חומצה סיליקית: תכונות, תגובות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

החומצה הסיליצית היא צורת hydrated של תחמוצת סיליקון. זהו השם הכללי למשפחת התרכובות הכימיות המורכבות מסיליקון, וכמות מסוימת של מולקולות מימן וחמצן.

הנוסחה הכללית של חומצות אלו היא _n , ואת הצורה הנפוצה ביותר שבה הוא נמצא בדרך כלל הוא זה של orthosilicic חומצה H ₄ SiO ₄ .

איור 1: מבנה של חומצה סיליצית.

חומצה סיליקית היא חלק ממשפחת הסיליקטים השונים. משמעות הדבר היא שהאקסואניון המתכתי הגדול ביותר הוא הסיליקט, ושום אטום לא מתכתי אינו מחובר אליו. ישנם מקרים בודדים בהם יש אטום אחד שאינו מתכתי, אך לעולם לא יותר מאחד.

תכונות פיזיקליות של חומצה סיליצית

חומצה סיליקית קיימת רק בשני מצבים, אמורפיים וקריסטליים. הראשון מתקבל בתהליך משקעים והשני מוצג כגביש סלע.

חומצה סיליקית בצורתה האמורפית (SiO ₃ ) היא לבנה, חסרת טעם, בלתי מסיסה במים ואינה יוצרת מסה פלסטית מגובשת עם מולקולותיה כפי שמתרחשת באלומיניום.

במצבו הגבישי, הוא אינו מומס על ידי שום חמצן. כאשר מטפלים בתמיסה מדוללת מאוד של תמיסת סיליקה בחומצה גופרתית, חנקתית או הידרוכלורית, חומצה סיליצית אינה זורזת. במקום זאת נראה שהוא מומס במים כהידרט.

כאשר מוסיפים תמיסה של החומצה או החומצה לתמיסת סיליקט, ההידרט זורק בצורה ג'לטינית אשר כאשר מיובשת ומחוממת בהמשך באנרגיה רבה הופכת לחומר בלתי מסיס.

תגובה כימית

חומצה סיליצית חלשה ביותר ורק מאבדת את הפרוטון הראשון שלה כשהיא מתקרבת ל- pH 10. רק 3 תגובות ידועות עם חומצה זו מתרחשות בתנאים פיזיולוגיים רגילים של החיים.

1. תגובה עם עצמה כאשר חורג מהמסיסות ליצירת סיליקה הידרטית.
2. תגובתו עם אלומיניום הידרוקסיד ליצירת הידרוקסיד מאלומיניום.
3. תגובה עם עודף מוליבאד ליצירת חומצות הטרופוליטיות כמו סיליקומוליבד.

היכן נמצא חומצה סיליצית?

אחרי חמצן, סיליקון הוא היסוד הנפוץ ביותר בטבע, הוא בצורת גבישים. כאשר במדיום מימי הוא הופך ללא מיינן, כך שמלחי הסיליקון באוקיאנוס יכולים להחמיר את הסיליקון וליצור חומצה סיליצית.

תשומות נטו של חומצה סיליקית באוקיאנוס העולמי נמצאו ב 6.1 ± 2.0 טרה-מטר סיליקון לשנה (1 טרמול = 1012 מול). כמעט 80% מתרומה זו נובעת מנחלים שהריכוז הממוצע הגלובלי שלהם הוא 150 מיקרומולר (ריכוז במים).

במשקעים ימיים מודרניים, התשואות נטו של סיליקון ביוגני (טרנספורמציה של סיליקט מומס לחומר שלד חלקיקי) היא 7.1 ± 1.8 טמול בשנה.

הייצור הגולמי של סיליקה ביוגנית במים פני השטח הוא 240 ± 40 טרה-מטר סיליקון בשנה, ויחס השימור (הצטברות אופלים במשקעים / ייצור ברוטו במים פני השטח) הוא 3 אחוזים.

בפלורה ניתן למצוא אותו בצמח Borago officinalis (Borraje), אשר בהרכבו מכיל עד 2.2% חומצה סיליקית.

חומצה אורתוסיליצית היא הצורה הנפוצה ביותר של חומצה סיליצית, שניתן למצוא בה במקומות רבים ושונים. המקורות הגדולים ביותר הזמינים ביולוגית לחומצה זו נמצאים במים, בין אם במי ים או במשקאות אחרים כמו בירה.

