Silicoksida Silika oksida Silicio (IV) oksido
#000001
Siliciodioksido, ankaŭ konata kiel silicoksido (de la latina sileks ), estas kemia kunmetaĵo kiu estas oksido de silicio kun la kemia formulo
Ĝi estis konata ekde antikvaj tempoj.
Silicoksido estas plej ofte trovita en naturo kiel kvarco, same kiel en diversaj vivantaj organismoj.
En multaj mondopartoj, silicoksido estas la plej grava ero el sablo.
Silicoksido estas unu el la plej kompleksaj kaj la plej multaj abundaj familioj de materialoj, ekzistante kaj kiel pluraj mineraloj kaj estaĵo produktita sinteze.
Rimarkindaj ekzemploj inkludas kunfanditan kvarcon, kristalon, haladzitan silicoksidon, silicoksidĝelon, kaj aeroĝelojn.
Aplikoj intervalas de strukturaj materialoj ĝis mikroelektroniko ĝis komponentoj uzitaj en la nutraĵa industrio.
#000002
Laboratorio aŭ specialaj metodoj 1.5-a
#000004
Antaŭulo al vitro kaj silicio
Grava komponento uzite en sablogisado
#000005
Siliciodioksido akiriĝas plejparte minizante kaj purigon de kvarco.
Kvarco konsistas el pli ol 10% de tumoro de la krusto de la tero.
Tiu produkto estos taŭga por multaj celoj dum por aliaj kemia pretigo estos postulata por fari pli puran aŭ alie pli taŭgan (ekz. pli reaktivan aŭ fajngrajnan) produkton.
#000006
Pyrogenic-silicoksido (foje nomita haladzita silicoksido aŭ silicoksidvaporo) estas fajnega partikla aŭ koloida formo de siliciodioksido.
Ĝi estas preparita bruligante SiCl4 en oksigenriĉa hidrokarbidflamo por produkti "fumon" de SiO2.
#000007
Tiu produkto akiriĝas kiel kromprodukto de varmaj procesoj kiel ferro-silicia produktado.
Ĝi estas malpli pura ol haladzis silicoksidon kaj ne devus esti konfuzita kun tiu produkto.
La produktada procezo, partiklokarakterizaĵoj kaj kampoj de apliko de haladzita silicoksido estas tute diferencaj de tiuj de silicoksidvaporo.
#000008
Amorfa silicoksido, silicoksido-ĝelo, estas produktita per la acidiĝo de solvoj de natriosilikato.
La gelatinoza precipitaĵo unue estas lavita kaj tiam senakvigita por produkti senkoloran mikroporan silicoksidon.
Idealigita ekvacio implikanta trisilikaton kaj sulfatan acidon estas montrita:
#000009
Ĉirkaŭ unu miliardo da kilogramoj/jaro (1999) de silicoksido estis produktitaj tiumaniere, plejparte por uzo por polimerkunmetaĵoj - pneŭoj kaj ŝuoplandoj.
#000010
Maldikaj filmoj de silicoksido kreskas spontanee sur silicioplatetoj per termika oksigenado.
Tiu itinero donas tre malprofundan tavolon (ĉirkaŭ 1 Nm aŭ 10 Å) de tielnomita indiĝena oksido.
Pli altaj temperaturoj kaj alternativaj medioj kutimas kreskigi bonkontrolitajn tavolojn de siliciodioksido sur silicio, ekzemple ĉe temperaturoj inter 600 kaj 1200 °C, uzanta tielnomitan sekan aŭ malsekan oksigenadon kun O2 aŭ H2O, respektive.
La profundo de la tavolo de silicio anstataŭigita per la dioksido estas 44% de la profundo de la siliciodioksidotavolo produktita.
#000011
Multaj itineroj al siliciodioksido komenciĝas per silikatesteroj, la plej konataj estaĵtetraetilortosilikato (TEOS).
