   Татар теленең аңлатмалы сүзлеге

  • metallurgicheskiy.academic.ru

    вред и польза элемента, его значение для здоровья

    Для поддержания здоровья необходимы витамины и полезные микроэлементы. Самый распространенный и важный после кислорода — кремний. Для организма человека он нужен, так как участвует в метаболических процессах. Проблемы возникают как при его недостатке, так и при избытке. Важно знать, в каких продуктах питания и лекарственных препаратах содержится достаточно кремния.

    Состав элемента

    При упоминании кремния многие вспоминают керамические изделия, компьютерные чипы и силиконы. А на самом деле это неметаллический кристалл, который плавится при температуре 1414 градусов.

    Впервые чистый кремний был выделен шведским ученым-химиком Я. Берцелиусом в 1824 году. На планете Земля этот элемент считается вторым по распространенности после кислорода, а во Вселенной он занимает седьмое место. Земная кора состоит из кремния на 25%, но чаще его можно встретить в виде силикатов или кремнезема (оксида).

    Этот элемент необходим растениям для роста стебля. У бамбука, злаковых культур, хвощей и диатомовых водорослей содержание кремния значительное.

    Необходим он животным и человеку, особенно детям, у которых организм только развивается, и людям после перенесения тяжелых заболеваний или операций.

    Значение кремния в организме человека Академик Б В Городиский


    Watch this video on YouTube

    Польза для организма

    До 19 века кремний считали неактивным элементом, который не принимает участия в процессах, протекающих в организме. Но оказалось, что он необходим для метаболизма. Вещество сконцентрировано в органах, которые состоят из соединительных тканей:

    • кожные покровы;
    • аорта;
    • трахеи;
    • кости.

    Больше всего элемент содержат кожа, волосы и ногти. Они же страдают первыми при его недостатке или избытке. Медикам удалось обнаружить элемент в почках, селезенке, легких и печени. Кремниевая кислота может накапливаться в крови, а ее нехватка снижает уровень коллагена в хрящах. Она содержится в здоровых тканях, но ее недостает больным раком, а также пожилым людям.

    Элемент играет важную роль для человеческого организма. Основные его свойства:

    • образование коллагена;
    • придание прочности суставам;
    • минерализация костей;
    • повышение амортизирующих способностей хрящей;
    • облегчение симптомов менопаузы у женщин.

    Суточная норма потребления элемента составляет 5−10 мг. Но не все пищевое вещество усваивается организмом, поэтому лучше превышать эту дозу. Особенно это касается регионов, где почвы бедные.

    Как и кальций, кремний влияет на организм человека положительно. Он отвечает за оборот магния и калия, ускоряет рост и минерализацию костей. Элемент укрепляет кровеносные сосуды, позволяет организму быстрее усваивать более 70 полезных веществ и солей. А также он удаляет токсичные тяжелые металлы и выводит лишний цинк.

    Полезен кремний для человека и тем, что делает соединительную ткань более эластичной, укрепляет десны и зубную эмаль, предотвращает образование тромбов и снижает риск заболевания атеросклерозом.

    Элемент улучшает пищеварение благодаря восстановлению слизистой оболочки желудка. Он укрепляет кожу, а она не позволяет бактериям и вирусам проникнуть в организм. Минерал нейтрализует кислотность, которая снижает иммунитет. Вещество ускоряет регенерацию тканей при ожогах и порезах.

    Крепкие кости! Кремний или кальций? Как восполнить недостаток кремния в организме


    Watch this video on YouTube

    Кремний полезен для волос и ногтей. Он делает их более крепкими и блестящими, предотвращает появление морщин на коже, так как повышает ее эластичность. Диоксид кремния выводит из организма токсины, восстанавливает слизистую оболочку органов дыхания. Это снижает риск развития заболеваний дыхательных путей, пищеварительной и выделительной системы.

    Продукты и препараты

    Кремний — основной связующий элемент, который оказывает влияние на метаболизм других полезных веществ. Почти 70% минералов не могут усвоиться, если он отсутствует или его не хватает в организме.

    Большинство растений получают минерал из плодородного чернозема или специальных удобрений. Такие культуры нужно включить в рацион. В организме его растворяет желудочная кислота.

