Оксид кремния (IV)
Химические свойства
Диоксид кремния, что это такое? Согласно Википедии, четырехвалентный оксид кремния входит в состав практически всех горных пород. Это химическое соединение имеет вид бесцветных кристаллов, с достаточно высокой температурой плавления. Формула Диоксида Кремния: SiO2 . Химическая формула кремнезема совпадает с формулой Диоксида Кремния. Температура плавления – около 1600 градусов Цельсия.
Вещество относят к группе кислотных оксидов, является диэлектриком, и имеет несколько полиморфных модификаций кристаллов. Под действием высоких температур и давления вещество превращается в коэсит и стишовит, имеет различные модификации и формы, кварцин, опал, аутигенный кварц, халцедон; аморфный Диоксид Кремния – это кварцевое стекло.
Применение кремнезема
Вещество вследствие разнообразия форм, применяется в различных областях. Минерал используют при производстве стекла, абразивов, изделий из бетона и керамики; в качестве наполнителя во время производства резины, для получения кремния; при производстве огнеупорных материалов; в хроматографии. Кварцевые кристаллы применяют для производства зажигалок, ультразвуковых установок, в радиотехнике. Некоторые водоросли способствуют накоплению кремнезема в биосфере и выполняют биохимическую функцию. Соединение также применяют в качестве эмульгатора в пищевой промышленности (Е551 ), добавляют в состав зубной пасты. Применяют в виде изолятора, при производстве волоконно-оптических кабелей, используют в виде нагревательного элемента в электронных сигаретах; в ювелирном деле и так далее. Распространено применение Диоксида Кремния в медицине в качестве вспомогательного вещества, пищевой добавки или в виде энтеросорбента.
Диоксид кремния: вред и польза
Вещество нанести особого вреда организму не может, так как при проникновении в желудочно-кишечный тракт не всасывается через стенки желудка и выводится в неизмененном виде. Пищевая добавка Е 551 присутствует во многих продуктах питания, в сахаре, сухом молоке и славках, чипсах, сухариках, алкогольных напитках и кондитерских изделиях. При правильном использовании лекарственных препаратов вред кремния диоксида коллоидного также отсутствует.
Фармакологическое действие
Адсорбирующее, регенерирующее.
Фармакодинамика и фармакокинетика
Кремнезем имеет достаточно высокую абсорбционную способность. Вещество связывает и выводит из организма различные ферменты, ангигены , продукты тканевого распада, микроорганизмы и пищевые аллергены . Вещество активно применяют для эвакуации некоторых лекарств, воды и ядов. Средство после проникновения в пищеварительный тракт не подвергается системной абсорбции, не накапливается в организме.
При местном использовании вещество препятствует некротическим изменениям тканей, способствует заживлению ран.
Показания к применению
В медицине используют Кремния Диоксид коллоидный:
- при кишечных инфекциях, пищевых токсикоинфекциях , аллергии ;
- при экзогенной и эндогенной интоксикации ;
- в рамках комплексного лечения острых отравлений;
- при алкогольной абстиненции ;
- при лечении гнойно-воспалительных заболеваний мягких тканей, абсцессов, гнойных ран, флегмоны , мастита .
Противопоказания
Вещество противопоказано для системного использования при во время обострения; при эрозии желудка и непроходимости кишечника. Лекарство не наносят на гранулирующие и чистые асептические раны.
Побочные действия
Кремнезем при приеме внутрь может вызвать , . При местном воздействии – образовать корку, препятствующую нормальной аэрации поверхности раны.
Инструкция по применению (Способ и дозировка)
Вещество принимают внутрь в соответствии с инструкцией, которая прилагается к препарату.
Передозировка
При передозировке у пациентов может возникнуть и несварение желудка . Нет сведений о случаях передозировки веществом.
Взаимодействие
Лекарство при пероральном приеме обладает способностью снижать эффективность одновременно принимаемых внутрь лекарств. Следует соблюдать промежуток в один час между приемами прочих лекарств.
Вы когда-нибудь слышали о минеральной породе без цвета и запаха? Таковой является пищевая добавка Е 551 или диоксид кремния – особое кристаллическое вещество, не имеющее цветовых оттенков и наделенное сравнительно высокой степенью прочности и твердости.