Simple varmigi TEOS je 680-730 °C donas la dioksidon:
#000013
Simile TEOS bruligas proksimume 400 °C:
#000014
TEOS spertas hidrolizon per la tielnomita sun-ĝela proceso.
La kurso de la reago kaj naturo de la produkto estas trafita per kataliziloj, sed la idealigita ekvacio estas: [12]
#000015
Estante tre stabila, siliciodioksido ekestiĝas de multaj metodoj.
Koncipe simpla, sed de malgranda praktika valoro, bruligado de silane donas siliciodioksidon.
Tiu reago estas analoga al la bruligado de metano:
#000016
Laŭtaksaj 95% de siliciodioksido produktita estas konsumitaj en la konstruindustrio, ekz. por la produktado el portlanda cemento.
Aliaj gravaj aplikoj estas listigitaj malsupre.
#000017
Antaŭulo al vitro kaj silicio
#000018
Silicoksido estas uzita ĉefe en la produktado el vitro por fenestroj, glasoj, trinkaĵboteloj, kaj multaj aliaj uzoj.
La plimulto de optikaj fibroj por telekomunikado ankaŭ estas farita de silicoksido.
Ĝi estas primara krudaĵo por multaj ceramikaĵo kiel ekzemple argilaĵo, argilaĵo, kaj porcelano.
#000019
Siliciodioksido kutimas produkti elementan silicion.
La procezo implikas carbotermic-redukton en elektra arĉlumo: [13]
#000020
Grava komponento uzite en sablogisado
#000021
Silicoksido, en la formo de sablo estas utiligita kiel la esenco en sablogisado por la fabrikado de granda nombro da metalaj komponentoj en inĝenieristiko kaj aliaj aplikoj.
La alta frostopunkto de silicoksido ebligas ĝin esti uzita en tiaj aplikoj.
#000022
Silicoksido estas ofta aldonaĵo en la produktado de manĝaĵoj, kie ĝi estas utiligita ĉefe kiel fluagento en pudraj manĝaĵoj, aŭ adsorbi akvon en higroskopaj aplikoj.
Ĝi estas la primara komponento de diatomito.
Koloida silicoksido ankaŭ estas utiligita kiel vino, biero, kaj suko monpunanta agenton.
#000023
Pri farmaceŭtaj varoj, silicoksido helpas pulvorfluon kiam tablojdoj estas formitaj.
#000024
Silicoksid-bazita aeroĝelo estis uzita en la Stardust-kosmoŝipo por kolekti eksterterajn partiklojn.
Silicoksido ankaŭ estas uzita en la ekstraktado de DNA kaj RNA pro sia kapablo ligi al la nukleaj acidoj sub la ĉeesto de kaotrope.
Hidrofoba silicoksido estas utiligita kiel defoamerkomponento.
En hidratigita formo, ĝi estas utiligita en dentopasto kiel malmola frotpurigilo forigi dentoplakon.
#000025
En ĝia kapacito kiel obstina, ĝi estas utila en fibroformularo kiel alt-temperatura termika protektoŝtofo.
En kosmetiko, ĝi estas utila por siaj lum-difuzigantaj trajtoj kaj natura absorbemo.
Ĝi ankaŭ estas utiligita kiel termika pliigokunmetaĵo en grunda fonta varmopumpil industrio.
#000026
SiO2 havas kelkajn apartajn kristalajn formojn ( polimorfoj) aldone al amorfaj formoj.
Kun la escepto de stishovito kaj fibreca silicoksido, ĉiuj la kristalaj formoj implikas tetrahedral SiO4 unuojn interligitajn kune per komunaj verdglacioj en malsamaj aranĝoj.
Silici-oksigenaj obligaciolongoj varias inter la malsamaj kristalformularoj, ekzemple en α-kvarco kiun la obligaciolongo estas 161 pm, dum en α-tridymite ĝi estas en la intervalo 154-171 pm.