    Кремний содержится во многих продуктах:

    • ячневая крупа;
    • фасоль, горох, чечевица;
    • кукуруза, рис;
    • пшеничная мука, пшено и овсянка;
    • топинамбур;
    • редис, шпинат;
    • бананы;
    • изюм;
    • брусника.

    Кислотность желудка с возрастом снижается, поэтому употребление такой пищи не восполняет потребность организма в кремнии. Пожилым людям приходится принимать специальные препараты, которые улучшают пищеварение.

    В аптеках минерал продается в виде таблеток и растворов. Но это не чистый элемент, а его двуокись. Самые распространенные лекарства и добавки:

    • Солгар;
    • Кремний активный;
    • Флорасил;
    • Полисорб;
    • вода Сулинка;
    • Силицея 6.

    В Солгаре кремнезем, полученный из водорослей, смешан с кальцием. Эти капсулы нужно принимать дважды в день перед едой для укрепления костной ткани. Кремний активный обогащен многими витаминами, которые необходимы для повышения эластичности суставов и хрящей. Он также улучшает состояние волос, зубной эмали и ногтей.

    Флорасил нужен для поддержания эластичности кожи. Минерал для этого препарата добыли из хвоща. Применение Полисорба позволяет вывести из организма токсины. Он избавляет внутренние органы от аллергенов, солей тяжелых металлов, билирубина. А также его принимают, чтобы избавиться от жировой прослойки.

    Вода Сулинка стабилизирует уровень холестерина и сахара в крови, укрепляет иммунитет. А Силицею 6 готовят на основе кремниевой кислоты. Ее принимают при сильных головных болях, астме, хроническом бронхите и других заболеваниях дыхательных путей. Препарат восстанавливает поврежденные волосы и ногти, устраняет проблемы желудочно-кишечного тракта.

    Возможный вред

    Большинство людей пугает наличие диоксида кремния в составе продуктов и лекарственных препаратов. На самом деле этот элемент содержится во многих растениях и воде. В человеческом организме он не задерживается, его быстро выводит выделительная система.

    Организации по контролю за качеством продуктов питания изучали кремний. Оказалось, что такая добавка безопасна для здоровья. Но ее бездумное применение может причинить вред организму.

    Возможны побочные эффекты при передозировке:

    • образование камней в почках;
    • появление заболеваний кровеносных сосудов;
    • повышение уровня сахара;
    • учащение мочеиспускания.

    Если долго принимать препараты, содержащие кремний, могут возникнуть проблемы с почками. В них образуются камни, из-за которых человек ощущает боль при мочеиспускании. Мозг человека окружен особым барьером, не позволяющим проникнуть к нему вредным веществам. Под воздействием минерала этот защитный слой может разрушаться. Из-за этого возникают проблемы с кровеносными сосудами — васкулит, образование тромбов. А также могут проявляться заболевания суставов, снижение иммунитета.

    Большинство препаратов с диоксидом кремния оказывают мочегонный эффект на организм. Человек страдает не только от обезвоживания, но и от хрупкости костей из-за вымывания кальция. А у диабетиков может резко понижаться уровень сахара в крови.

    Кремний усиливает действие других лекарственных препаратов. Перед применением разных средств лучше проконсультироваться с врачом. Но нельзя одновременно принимать кремний с диуретиками или добавками хрома.

    Переизбыток и недостаток кремния

    Дефицит кремния возникает из-за того, что человек не питается продуктами, богатыми этим элементом. А также он быстрее выходит из организма при алкогольной зависимости, нервной анорексии.

    Последствия недостатка вещества:

    • ломкие волосы, зубы и ногти;
    • тонкая кожа;
    • частые переломы;
    • частая усталость;
    • резкие смены настроения;
    • разрывы связок и сухожилий.

    Если в организме не хватает кремния, кожа становится сухой и тонкой. Она не получает достаточно питания, из-за этого страдают волосяные луковицы и ногти. Волоски становятся тонкими и ломкими. Проблемы возникают и с зубами — они крошатся, трескаются, а десны кровоточат.

    Организм, который не получает достаточно кремния, очень хрупкий. У такого человека часто ломаются кости или разрываются связки, раны затягиваются дольше. Костная структура у детей и подростков, которым не хватает минерала, развивается неправильно. Человек страдает от усталости, головных болей. Ухудшается состояние нервной системы. Из-за этого настроение постоянно меняется, пропадает аппетит, обостряются приступы агрессии.