Всевозможные модификации оксидов кремния – это самые распространенные минералы на планете Земля, являющиеся неотделимой частью горных пород. Е 551 обозначается молекулярной формулой — SiO 2 , не подвластен влиянию кислот, не реагирует с водой.
Если вы хотите наглядно представить, как выглядит диоксид кремния, то возьмите в ладонь горстку обычного песка, состоящего из мелких частичек кварца. Эти частички и есть – диоксид кремния, который довольно часто можно встретить в природе.
Е-551 кремнезём визуально является бесцветным порошком кристаллической структуры, имеет довольно твердую и прочную структуру. В простонародье «белая сажа» имеет большую температуру плавления 1713-1728 °C, при этом абсолютно не растворима в воде. Аэросил относится к классу кислотных стекловидных образующих оксидов, при этом отличительным качеством можно отметить способность быть отличным изолятором, то есть веществом почти не проводящим электрический ток.
В природной среде тонкодисперсный аэросил преобладает в кварцевом веществе, а именно в мелких зернах, входящих в состав обычного песка. Эмульгатор разрешен в пищевой отрасли Российской Федерации, Украины и Евросоюзе.
В приготовлении продуктов питания используется непосредственно как второстепенная составляющая, необходимая всего лишь для избежания скомковывания продукции и ее слеживание при хранении.
В чем ценность кремнезема?
Диоксиду кремнию ученые дали еще много интересных «прозвищ»: аэросил, кремнезем, кварц, и даже «белая сажа»!
Кристаллическое вещество завоевало огромную славу в промышленности. Чаще всего его используют в форме сыпучего порошка белого цвета или шариков. Для добавления диоксида кремния в продукты питания его сначала синтезируют химическим путем, получая чистейший продукт.
Справка! Добавка Е 551 не изменяет ярких вкусовых качеств продукта и не влияет на их цвет.
Присутствие пищевой добавки Е 551 в составе продуктов помогает придать им сыпучести, а также предупредить появление комков. Диоксид кремния характеризуется следующими качествами:
- это отличный пеногаситель;
- помогает избежать слеживания;
- порошки становятся более текучими;
- это улучшитель сыпучести продуктов питания;
- играет роль превосходного загустителя.
Пищевой добавкой Е 551 чаще всего обогащают следующие продукты:
- сахар;
- сливки, молоко сухое;
- соль;
- мука пшеничная;
- специи;
- яичный порошок;
- чипсы, снеки, сухарики;
- лкогольные напитки;
- кондитерские изделия.
В фармацевтической промышленности диоксид кремния очень часто фигурирует в составе такого препарата, как «Эспумизан». Вы не поверите, но зубную пасту, бумагу и картон производители тоже умудрились напичкать диоксидом кремния!
Е-551 зачастую можно найти в различных специях, приправах и пряностях, порошкообразных продуктах, таких как сахар, соль и мука, в кондитерских изделиях, разнообразных чипсах, сухариках, орешках и иных закусках к пиву, а также алкогольной продукции.
В чем вред добавки Е 551 для человека?
Глупое утверждение о том, что якобы диоксид кремния причиняет организму человека вред огромных масштабов – миф и не более. На самом деле, Е 551 в кишечнике не всасывается, а значит его запасы в организме не накапливаются. В целом, Е 551 абсолютно безопасен для здоровья человека.
Так все-таки вред или польза от употребления эмульгатора Е-551?
Мнения разделяются, но как таковой вред, вообще отсутствует и возникает только в случаях неправильного и неосторожного использования, а именно взаимодействие Е-551 с другими химическими веществами может привести к раздражению дыхательных путей и легких, но в пищевых продуктах при правильной формуле изготовления он уже физически соединиться с иными химическими веществами не может, что само собой делает его безопасным. При попадании в организм не растворяется и выводится из него в неизменном состоянии, не оказывая абсолютно никакого негативного воздействия.