La si-O-Si angulo ankaŭ varias inter malalta valoro de 140° en α-tridymite, ĝis 180° en β-tridymite.
En α-kvarco la si-O-Si angulo estas 144°.
#000029
Fibreca silicoksido havas strukturon similan al tiu de SiS2 kun katenoj de rand-dividanta SiO4 tetrahedra.
Stishovite, la higher-prema formo, en kontrasto havas rutile-similan strukturon kie silicio estas 6-kunordigita.
La denseco de stishovito estas 4.287 g/ cm3, kiu komparas kun α-kvarco, la plej densan el la malaltpremformoj, kiu havas densecon de 2.648 g/ cm3.
La diferenco en denseco povas esti atributita al la pliiĝo en kunordigo kiam la ses plej mallongaj si-O obligaciolongoj en stishovito (kvar si-O obligaciolongoj de 176 pm kaj du aliaj de 181 pm) estas pli bonegaj ol la si-O obligaciolongo (161 pm) en α-kvarco.
La ŝanĝo en la kunordigo pliigas la ionecon de la si-O obligacio.
Sed pli grava estas la observado ke ĉiuj devioj de tiuj normaj parametroj konsistigas mikrostrukturajn diferencojn aŭ variojn, kiuj reprezentas aliron al amorfa, vitreca aŭ vitreca solido.
#000030
La transformo de α-kvarco ĝis beta-kvarco okazas subite je 573 °C.
Ĉar la transformo estas akompanita per signifa ŝanĝo en volumeno ĝi povas facile indukti rompadon de ceramikaĵo aŭ ŝtonoj pasantaj tra tiu temperaturlimo.
#000032
La altpremaj mineraloj, seifertito, stishovito, kaj koesito, aliflanke, havas pli altan densecon kaj indekson de refrakto kiam komparite kun kvarco.
Tio estas verŝajne pro la intensa kunpremado de la atomoj kiuj devas okazi dum sia formacio, rezultigante pli densigitan strukturon.
#000033
Faujasite-silicoksido estas alia formo de kristala silicoksido.
Ĝi akiriĝas per dealumination da malalt-natria, ultra-stabila Y-zeolito kun kombinita acida kaj termika terapio.
La rezulta produkto enhavas pli ol 99% silicoksidon, havas altan kristalinecon kaj altan surfacareon (pli ol 800 m2 /g).
Faujasite-silicoksido havas tre altan termikan kaj acidan stabilecon.
Ekzemple, ĝi garantias altan gradon da longdistanca molekula ordo (aŭ kristalinecon) eĉ post bolado en densa klorida acido.
#000034
Fandita silicoksido ekspozicias plurajn strangajn fizikajn karakterizaĵojn kiuj estas similaj al tiuj observitaj en likva akvo: negativa temperaturvastiĝo, densecomaksimumo (je temperatur5000 °C), kaj varmeckapacitminimumo.
Kiam molekula siliciomonoksido, SiO, estas densigita en argonmatrico malvarmetigita kun heliumo kune kun oksisgenatomoj generitaj per mikroondsenŝargiĝo, molekula SiO2 estas produktita kun linia strukturo.
Dimera siliciodioksido, ( SiO2) 2 estis preparitaj reagante O2 kun matrico izolite dimera siliciomonoksido, ( Si2 O2).
En dimera siliciodioksido ekzistas du oksisgenatomoj transpontantaj inter la siliciatomoj kun si-O-Si angulo de 94° kaj obligaciolongo de 164.6 pm kaj la fina si-O obligaciolongo estas 150.2 pm.
La si-O obligaciolongo estas 148.3 pm, kiu kompariblas kun la longo de 161 pm en α-kvarco.
La obligacienergio estas taksita je 621.7 kJ/Mol.
#000035
Kiam fandita siliciodioksida SiO2 estas rapide malvarmetigita, ĝi ne kristaligas sed solidiĝas kiel glaso.
