SILĪCIJSKĀBE: ĪPAŠĪBAS, REAKCIJAS UN LIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Silīcijskābi ir hidratēta forma no silīcija oksīda. Tas ir vispārējs nosaukums ķīmiskajiem savienojumiem, kas sastāv no silīcija un noteikta daudzuma ūdeņraža un skābekļa molekulām.

Šo skābju vispārējā formula ir _n , un visbiežāk sastopamā forma, kādā tā parasti atrodama, ir ortosilīcijskābe H ₄ SiO ₄ .

1. attēls: Silīcijskābes struktūra.

Silīcijskābe ir daļa no dažādiem silikātiem. Tas nozīmē, ka lielākais metāliskais oksoanjons ir silikāts un tam nav pievienots nemetālisks atoms. Ir daži atsevišķi gadījumi, kad viņiem ir viens nemetālisks atoms, bet nekad vairāk par vienu.

Silīcijskābes fizikālās īpašības

Silīcijskābe pastāv tikai divos stāvokļos - amorfā un kristāliskā. Pirmo iegūst nokrišņu iegūšanas procesā, bet otro - kā klinšu kristālu.

Silīcijskābe amorfā formā (SiO ₃ ) ir balta, bez garšas, nešķīst ūdenī un neveido neviendabīgu plastmasas masu ar savām molekulām, kā tas notiek ar alumīniju.

Kristāliskā stāvoklī to neizšķīdina nekādas skābes. Ja ļoti atšķaidītu silīcija dioksīda šķīdumu apstrādā ar sērskābi, slāpekļa vai sālsskābi, silīcijskābe neizgulsnējas. Tā vietā šķiet, ka tas ir izšķīdināts ūdenī kā hidrāts.

Kad skābes vai skābes šķīdumu pievieno silikāta šķīdumam, hidrāts tiek nogulsnēts želatīnā, kas pēc žāvēšanas un pēc tam ar lielu enerģiju karsējams kļūst par nešķīstošu vielu.

Ķīmiskās reakcijas

Silīcijskābe ir ārkārtīgi vāja un savu pirmo protonu zaudē tikai tad, kad tai tuvojas pH 10. Ir zināms, ka normālos fizioloģiskos dzīves apstākļos notiek tikai 3 reakcijas ar šo skābi.

1. Reakcija ar sevi, ja pārsniedz šķīdību, veidojot amorfu silīcija dioksīda hidrātu.
2. Tā reakcija ar alumīnija hidroksīdu veido alumīnija silikāta hidroksīdu.
3. Reakcija ar molibdāta pārpalikumu, veidojot heteropoliskābes, piemēram, silikomolibdātu.

Kur tiek atrasta silīcijskābe?

Pēc skābekļa silīcijs ir visizplatītākais elements dabā, tas ir kristālu formā. Ūdens vidē tas kļūst nejonizējošs, tāpēc silīcija sāļi okeānā var paskābināt silīciju un radīt silīcijskābi.

Silīcijskābes neto ievade pasaules okeānā ir 6,1 ± 2,0 teramooli silīcija gadā (1 teramols = 1012 moli). Gandrīz 80% no šī ieguldījuma nāk no upēm, kuru vidējā koncentrācija pasaulē ir 150 mikromoli (koncentrācija ūdenī).

Mūsdienu jūras nogulumos biogēnā silīcija neto raža (izšķīdušā silikāta pārvēršana daļiņu skeleta materiālā) ir 7,1 ± 1,8 teramooli gadā.

Biogēnā silīcija dioksīda bruto produkcija virszemes ūdeņos ir 240 ± 40 teramooli silīcija gadā, un saglabāšanās koeficients (opālu uzkrāšanās nogulumos / bruto produkcija virszemes ūdeņos) ir 3 procenti.

Florā to var atrast Borago officinalis (Borraje) augā, kas savā sastāvā satur līdz 2,2% silīcijskābes.

Ortosilīcijskābe ir visizplatītākā silīcijskābes forma, ko var atrast daudzās dažādās vietās. Lielākie šīs skābes bioloģiski pieejamie avoti ir atrodami ūdenī, vai nu jūras ūdenī, vai citos dzērienos, piemēram, alus.