Также следует отметить, что ученые установили прямо пропорциональную связь при употреблении в пищу воды, в состав которой входит Е-551, что в результате приводит к снижению возможности нейродегенеративного заболевания. И это, конечно же, весомый аргумент, но при этом не стоит забывать, что злоупотребление кремнезема в организм человека, к добру не приведет, все должно быть в меру и разумно.
Подытоживая сказанное можно сделать однозначный вывод, что Е-551 не только не несет какого либо вреда организму человека, но и при правильном его употреблении даже в какой-то степени служит неким профилактическим средством от серьезных заболеваний типа Болезнь Альцгеймера.
Возможно вам также понравится:
Е951 (аспартам) — действие на организм, вред или польза
Е471 (Эмульгатор) вред и польза пищевой добавки на организм
Пищевой консервант E202 (Сорбат калия) — вред и польза на организм
Соевый лецитин Е476 — польза и вред для организма человека
Польза и вред ванилина для организма
Сахарозаменитель milford suss — вред и польза на организм человека
Цинковая мазь от чего помогает — полезные свойства и противопоказания
Свойства
- Относится к группе кислотных оксидов .
- При нагревании взаимодействует с основными оксидами и щелочами.
- Растворяется в плавиковой кислоте .
- SiO 2 относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть склонен к образованию переохлажденного расплава - стекла .
- Один из лучших диэлектриков (электрический ток не проводит).
Полиморфизм
Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.
Самая распространенная из них на поверхности земли - α-кварц - кристаллизуется в тригональной сингонии
При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит , а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии , так что вопрос о том какая разновидность SiO 2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.
Химические свойства
Диоксид кремния SiO 2 - кислотный оксид, не реагирующий с водой.
Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой :
SiO 2 + 6HF → H 2 + 2H 2 O,
SiO 2 + 4HF → SiF 4 + 2H 2 O.
Эти две реакции широко используют для травления стекла.
Следует отметить, что большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют растворимым стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.
Главным структурным элементом как твердого диоксида кремния, так и всех силикатов выступает группа , в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.
Получение
Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400-500°C в атмосфере кислорода , при этом кремний окисляется до диоксида SiO 2 .
В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:
Na 2 SiO 3 + 2CH 3 COOH → 2CH 3 COONa+H 2 SiO 3 ,
кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO 2 , выпадающий в осадок .
Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.
Применение
Диоксид кремния применяют в производстве стекла , керамики , абразивов , бетонных изделий , для получения кремния , как наполнитель в производстве резин , при производстве кремнезёмистых огнеупоров , в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике , ультразвуковых установках, в зажигалках .
Диоксид кремния - главный компонент почти всех земных горных пород , в частности, кизельгура . Из кремнезёма и силикатов состоит 87% массы литосферы.
Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов .
Пористые кремнезёмы
Пористые кремнезёмы получают различными методами.
Силохром получают путём агрегирования аэросила , который, в свою очередь, получают сжиганием силана ( 4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60-120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии , наполнителя резин, катализе .
Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.
Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Двуокись кремния" в других словарях:
SiO2, см. Кремнезем. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия
двуокись кремния - кремнезём, кремнёвый ангидрид …
легированная синтетическая двуокись кремния - СЛДК Синтетическая двуокись кремния, полученная путем химического соединения двуокиси кремния с легирующими компонентами. [ГОСТ 16548 80] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Синонимы СЛДК EN synthetic doped silica DE synthetisches… …
синтетическая двуокись кремния - СДК Полидисперсная аморфная двуокись кремния, являющаяся продуктом технологического процесса. [ГОСТ 16548 80] Тематики оптика, оптические приборы и измерения Синонимы СДК EN synthetic silica DE synthetisches Siliziumdioxyd FR silice synthétique … Справочник технического переводчика
материалы, не содержащие двуокись кремния - rus материалы (мн), не содержащие двуокись кремния eng non siliceous materials (pl) fra matériaux (m pl) non silicieux deu nicht kieselhaltiges Material (n) spa materiales (m pl) no silíceos …
кристаллическая свободная двуокись кремния - rus кристаллическая свободная двуокись (ж) кремния, кристаллический свободный кремнезем (м) eng free crystalline silica fra silice (f) libre cristalline deu freie kristalline Kieselsäure (f) spa sílice (f) cristalina libre, sílice (f) libre… … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
Кварц Кварцевое стекло Диоксид кремния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) бесцветные кристаллы, tпл 1713 1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью … Википедия
Кремнезём, SiO2, соединение кремния с кислородом. Кремнезём в форме минерала кварца и др. разновидностей составляет около 12% массы земной коры (см. Кремнезёма минералы). К. д. широко применяется в силикатной промышленности в производстве … Большая советская энциклопедия
Оксид (окисел, окись) соединение химического элемента с кислородом, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам… … Википедия
кремнезём - двуокись кремния, кремнёвый ангидрид … Cловарь химических синонимов I
Диоксид кремния (химическая формула: SiO2, кремнезем) - это бесцветное кристаллическое, стеклообразное или Этот минерал в виде широко применяют в строительстве, в производстве химической продукции и радиотехники, в авиационном строительстве и многих других отраслях.