La geometrio de la silicio- kaj oksigencentroj en vitro estas simila al tio en kvarco kaj la plej multaj aliaj kristalaj formoj de la sama kunmetaĵo, t.e., silicio estas ĉirkaŭita de regula tetrahedra de oksigencentroj.
La diferenco inter la vitro kaj la kristalaj formoj ekestiĝas de la konektebleco de tiuj tetrahedral unuoj.
Kvankam ekzistas neniu longdistanca periodeco en la vitreca reto tie restas signifa mendado ĉe longo skalas bone preter la SiO-obligaciolongo.
Unu ekzemplo de tiu mendado estas trovita en la prefero de la reto formi ringojn de 6-tetrahedra.
#000036
Silicoksido estas transformita al silicio per redukto kun karbono.
#000038
Fluoro reagas kun siliciodioksido por formi SiF4 kaj O2 dum la aliaj halogengasoj ( Cl2, Br2, I2) estas esence nereaktivaj.
#000039
Siliciodioksido estas atakita per hidrofluracido (Hf) por produkti heksafluorosilicic-acidon: [15]
#000040
HF kutimas forigi aŭ strukturizi siliciodioksidon en la semikonduktaĵo-industrio.
#000041
Siliciodioksido funkcias kiel Lukso-inundo da acido, povante reagi kun bazoj sub certaj kondiĉoj.
Kiel ĝi ne enhavas ajnan hidrogenon, ĝi ne povas funkcii kiel Brønsted-Lowry acido.
Dum ne solveble en akvo, kelkaj fortaj bazoj reagos kun vitro kaj devos esti stokitaj en plastboteloj kiel rezulto.
#000042
Siliciodioksido dissolviĝas en varma densa alkalo aŭ kunfandita hidroksido, kiel priskribite en tiu idealigita ekvacio: [8]
#000043
Siliciodioksido neŭtraligos bazajn metaloksidojn (ekz. natrioksido, kalioksido, gvidos (II) oksidon, zinkoksidon, aŭ miksaĵojn de oksidoj, formante silikatojn kaj okulvitrojn kiam la si-O-Si obligacioj en silicoksido sinsekve) estas rompitaj.
Ekzemple la reago de natrioksido kaj SiO2 povas produkti natriortosilikaton, natriosilikaton, kaj okulvitrojn, dependajn de la proporcioj de reaktant: [8]
#000044
Ekzemploj de tiaj okulvitroj havas komercan signifon, ekz. sodo-kalkovitron, borosilikato-vitron, plumbovitron.
En tiuj okulvitroj, silicoksido estas nomita la reto iama aŭ krado iama.
La reago ankaŭ estas uzita en altfornoj por forigi sablomalpuraĵojn en la erco per neŭtraligado kun kalko, formante kalciosilikaton
#000045
Siliciodioksido reagas en ekscitita falo sub dinitrogeno kun etilenglikolo kaj alkalmetala bazo por produkti altagrade reaktivajn, pentakoordinat silikatojn kiuj disponigas aliron al vastan gamon de novaj siliciokunmetaĵoj.
La silikatoj estas esence nesolveblaj en ĉiu polusa solvilo krom metanolo.
#000046
Siliciodioksido reagas kun elementa silicio ĉe altaj temperaturoj por produkti SiO: [15]
#000047
La solvebleco da siliciodioksido en akvo forte dependas de sia kristala formo kaj estas 3-4 fojojn pli alta por silicoksido ol kvarco;
kiel funkcio de temperaturo, ĝi pintoj je proksimume 340 °C.
Tiu posedaĵo kutimas kreskigi ununurajn kristalojn el kvarco en hidrotermika proceso kie natura kvarco estas dissolvita en supervarmigita akvo en premujo kiu estas pli malvarmeta ĉe la pinto.
