Силициев оксид

За химически елемент със серийния номер 14, който е в периодичната таблица във IV групата на третия и третия ред, е възможно да се образуват два силициеви оксида, състоящи се от два елемента Si и O:

• силициев оксид, в който Si е двувалентен, химичната формула на този оксид може да бъде представена като SiO;
• силициевият диоксид е висок оксид силиций, в който Si е четиривалентен, неговата химична формула се записва като Si02.

Силиконови (IV) оксиди на външен вид е прозрачен кристал. Плътността на Si02 е 2.648 g / cm sup3-. Субстанцията се топи в рамките на температури от 1600 до 1725 ° C, кипи при температура 2230 ° С.

Силициевият оксид SiO2 е известен с твърдостта и здравината си от древни времена, най-разпространените в природата в формата на пясъка или кварц, както и в клетъчни стени диатоме. Веществото има много полиморфни модификации, най-често срещани в две форми:

• кристален - под формата на естествен минерал от кварц, както и неговите сортове (халцедон, скален кристал, яспис, ахат, кремък) - кварцът е основата кварцов пясък, това е незаменим строителен материал и суровина за силикатната промишленост;
• аморфен възниква като естествено минерално структура опал който може да бъде описан с формула SiO2 • nH2O- земни форми на аморфен SiO2 са Триполи (планински брашно, диатомит) или diatomit- синтетичен аморфен силициев диоксид - е силициев диоксид, който е направен от натриев метасиликат.

Силициев оксид SiO2 е киселинен оксид. Този фактор определя неговите химични свойства.

Флуор реагира с силициев диоксид: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 да се образува безцветна силициев тетрафлуорид газ и кислород, докато другите газове (халогена Cl2, Br2, I2) отговарящи по-малко активни.

Силициев оксид IV взаимодейства с флуороводородна киселина за получаване на силикофлуоринова киселина: Si02 + 6HF -> H2SiF6 + 2H2O. Тази собственост се използва в производството на полупроводници.

Силициевият (IV) оксид се разтваря в горещ концентриран или разтопен алкал, за да образува натриев силикат: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Силициев диоксид реагира с основните метални оксиди (например, оксиди на натрий, калий, олово (II), или смес от цинков оксид, който се използва при производството на стъкло). Например, взаимодействие на натриев оксид и SiO2, резултат, който може да се образува: натриев ортосиликат 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, натриев силикат Na2O + SiO2 → Na2SiO3 и стъкло Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Примери за такива стъкла с търговска значимост са натриево-калциево стъкло, боросиликатно стъкло, оловно стъкло.

Силициевият диоксид реагира със силиций при високи температури, което води до газообразен моноксид: Si + SiO2 → 2SiOuarr-.

По-често се използва силициев оксид SiO2 за производството на елементарен силиций. Процесът на взаимодействие с елементарен въглерод протича при висока температура в електрическа пещ: 2C + SiO 2 → Si + 2CO. Това е доста енергийно интензивно. Въпреки това, неговият продукт се използва в полупроводниковата технология за производство слънчеви панели (превръщане на светлинната енергия в електрическа енергия). Също така, чист Si се използва в металургията (при производството на термоустойчиви и киселинно устойчиви силикатни стомани). Така полученият елементарен силиций е необходим за производството на чист силициев диоксид, който е от голямо значение за редица индустрии. Природният SiO2 се използва под формата на пясък в тези отрасли, където не се изисква висока чистота.

Чрез вдишване на фино смления прах от кристален Si02, дори в много малки количества (до 0,1 mg / msup3-), може да се развие силикоза, бронхит или рак с течение на времето. Прахът става опасен, когато навлезе в белите дробове, постоянно ги дразни, като по този начин намали тяхната функция. В човешкото тяло силициевият оксид под формата на кристални частици не се разтваря по време на клинично значими периоди от време. Този ефект може да създаде риск от професионални заболявания за хора, работещи с оборудване за пясъкоструене или продукти, които съдържат прах от кристален силициев оксид. Децата, астматиците от всякаква възраст, страдащи от алергии, както и възрастните хора могат да се разболеят много по-бързо.