Распространение кремнезема в природе
Диоксид кремния содержится в земной коре в виде смесей с некоторыми другими минералами (их называют граниты) и в виде силикатов, входит в состав горных пород. Наиболее распространенный в природе минерал - кварц, намного реже встречаются кристобалит, халцедоны, тридимит, опалы, лешательерит (кварцевое стекло). Мелкие кристаллы кварца образуют так называемый «жильный» кварц. При постепенном разрушении горных пород образуются кварцевые пески, которые, уплотняясь, приводят к появлению кварцитов и песчаников.
Горный хрусталь - это наиболее чистый кварц, бесцветный. Его кристаллы могут весить десятки тонн и достигать длины в несколько метров. Также кварц может быть окрашен различными примесями в фиолетовый цвет (аметист), желтый (цитрин), черный (морион), дымчатый (раухтопаз). В природе встречаются и скрытокристаллические формы кварца: это красно-розовый сердолик, зелено-яблочный хризопраз, синеватый сапфир, тонко-окрашенная яшма, ониксы и агаты песчаные, роговики и кремни.
Уникален «благородный» опал, который состоит из коллоидных однородных частиц диаметром примерно 0,2 мкм. Эти частицы плотно упакованы в упорядоченные агломераты, воды в них содержится менее одного процента (в большинстве опалов - около семи процентов). Природные месторождения диоксида кремния могут также образовывать диатомит, трепел. Из этого минерала построены панцири скелеты некоторых губок. Он входит в состав стеблей растений - таких, как тростник, хвощ, бамбук.
Как получают диоксид кремния?
Синтетический SiO2 можно получить:
Путем воздействия соляной (HCl) или серной (H2SO4) кислот на реже - на другие растворимые силикаты (этот способ является основным в развитых странах);
Используя кремния диоксид коллоидный (путем его замораживания или коагуляции под действием ионов F-, Na+);
Путем гидролиза фтористого кремния SiF4, четыреххлористого кремния SiCl4, тетраэтоксисилана (C2H5O)4Si, твердого десублимата (NH4)2SiF6 в газовой форме, а также в водно-аммиачных и водных растворах (иногда с добавлением органических оснований или этанола).
Диоксид кремния аморфный получают:
Из диатомита и трепела;
Прокаливанием рисовой шелухи;
Размалыванием плавленого кварцевого песка.
Безводные порошки кремнезема получают:
Используя химическое осаждение из газовой фазы;
Путем гидролиза и окисления паров пирогенного кремнезема и фтористого кремния;
Путем сжигания паров четыреххлористого кремния SiCl4 в смеси О2 и Н2.
Как используют диоксид кремния?
Кремнезем природный используют в производстве изделий из фарфора, бетона, абразивов, кирпича силикатного, керамики, фаянса, динаса, силикатных стекол;
Кремнезем синтетический («сажу белую») используют в качестве наполнителя в производстве резин;
Монокристаллы кварца нашли применение в радиотехнике (фильтры, стабилизаторы частоты пьезоэлектрические, резонаторы), в акустоэлектронике и акустооптике, в ювелирном деле, в оптическом приборостроении;
Горный хрусталь и синтетический диоксид кремния используются как сырье для производства кварцевого стекла, монокристаллов кварца, кварцевых волокон и керамики. В свою очередь, керамику и применяют в авиационной промышленности, оптике, электронике и других отраслях. Кварцевую ткань используют как материал, удерживающий тепло, а кварцевые волокна - для создания волоконно-оптических систем и линий связи.