Kristaloj de 0.5-1 kg povas esti kreskigitaj dum periodo de 1-2 monatoj.
Tiuj kristaloj estas fonto de tre pura kvarco por uzo en elektronikaj aplikoj.
#000048
Ĝi ankaŭ estas la primara komponento de riza glumcindro, kiu estas uzita, ekzemple, en filtrado kaj cementoproduktado.
#000050
Silicification en kaj de ĉeloj estis ofta en la biologia mondo por bone dum miliardo da jaroj.
En la moderna mondo ĝi okazas en bakterioj, unu-ĉelaj organismoj, plantoj, kaj bestoj (senvertebruloj kaj vertebruloj).
#000051
Testoj aŭ frustule'oj (t.e. konkoj) de diatomeoj, Radiolaria kaj teŝtata amoebae.
Silicoksidfitolitoj en la ĉeloj da multaj plantoj, inkluzive de Equisetaceae, preskaŭ ĉiuj herboj, kaj larĝa gamo de dukotiledonoj.
La spiketoj formante la skeleton de multaj spongoj.
#000052
Kristalaj mineraloj formitaj en la fiziologia medio ofte montras esceptajn fizikajn trajtojn (ekz., forto, malmoleco, frakturoforteco) kaj tendencas formi hierarkiajn strukturojn kiuj elmontras mikrostrukturan ordon en vico da pesilo.
La mineraloj estas kristaligitaj de medio kiu estas undersaturatita kun respekto al silicio, kaj sub kondiĉoj de neŭtrala pH kaj malalta temperaturo (0-40 °C).
#000053
Formado de la mineralo povas okazi aŭ ene de la ĉela muro de organismo (kiel ekzemple kun fitolitoj), aŭ ekster la ĉela muro, kiel tipe okazas kun testoj.
[ klarigo bezonis ] Specifaj biokemiaj reagoj ekzistas por mineralo atestaĵo.
Tiaj reagoj inkludas tiujn kiuj implikas lipidojn, proteinojn, kaj karbonhidratojn.
#000054
En la korpo, kristalaj silicoksidpartikloj ne dissolviĝas dum klinike signifaj periodoj.
Silicoksidkristaloj ene de la pulmoj povas aktivigi la NLRP3-inflamasome ene de makrofagoj kaj dendritaj ĉeloj kaj tiel rezultigi pretigon de por-Interleukin 1 betao en ĝian maturan formon.
Kronika eksponiĝo al silicoksido povas tiel respondeci pri kelkaj el siaj sandanĝeroj, ĉar interleukin-1 estas tre por-inflama citokino en la imunsistemo.
Tiu efiko povas krei laboran riskon por homoj laborantaj kun sabloblovumad ekipaĵo, produktoj kiuj enhavas pudran kristalan silicoksidon.
Infanoj, astmuloj de iu aĝo, alergiomalsanuloj, kaj la maljuna (kiuj ĉiu reduktis pulmkapaciton) povas esti trafitaj en multe malpli tempo.
Amorfa silicoksido, kiel ekzemple haladzita silicoksido estas ne rilata al evoluo de silikozo, sed povas kaŭzi nemaligeblan pulmdifekton en kelkaj kazoj.
Leĝoj limigantaj silicoksideksponiĝon kun respekto al la silikozodanĝero precizigas ke ili estas koncernaj nur kun silicoksido kiu estas kaj kristala kaj polv-formada.
#000057
Studo kiu sekvis subjektojn ĉar 15 jaroj trovis ke pli altaj niveloj de silicoksido en akvo ŝajnis malpliigi la riskon de demenco.
La studo trovis unuiĝon inter pliiĝo de 10 miligramo-je-tago de la konsumado da silicoksido en trinkakvo kun malkreskinta risko de demenco de 11%.
#000058
SiO2, pli d tiel ol preskaŭ ajna materialo, ekzistas en multaj kristalaj formoj (nomitaj polimorfoj).
#000060