Lai to iegūtu laboratorijā, tas ievēro to pašu principu kā okeānā, to var iegūt, paskābinot nātrija silikātu ūdens šķīdumā.

Lietojumi ikdienas dzīvē

Zobu pasta

Tas ir abrazīvs gēls, ko izmanto zobu pastā vai saskrāpētas zobu pastas skaidrā daļā, jo kombinācijā ar kalcija karbonātu tas palīdz droši noņemt aplikumu ar suku.

Tas ir reģistrēts kā drošs savienojums Amerikas Savienoto Valstu Pārtikas un zāļu pārvaldē, un tam nav zināmas toksicitātes vai kancerogenitātes.

Žāvēšanas līdzeklis

Žāvējot cepeškrāsnī, tas zaudē ūdeni un kļūst par desikantu (vielu, kas ūdeni izvelk no gaisa). Tāpēc mazās silikagela kristālu paciņās var atrast traukos, kuru saturu var sabojāt mitrums, piemēram, vitamīnu pudelēs, elektronikā, apavos vai ādas izstrādājumos.

Citi lietojumi

To var atrast dāvanu veikalos, piemēram, maģiskos akmeņos, ķīmiskajā dārzā vai kristāla dārzā. Sausajā formā to sajauc ar dažādu metālu sāļiem.

Kad nātrijs tiek izmests ūdenī, to aizstāj ar metālu, un, tā kā metāla silikāts nešķīst ūdenī, veidojas metālam raksturīgās krāsas nogulsnes. Metāla silikāts izplešas arī kā želeja un ūdenī aug kā krāsaini stalagmīti.

Ortosilīnskābes (OSA) medicīniskās priekšrocības

Ortosilīcijskābe ir labākā bioloģiski pieejamā silīcija vide cilvēkiem. To var izmantot, lai ārstētu dažādus veselības stāvokļus, piemēram, Alcheimera slimību, artrītu, aterosklerozi, hipertensiju, sirds slimības, osteoporozi, insultu un matus.

Kaulu veselība

2008. gada pētījumā, kurā piedalījās 136 sievietes ar osteopēniju, katru gadu katru gadu viņiem tika dota ortosilicic skābe kopā ar kalciju un D vitamīnu vai placebo. Pēc viena gada dalībniekiem, kuri saņēma skābi, uzlabojās kaulu veidošanās.

Zinātnieki apgalvo, ka tas ir saistīts ar ortosilīcijskābes spēju stimulēt kolagēna (olbaltumvielu, kas atrodams saistaudos) ražošanu un veicināt kaulu veidojošo šūnu attīstību.

Matu veselība

Neliels 2007. gadā publicēts pētījums liecina, ka šī skābe var palīdzēt uzlabot matu kvalitāti un veselību. Pētījumā 48 sievietes ar "smalkiem matiem" tika sadalītas divās grupās un deviņus mēnešus saņēma placebo vai ortosilīcija piedevu.

Pētnieki atklāja, ka ortosalicilskābe palielina matu izturību un biezumu. Kopumā matu kvalitāte ir uzlabojusies arī ar ortosalicilskābes piedevu.

Atsauces

1. Nacionālais biotehnoloģijas informācijas centrs. PubChem salikto datu bāze; CID = 14942. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Grehems, T. (1863). Par silīcijskābes un citu analogu koloidālo vielu īpašībām. Londonas Karaliskās biedrības raksti, 13, 335-341. Atgūts no: jstor.org.
3. Encyclopedia Britannica (1998) silīcijskābes ķīmisko savienojumu redaktori. Enciklopēdija Britannica. Atgūts no: britannica.com.
4. Vietne Tomsofmaine.com. (2017). Hidratēts silīcija dioksīds - Meinas Toms. Atgūts no: tomsofmaine.com.
5. Viljams Tomass Brande, Alfrēds Svīns Teilors. Ķīmija. Blanšārds un Lea. Saņemts 2017. gada 21. martā no books.google.co.ve.id.
6. Lauks, S. (2017). Hidratēts silīcija dioksīds. Saņemts 2017. gada 22. martā no: sci-toys.com.