    Иногда возникает переизбыток кремния в организме. Это тоже приводит к негативным последствиям. Количество вещества превышается из-за неправильного кремниевого обмена, при злоупотреблении препаратов с его содержанием, а также при работе на вредном производстве.

    Если человеку необходимо принимать лекарства, он должен соблюдать указанную на упаковке или установленную доктором норму. При ее повышении количество элемента в организме вырастет. Увеличится оно и в том случае, если работа связана производством химических веществ. Элемент попадает в организм через дыхательные пути. Лучше во время работы надевать респиратор.

    Последствия переизбытка кремния:

    • мочекаменное заболевание;
    • повышенная раздражительность;
    • выпадение волос;
    • легочная недостаточность;
    • онкология пищеварительных органов.

    Как и от недостатка, так и от переизбытка элемента ухудшается состояние волос, ногтей и зубов. А также человек может страдать от упадка сил, пониженного настроения, депрессии. Иногда на теле без причины появляются синяки, а также возникают раковые опухоли в желудке и кишечнике, легких. Еще один результат повышенного содержания кремния в организме — остеопороз.

    БЕЗ НЕГО ЖИЗНИ НЕТ. Второй по важности элемент после кислорода


    Watch this video on YouTube

    Лечебная вода

    Многие верят, что молитвы и заговоры могут структурировать воду, сделать ее лечебной. На самом деле большое значение имеет содержание в жидкости кремния. Элемент за несколько минут выделяет в воду особое вещество, которое превращает ее в целебную.

    Кремний обеззараживает и очищает жидкость, придает ей вкус ключевой. Пить ее нужно прохладной, кипятить нельзя. Вода подходит для людей с любыми заболеваниями, так как элемент позволяет укрепить иммунитет и справиться с разными патологиями.

    Приготовить лечебный напиток можно в домашних условиях. Кремний для рецепта лучше приобрести в специальных магазинах. Не стоит подбирать его на лесных полянах или в долинах рек, он может быть загрязнен химикатами. Иногда встречаются смешанные с другими элементами породы.

    Предпочтительнее купить черный или серый камень небольшого размера. Его вымывают под проточной водой и помещают на дно стеклянной банки. На каждые 10 г кремния нужно налить в емкость 1 л воды. Банку оставляют в темном месте на трое суток. Все это время ее нельзя трогать или передвигать. Затем жидкость переливают в другой сосуд, а камни можно вымыть и использовать снова.

    В лечебной воде меняется структура молекул. Именно поэтому она может оказывать благотворное влияние на организм. Принимать такую жидкость нужно при некоторых проблемах:

    • дисфункции почек;
    • анемии;
    • простудных заболеваниях;
    • кожных воспалениях;
    • гипертонии.

    Полезно пить целебную воду беременным, так как их организм изнашивается — начинают выпадать волосы, слоятся ногти, крошатся зубы. Младенцам лучше ее не давать, но можно протирать жидкостью кожу, чтобы на ней не образовывались воспаления. А также она полезна при нарушенной работе пищеварительной системы, закупорке кровеносных сосудов, отитах, упадке сил.

    Недостаток или избыток кремния приведет к дисбалансу всех веществ в организме. Это может привести к серьезным проблемам со здоровьем. Возникнут трудности с пищеварительной, кровеносной, нервной и выделительной системой, внешним видом. Влияет элемент и на эмоциональный фон. Нехватка кремния приводит к стрессам и нервным срывам, депрессиям и упадку сил.

    Кремний — польза или вред для организма? Почему Кремний важен для организма?


    Watch this video on YouTube

    sizozh.ru

    Двуокись кремния - это... Что такое Двуокись кремния?

    Кварц

    Кварцевое стекло

    Диокси́д кре́мния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью.

    Свойства

    Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

    Самая распространенная из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии

    При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

    Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

    Химические свойства

    Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

    Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:

    SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O,

    и газообразным фтороводородом HF:

    SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.

    Эти две реакции широко используют для травления стекла.

    При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же).

    Например, может быть получен ортосиликат натрия:

    SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O,

    метасиликат кальция:

    SiO2 + СаО → СаО·SiO2,

    или смешанный силикат кальция и натрия:

    Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2↑.

    Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.

    Следует отметить, что большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют растворимым стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

    Главным структурным элементом как твердого диоксида кремния, так и всех силикатов выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

    Получение

    Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400—500°C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2.

    В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:

    Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa+H2SiO3,

    кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

    Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

    Применение

    Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

    Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87% массы литосферы.

    Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.

    Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

    Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

    Пористые кремнезёмы

    Пористые кремнезёмы получают различными методами.

    Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

    Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.

    Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

    Wikimedia Foundation. 2010.

    dic.academic.ru

    КРЕМНЕЗЁМ - это... Что такое КРЕМНЕЗЁМ?

  • кремнезём — кремнезём …   Русское словесное ударение

  • кремнезём — кремнезём, а …   Русский орфографический словарь

  • кремнезём — кремнезём, а …   Слитно. Раздельно. Через дефис.

  • кремнезём — кремнезём …   Словарь употребления буквы Ё

  • кремнезём — кремнезём, кремнезёмы, кремнезёма, кремнезёмов, кремнезёму, кремнезёмам, кремнезём, кремнезёмы, кремнезёмом, кремнезёмами, кремнезёме, кремнезёмах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») …   Формы слов

  • КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, кремнезёма, мн. нет, муж. (хим., минер.). Минерал, представляющий собой соединение кремня с кислородом. Кремнезем является сырьем для силикатной промышленности. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, а, муж. Минерал, двуокись кремния. | прил. кремнезёмный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • кремнезём — а; м. Название двуокиси кремния, распространённой в природе в виде кремня, кварца, горного хрусталя, аметиста. ◁ Кремнезёмный, ая, ое. * * * кремнезём то же, что кремния диоксид. * * * КРЕМНЕЗЕМ КРЕМНЕЗЕМ, то же, что кремния диоксид (см. КРЕМНИЯ… …   Энциклопедический словарь

  • кремнезём — КРЕМНЕЗЁМ, а, м Бесцветный твердый минерал, являющийся источником кремния. Рабочие ссыпали кремнезем на ленты эскалатора, который перемещал руду к фильтрующим агрегатам …   Толковый словарь русских существительных

  • кремнезём — SiО2 — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство Синонимы SiО2 EN silica …   Справочник технического переводчика

  • dic.academic.ru

    Химия кремния | CHEMEGE.RU

     

    1. Положение кремния в периодической системе химических элементов
    2. Электронное строение кремния
    3. Физические свойства и нахождение в природе кремния
    4. Качественные реакции на силикаты
    5. Основные соединения кремния
    6. Способы получения кремния
    7. Химические свойства кремния
    7.1. Взаимодействие с простыми веществами
    7.1.1. Взаимодействие с галогенами
    7.1.2. Взаимодействие с серой и углеродом
    7.1.3. Взаимодействие с водородом
    7.1.4. Взаимодействие с азотом
    7.1.5. Взаимодействие с активными металлами
    7.1.6. Горение
    7.2. Взаимодействие со сложными веществами
    7.2.1. Взаимодействие с щелочами
    7.2.2. Взаимодействие с кислотами
    7.2.3. Взаимодействие с азотной кислотой

    Бинарные соединения кремния — силициды, силан и др.

    Оксид кремния (IV) 
     1. Физические свойства и нахождение в природе 
    2. Химические свойства
    2.1. Взаимодействие с щелочами и основными оксидами
    2.2. Взаимодействие с водой
    2.3. Взаимодействие с карбонатами
    2.4. Взаимодействие с кислотами
    2.5. Взаимодействие с металлами
    2.6. Взаимодействие с неметаллами

    Кремниевая кислота 
     1. Строение молекулы и физические свойства 
     2. Способы получения 
    3. Химические свойства 

    Силикаты 

    Кремний

    Положение в периодической системе химических элементов

    Кремний расположен в главной подгруппе IV группы  (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

    Электронное строение кремния

    Электронная конфигурация  кремния в основном состоянии:

    +14Si 1s22s22p63s23p2    

    Электронная конфигурация  кремния в возбужденном состоянии:

    +14Si* 1s22s22p63s13p3    

    Атом кремния содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

    Степени окисления атома кремния — от -4 до +4. Характерные степени окисления -4, 0, +2, +4.

