תחמוצת הסיליקון

עבור אלמנט כימי עם המספר הסידורי 14, אשר בטבלה המחזורית בקבוצת IV של התקופה השלישית והשורה השלישית, ניתן ליצור שני תחמוצות סיליקון המורכב משני אלמנטים Si ו- O:

• סיליקון חד חמצני, שבו Si הוא divalent, הנוסחה הכימית של תחמוצת זו יכולה להיות מיוצגת כמו SiO;
• דו תחמוצת הסיליקון הוא תחמוצת הסיליקון הגבוהה ביותר שבה Si הוא tetravalent, הנוסחה הכימית שלו נרשם כמו SiO2.

תחמוצת הסיליקון (IV) במראה מייצגגבישים שקופים. הצפיפות של SiO2 הוא 2.648 גרם / cm3. החומר נמס בתוך גבולות הטמפרטורות מ 1600 עד 1725 מעלות צלזיוס, רותח בטמפרטורה של 2230 מעלות צלזיוס.

תחמוצת הסיליקון SiO2 הייתה ידועה בקשיותהוכוח מאז ימי קדם, הוא הנפוץ ביותר בטבע בצורת חול או קוורץ, כמו גם את קירות התא של אצות diatum. החומר יש שינויים פולימורפיים רבים, נמצא לרוב בשתי צורות:

• גבישי - בצורת מינרל טבעיקוורץ, כמו גם זנים שלה (chaldcedony, גביש רוק, ג 'ספר, אגת, צור); קוורץ הוא הבסיס של חול קוורץ, הוא חומר בניין חיוני וחומר גלם לתעשיית סיליקט;
• אמורפי מתרחש כמו מינרל טבעיאופל, הרכב אשר ניתן לתאר על ידי הנוסחה SiO2 • nH2O; צורות ארציות של SiO2 אמורפי הם trefoil (ארוחה ההר, אדמה diatomaceous) או diatomite; מלאכותית סיליקון אמורפי אמורפי הוא סיליקה ג'ל, אשר עשוי נתרן metasilicate.

תחמוצת הסיליקון SiO2 הוא תחמוצת חומצית. זה גורם זה קובע את התכונות הכימיות שלו.

פלואורין מגיב עם דו תחמוצת הסיליקון: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 כדי ליצור גז חסר צבע של סיליקון tetrafluoride וחמצן, בעוד גזים אחרים (הלוגנים Cl2, Br2, I2) להגיב פחות פעיל.

תחמוצת הסיליקון הרביעי הוא הגיב עם חומצה הידרופלואורית לייצר חומצה fluorosilicic: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O. נכס זה משמש בתעשיית המוליכים למחצה.

הסיליקון (IV) תחמוצת המומסים מותך או חם מרוכז אלקלי להקים סיליקט נתרן: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

דו תחמוצת הסיליקון מגיב עם תחמוצות בסיסיותמתכות (לדוגמה, נתרן, אשלגן תחמוצת, עופרת (II), או תערובת של תחמוצת אבץ המשמש לייצור זכוכית). לדוגמה, התגובה של תחמוצת נתרן SiO2, תוצאה אשר יכול להיווצר: נתרן orthosilicate 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, סיליקט נתרן Na2O + SiO2 → Na2SiO3, וזכוכית Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. דוגמאות כאלה מזכוכית שיש ערך מסחרי, הן כוס סודה-סיד, זכוכית בורוסיליקט, זכוכית העופרת.

דו תחמוצת הסיליקון מגיב עם סיליקון בטמפרטורות גבוהות, וכתוצאה מכך חד חמצני גזי: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

לרוב, SiO2 משמשייצור של סיליקון היסודי. תהליך האינטראקציה עם התמורה פחמן היסודי בטמפרטורה גבוהה של תנור קשת חשמלי: 2C + SiO2 → Si + 2CO. זה די אנרגיה אינטנסיבי. עם זאת, המוצר שלה משמש בטכנולוגיה מוליכים למחצה לייצור תאים סולריים (המרת אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית). כמו כן, טה טהורה משמש מטלורגיה (בייצור של פלדה עמיד עמידים חומצה פלדות סיליקון). סיליקון היסודות שהתקבל כך הוא הכרחי לייצור של דו תחמוצת סיליקון טהור, אשר הוא בעל חשיבות רבה עבור מספר תעשיות. SiO2 טבעי משמש בצורה של חול באותם תעשיות שבו טוהר גבוהה אינה נדרשת.

בשאיפה של אבק מחולק היטבSiO2, אפילו בכמויות קטנות מאוד (עד 0.1 mg / m3), סיליקוזיס, ברונכיטיס או סרטן עלולים להתפתח עם הזמן. אבק הופך מסוכן כאשר הוא נכנס לריאות, כל הזמן מגרה אותם, ובכך להפחית את תפקודם. בגוף האדם, תחמוצת הסיליקון בצורה של חלקיקים גבישיים אינה מתמוססת במהלך תקופות זמן משמעותיות מבחינה קלינית. השפעה זו יכולה ליצור סיכון של מחלות תעסוקתיות עבור אנשים העובדים עם ציוד sandblasting או מוצרים המכילים אבקה של תחמוצת סיליקון גבישי. ילדים, חולי אסטמה בכל גיל, סובלים מאלרגיות, וגם קשישים יכולים לחלות מהר יותר.