Диоксид кремния, известный как пищевая добавка под номером Е551, имеет вид кристаллического вещества, не обладающего цветом. Это соединение имеет высокую степень прочности и твердости. Диоксид проявляет устойчивость к влиянию кислот, а также не вступает в реакцию с водой.
В природе соединение можно встретить в виде кварца, обычный песок состоит из мельчайших кварцевых зерен. Диоксид в данной форме применяется в таких областях и технологиях, где не стоит условие касательно высокой степени чистоты материала. Оксид кремния в виде кристаллов представлен яшмой, горным хрусталем, агатом, морионом, аметистом, халцедоном, топазом. На дне океанов образуется аморфный диоксид кремния из погибших водорослей и инфузорий.
Синтетическое вещество получают через окисление кремния при температуре около 500 градусов по Цельсию в атмосфере кислорода.
Пищевая добавка Е551 известна также под названиями аэросил, аморфный диоксид кремния, кремнезем, белая сажа, тонкодисперсный диоксид.
Диоксид кремния: применение
Пищевой диоксид кремния благодаря своим свойствам нашел широкое распространение как эмульгатор и вещество, препятствующее слеживанию и комкованию. Эту добавку можно встретить в таких группах продуктов:
- кисломолочная продукция, чаще всего – в сырах;
- приправы, специи, сушеные пряности;
- кондитерские изделия, сладости;
- продукты питания в виде порошка, например, соль, сахар, мука;
- разнообразные снеки, чипсы, орешки в различных глазурях, закуски к пиву, сухарики;
- алкогольные напитки.
Свое применение диоксид кремния нашел при производстве зубных паст, энтеросорбентов, некоторых видов лекарств.
Соединение используется во время производства керамики, стекла, абразивов, изделий из бетона, в качестве наполнителя в процессе производства резин, для получения кремния, во время производства кремнеземистых огнеупоров, в сфере хроматографии и др. Благодаря пьезоэлектрическим свойствам, которыми обладают кристаллы вещества, применение диоксид кремния нашел в ультразвуковых установках, а также радиотехнике.
Пленки диоксида, которые были получены искусственным путем, применяются как изолятор во время производства микросхем и иных электронных компонентов. Диоксид в чистом плавленом виде в сочетании с разными специальными ингредиентами применяется с целью производства волоконно-оптических кабелей.
Диоксид кремния: вред
Пищевой диоксид кремния, известный в качестве добавки под номером Е551, причисляется к группе химических соединений, которые разрешены к использованию в производственных процессах продуктов питания. Но согласно предостережениям ряда специалистов, существует и вред диоксида кремния для организма человека, который проявляется в случае взаимодействия с соединением.
Однако стоит отметить, что вред диоксид кремния может нанести в случае пренебрежения мерам предосторожности во время работы с веществом в чистом виде. Например, пыль, которая образуется в процессе взаимодействия диоксида с иными химическими реагентами, может вызывать серьезные раздражения легких и бронхов человека.
В случае употребления соединения внутрь, в неизменном состоянии оно проходит через желудочно-кишечный тракт, а после естественным образом покидает организм. Также заметим, что во Франции в течение пятнадцати лет проходили исследования касательно данной добавки, которые показали, что в случае употребления воды с высоким уровнем содержания диоксида сокращается риск развития болезни Альцгеймера на целых 11%.
Популярные статьи Читать больше статей
02.12.2013
Все мы много ходим в течение дня. Даже если у нас малоподвижный образ жизни, мы все равно ходим – ведь у нас н...
610240 65 Подробнее
10.10.2013
Пятьдесят лет для представительниц прекрасного пола – это своеобразный рубеж, перешагнув который каждая вторая...
451130 117 Подробнее
02.12.2013
В наше время бег уже не вызывает массу восторженных отзывов, как это было лет тридцать назад. Тогда общество б...
356878 41 Подробнее