    Физические свойства, способы получения и нахождение в природе кремния 

    Кремний — второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Встречается только в виде соединений. Оксид кремния SiO2 образует большое количество природных веществ – горный хрусталь, кварц, кремнезем.

    Простое вещество кремний – атомный кристалл темно-серого цвета с металлическим блеском, довольно хрупок. Температура плавления 1415 °C, плотность 2,33 г/см3. Полупроводник.

    Качественные реакции

    Качественная реакция на силикат-ионы SiO32- — взаимодействие  солей-силикатов с сильными кислотами. Кремниевая кислота – слабая. Она легко выделяется из растворов солей кремниевой кислоты при действии на них более сильными кислотами.

    Например, если к раствору силиката натрия прилить сильно разбавленный раствор соляной кислоты, то кремниевая кислота выделится не в виде осадка, а в виде геля. Раствор помутнеет и «застынет».

    Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2 NaCl

    Видеоопыт взаимодействия силиката натрия с соляной кислоты (получение кремниевой кислоты) можно посмотреть здесь.

    Соединения кремния

    Основные степени окисления кремния +4, 0 и -4.

    Наиболее типичные соединения кремния:

    Степень окисленияТипичные соединения
    +4оксид кремния (IV) SiO2

    кремниевая кислота H2SiO3

    силикаты MeSiO3

    бинарные соединения с неметаллами (карбид кремния SiC)

    -4силан SiH4

    силициды металлов (силицид натрия Na4Si)

    Способы получения кремния

    В свободном состоянии кремний был получен Берцелиусом в 1822 г. Его латинское название «силиций» произошло от латинского слова «sileх», что означает «кремень». Аморфный кремний в лаборатории можно получить при прокаливании смеси металлического магния с диоксидом кремния. Для опыта диоксид кремния следует тщательно измельчить. При нагревании смеси начинается бурная реакция. Одним из продуктов этой реакции является аморфный кремний.

    SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

    Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

    Еще один способ получения кремния в лаборатории — восстановление из оксида алюминием:

    3SiO2 + 4Al → 3Si + 2Al2O3

    В промышленности использовать дорогие алюминий и магний неэффективно, поэтому используют другие, более дешевые способы:

    1. Восстановление из оксида коксом в электрических печах:

    SiO2 + 2C → Si + 2CO

    Однако в таком процессе процессе образующийся кремний загрязнен примесями карбидов кремния, и для производства, например, микросхем уже не подходит.

    2. Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремния водородом при 1200 °С:

    SiCl4 +2H2 → Si + 4HCl

    или цинком:

    SiCl4 + 2Zn → Si + 2ZnCl2

    3. Также чистый кремний получается при разложении силана:

    SiH4 → Si + 2H2

    Химические свойства

    При нормальных условиях кремний существует в виде атомного кристалла, поэтому химическая активность кремния крайне невысокая.

    1. Кремний проявляет свойства окислителя (при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (при взаимодействии с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому кремний реагирует и с металлами, и с неметаллами.

    1.1. При обычных условиях кремний реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

    Si  +  2F2  → SiF4

    При нагревании кремний реагирует с хлором, бромом, йодом:

    Si   +   2Cl2  →   SiCl4

    Si    +   2Br→   SiBr4

    1.2. При сильном нагревании (около 2000оС) кремний реагирует с углеродом с образованием бинарного соединения карбида кремния (карборунда):

    C   +   Si  → SiC

    При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

    Si   +   2S   →  SiS2

    1.3. Кремний не взаимодействет с водородом.

    1.4. С азотом кремний реагирует в очень жестких условиях:

    3Si  + 2N→  Si3N4

    1.5. В реакциях с активными металлами кремний проявляет свойства окислителя. При этом образуются силициды:

    2Ca + Si → Ca2Si

    Si    +   2Mg   →    Mg2Si

    1.6. При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом:

    Si   +   O2   →  SiO2 

    2. Кремний взаимодействует со сложными веществами:

    2.1. В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты. При этом щелочь окисляет кремний.