כדי להשיג אותו במעבדה, הוא פועל לפי אותו עיקרון כמו באוקיאנוס, ניתן להשיג אותו על ידי החמצת נתרן סיליקט בתמיסה מימית.

שימושים בחיי היומיום

משחת שיניים

זהו הג'ל השוחק המשמש במשחת שיניים, או בחלק הברור של משחת שיניים שרוטה, מכיוון שבשילוב עם סידן פחמתי, הוא מסייע בהסרת פלאק בבטחה בעזרת הצחצוח.

זה רשום כתרכובת בטוחה אצל מנהל המזון והתרופות האמריקני ואין לו רעילות או סרטן ידועים.

חוֹמֶר יְבּוּשׁ

כאשר הוא מיובש בתנור הוא מאבד מים והופך לייבוש (חומר השואב מים מהאוויר). לכן ניתן למצוא חבילות קטנות של גבישי סיליקה ג'ל במיכלים שתכולתם עלולה להיפגע כתוצאה מלחות כמו בקבוקי ויטמין, אלקטרוניקה, נעליים או מוצרי עור.

שימושים אחרים

ניתן למצוא אותו בחנויות מתנות כמו אבני קסם, גינה כימית או גינת קריסטל. צורתו היבשה מעורבבת במלחים של מתכות שונות.

כאשר נזרקים נתרן למים הוא מוחלף על ידי המתכת ומאחר והסיליקט המתכתי אינו מסיס במים, משקעים בצבע האופייני לצורות המתכת. סיליקט מתכתי מתרחב גם כג'ל וגדל כנטיפים צבעוניים במים.

יתרונות רפואיים לחומצה אורתוסילית (OSA)

חומצה אורתוסיליצית היא אמצעי הסיליקון הטוב ביותר הזמין ביולוגית לבני אדם. ניתן להשתמש בו לטיפול במצבים בריאותיים שונים כגון מחלת אלצהיימר, דלקת פרקים, טרשת עורקים, יתר לחץ דם, מחלות לב, אוסטאופורוזיס, שבץ ושיער.

בריאות העצם

במחקר שנערך ב -2008 בקרב 136 נשים עם אוסטאופניה, הם קיבלו חומצה אורתוסילית יחד עם סידן וויטמין D או פלצבו בכל יום במשך שנה. לאחר שנה השתתפו המשתתפים שקיבלו את החומצה ביצירת העצמות.

מדענים אומרים כי הדבר נובע מיכולתה של חומצה אורתוסיליצית לעורר את ייצור הקולגן (חלבון שנמצא ברקמת חיבור) ולקדם התפתחות של תאים בונים עצמות.

בריאות שיער

מחקר קטן שפורסם בשנת 2007 מציע כי חומצה זו יכולה לסייע בשיפור איכות השיער ובריאותו. במחקר, 48 נשים עם "שיער עדין" חולקו לשתי קבוצות וקיבלו פלצבו או תוסף אורתוסיליקון למשך תשעה חודשים.

החוקרים מצאו כי נראה כי חומצה אורתוסליצילית מגבירה את חוזק ועובי השיער. באופן כללי, שופר איכות השיער גם עם תוסף חומצה אורתוסליצילית.

הפניות

1. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. מסד הנתונים של מתחם PubChem; CID = 14942. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. גרהם, ת '(1863). על המאפיינים של חומצה סיליקית וחומרים קולואידיים אנלוגיים אחרים. הליכי החברה המלכותית של לונדון, 13, 335-341. התאושש מ: jstor.org.
3. עורכי אנציקלופדיה בריטניקה (1998) תרכובת כימית חומצית סיליקית. אנציקלופדיה בריטניקה. התאושש מ: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). סיליקה לחות - טום של מיין. התאושש מ: tomsofmaine.com.
5. ויליאם תומאס ברנדה, אלפרד סוויין טיילור. כִּימִיָה. בלנצ'ארד ולאה. הוחזר ב 21 במרץ 2017 מ- books.google.co.ve.id.
6. Field, S. (2017). סיליקה לחות. הוחזר ב 22 במרץ 2017 מ: sci-toys.com.