    Si    +   2NaOH   +   H2O   →   Na2SiO3   +   2H2

    2.2. Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте с образованием гексафторкремниевой кислоты:

    Si    +   6HF  →   H2[SiF6]    +   2H2

    При обработке кремния безводным фтороводородом комплекс не образуется:

    Si(тв.)    +   4HF(г.)   =   SiF4    +   2H2

    С хлороводородом кремний реагирует при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

    2.3. Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот:

    3Si    +   4HNO +   12HF   →  3SiF4   +   4NO   +   8H2O

    Бинарные соединения кремния

    Силициды металлов

    Силициды – это бинарные соединения кремния с металлами, в которых кремний имеет степень окисления -4. Химическая связь в силицидах металлов — ионная.

    Силициды, как правило, легко гидролизуются в воде или в кислой среде.

    Например, силицид магния разлагается водой на гидроксид магния и силан:

    Mg2Si   +   4H2O   →  2Mg(OH)2   +   SiH4

    Соляная кислота легко разлагает силицид магния:

    Mg2Si   +   4HCl   →  2MgCl2   +   SiH4

    Получают силициды сплавлением простых веществ или восстановлением смеси оксидов коксом в электропечах:

    2Mg + Si → Mg2Si

    2MgO + SiO2 + 4C → Mg2Si + 4CO

    Силан

    Силан – это бинарное соединение кремния с водородом SiH4, ядовитый бесцветный газ.

    Если поместить порошок силицида магния в очень слабый раствор соляной кислоты, то на поверхности раствора образуются пузырьки газа. Они лопаются и загораются на воздухе. Это горит силан. Он образуется при взаимодействии кислоты с силицидом магния:

    Mg2Si + 4HCl → 2MgCl2 + SiH4

    Видеоопыт получения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

    На воздухе силан горит с образованием SiO2 и H2O:

    SiH4    +    2O2  → SiO2   +   2H2O

    Видеоопыт сгорания силана можно посмотреть здесь.

    Силан разлагается водой разлагается с выделением водорода:

    SiH4    +   2H2O   →  SiO +  4H2

    Силан разлагается (окисляется) щелочами:

    SiH4    +   2NaOH   +   H2O   →   Na2SiO3   +   4H2

    Силан при нагревании разлагается:

    SiH4 → Si + 2H2

    Карбид кремния

    В соединениях кремния с неметаллами — ковалентная связь.

    Рассмотрим карбид кремния – карборунд Si+4C-4. Это вещество с атомной кристаллической решеткой. Он имеет структуру, подобную структуре алмаза и характеризуется высокой твердостью и температурой плавления, а также высокой химической устойчивостью.

    Карборунд окисляется кислородом при высокой температуре:

    SiC +2O2 → SiO2 + CO2

    Карборунд окисляется кислородом в расплаве щелочи:

    SiC + 2O2 + 4NaOH → Na2SiO3 + Na2CO3 + 2H2O

    Галогениды кремния

    Хлорид и фторид кремния – галогенангидриды кремниевой кислоты.
    SiCl4.

    Получают галогениды кремния действием хлора на сплав оксида кремния с углем:

    SiO2 + C + Cl2  →  SiCl4 + CO

    Галогениды кремния разлагаются водой до кремниевой кислоты и хлороводорода:

    SiCl4   +   3H2O   →  H2SiO3    +   4HCl

    Хлорид кремния (IV) восстанавливается водородом:

    SiCl +   2H2  →   Si  +   4HCl

    Оксид кремния (IV)

    Физические свойства и нахождение в природе

    Оксид кремния (IV)  –  это твердое вещество с атомной кристаллической решеткой. В природе встречается в виде кварца, речного песка, кремнезема и прочих модификаций:

    Химические свойства

    Оксид кремния (IV) – типичный кислотный оксид. За счет кремния со степенью окисления +4 проявляет слабые окислительные свойства.

    1. Как кислотный оксид, диоксид кремния (IV) взаимодействует с растворами и расплавами щелочей и в расплаве с основными оксидами. При этом образуются силикаты.

    Например, диоксид кремния взаимодействует с гидроксидом калия:

    SiO2   +  2KOH   →    K2SiO +   H2

    Еще пример: диоксид кремния взаимодействует с оксидом кальция.

    SiO2   +   CaO   →   CaSiO3

    2. Оксид кремния (IV) не взаимодействует с водой, т.к. кремниевая кислота нерастворима.

    3. Оксид кремния (IV) реагирует при сплавлении с карбонатами щелочных металлов. При этом работает правило: менее летучий оксид вытесняет более летучий оксид из солей при сплавлении.

    Например, оксид кремния (IV) взаимодействует с карбонатом калия. При этом образуется силикат калия и углекислый газ:

    SiO2 + K2CO3  → K2SiO3 + CO2

    4. Из кислот диоксид кремния реагирует только с плавиковой или с газообразным фтороводородом:

    SiO2 + 6HF(г) = SiF+ H2O

    SiO2 + 6HF(р-р) → H2[SiF6] + 2H2O

    5. При температуре выше 1000 °С оксид кремния реагирует с активными металлами, при этом образуется кремний.

    Например, оксид кремния взаимодействует с магнием с образованием кремния и оксида магния:

    SiO2 + 2Mg → Si + 2MgO

    Видеоопыт взаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

    При избытке восстановителя образуются силициды:

    SiO2 + 4Mg → Mg2Si + 2MgO

    6. Оксид кремния (IV) взаимодействует с неметаллами.

    Например, оксид кремния (IV) реагирует с водородом в жестких условиях. При этом оксид кремния проявляет окислительные свойства:

    SiO2 + 2Н2 → Si + 2Н2O

    Еще пример: оксид кремния взаимодействует с углеродом. При этом образуется карборунд и угарный газ:

    SiO2   +   3С → SiС   +   2СО

    При сплавлении оксид кремния взаимодействует с фосфатом кальция и углем:

    3SiO2     +   Ca3(PO4)2    +   5C   →     3CaSiO3    +    5CO    +   2P

    Кремниевая кислота

    Строение молекулы и физические свойства

    Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO2•mH2O. Образует колоидный раствор в воде.

    Метакремниевая H2SiOсуществует в растворе в виде полимера:

    Способы получения

    Кремниевая кислота образуется при действии сильных кислот на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

    Например, при действии соляной кислоты на силикат натрия:

    Na2SiO3 + 2HCl  H2SiO3 + 2 NaCl

    Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

    Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

    Na2SiO3 + 2Н2O + 2CO2 → 2NaHCO3 + H2SiO3

    Химические свойства

    1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами:

    Например, кремниевая кислота реагирует с концентрированным гидркосидом калия:

    H2SiO3 +4KOH → K2SiO3 + 4H2O

    2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду:

    H2SiO3  →  SiO2 + H2O

    Силикаты

    Силикаты — это соли кремниевой кислоты.  Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

    Способы получения силикатов:

    1. Растворение кремния, кремниевой кислоты или оксида в щелочи:

    H2SiO3 + 2KOH → K2SiO3 + 2H2O

    Si + 2NaOH + H2O → Na2SiO3 + H2

    SiO2 + 2KOH → K2SiO3 + H2O

    2. Сплавление с основными оксидами:

    СаО   +   SiO2   →   CaSiO3

    3.  Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

    K2SiO3 + CaCl2    →    CaSiO3 + 2KCl

    Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na2O·CaO·6SiO2.

    Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na2CO3, известняка CaCO3 и белого песка SiO2:

    6SiO2 + Na2CO3 + CaCO3 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2

    Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb2+ – хрусталь; Cr3+ – имеет зеленую окраску, Fe3+ – коричневое бутылочное стекло, Co2+ – дает синий цвет, Mn2+ – красновато-лиловый.

    Поделиться ссылкой:

    chemege.ru


    Смотрите также

    Серозометра: Лечение Народными Средствами

    Серозометра: причины возникновения, симптомы и лечение Патологическое скопление в полости матки жидкости — серозометра, довольно серьезный симптом. Промедление… Подробнее...
    Палец

    Щелкающий Палец: Лечение Народными Средствами

    Какие существуют способы избавления от щелкающих суставов Когда палец (или даже несколько) заклинивает во время сгибания или раздается непривычное щелканье, то… Подробнее...
    Простатит

    Затрудненное Мочеиспускание У Мужчин: Лечение Народными Средствами

    Из-за чего возникает затрудненное мочеиспускание у мужчин Проблемы с мочеиспусканием у мужчин встречаются достаточно часто, причем даже в молодом возрасте, но… Подробнее...