Образование

Кремниевая кислота: свойства и применение :: SYL.ru

Кремниевая кислота теоретически представляет собой соединение оксида кремния и воды. Причем соотношение этих ее составляющих может быть самым разнообразным. Поэтому в общем виде их состав может быть представлен формулой. При этом кремниевые кислоты с наличием различного количества оксида кремния и воды, то есть с разными значениями параметров n и m, могут легко переходить из одного состояния в другое. Таким образом, n и m в этом случае можно считать переменными величинами.

Теоретически кремневая кислота может быть получена при взаимодействии силиката одного из щелочных металлов (например, натрия) и одной из «сильных» кислот (к примеру, соляной). Таким путем в свободном состоянии были выделены (получены) некоторые из таких кислот: метакремниевая, ортокремневая и другие. К примеру, химическая реакция получения метакремниевой кислоты:

+ 2HCl = + 2NaCl

Однако получить в чистом виде кремниевую кислоту практически невозможно.


водных растворах (а они получаются пересыщенные) кремниевая кислота в результате процесса полимеризации стает основой образования коллоидных растворов, имеющих довольно небольшой период существования. Далее из этих растворов в результате коагуляции образуется гель. В этом и заключено применение кремниевой кислоты, так как, осушив это гель, получают так называемый силикагель, который используется как осушитель и абсорбент. Кроме того, применяя специальные стабилизаторы, из коллоидных растворов получают стойкие коллоиды (или золи), которые также находят применение в производстве.

Кремниевая кислота является малорастворимой, слабой и термически неустойчивой. При нагревании происходит разложение кремниевой кислоты, что выражается следующей химической реакцией:

=

Она также более слабая кислота, чем та же угольная. В силу этого кремниевая кислота в водных растворах вытесняется угольной кислотой из своих различных солей. Как пример, это можно видеть в реакции:

= +

Соли кремниевых кислот получили название силикатов. Они имеют большое распространение в природе. Так, в состав земной коры в основном входят кремнеземы и силикаты. К ним относится полевой шпат, различные глины, слюда, тальк и многие другие. Силикаты входят и в составы горных пород – гранита, базальта и других. Кристаллами силикатов являются и такие известные камни, которые в силу их редкости и красоты считают драгоценными, как изумруды, топазы и аквамарины.

Большинство силикатов в воде не растворяется. Исключением являются лишь силикаты натрия и калия. Их можно получить при сплавлении с соответствующим гидроокислом или карбонатом. К примеру,


+ = +

Водные растворы таким способом полученных солей, имеют название «жидкого стекла». Оно находит широкое применение как связующее вещество при производстве кислотоупорных бетонов, а кроме того, используются при изготовлении всем известных оконной замазки и канцелярского клея. В качестве огнестойкой и водонепроницаемой пропитки им обрабатывают также изделия из ткани, дерева и бумаги.

Силикаты, в составе которых имеется алюминий, получили называние алюмосиликатов. К ним относятся слюда и полевой шпат, хотя их состав гораздо сложнее. Так, полевой шпат, кроме оксида кремния и оксида алюминия содержит также оксиды натрия, калия и натрия. В составе слюды, помимо алюминия и кремния, имеется водород, натрий или калий, но могут быть, хотя реже встречаются, также кальций, магний или железо.

Вообще применение силикатов в современных условиях весьма широко и разнообразно. Горные силикатные породы используются, как строительные материалы. Силикаты применяют как сырье в производстве цемента, различных наполнителей керамики, стекла и пр. Слюда и асбест используются при производстве различных термо- и электроизоляционных материалов.

Кремний может образовывать несколько кислот, но все они называются кремниевыми кислотами. Они могут иметь разное расположение атомов в молекуле и разные химические формулы: H2Si2F2, H4SiO4 и др. Чаще всего состав кремниевой кислоты обозначается формулой H2SiO3.


Получение.

Так как диоксид кремния с водой не взаимодействует, то кремниевая кислота получается косвенным путем — взаимодействием растворимых силикатов щелочных металлов с кислотами:

Na2SiO3 + 2 HCl => 2NaCl + H2SiO3

Физические свойства.

В момент получения это прозрачное студневидное вещество, практически нерастворимое в воде. Такой студень имеет и другое название — гель.

Химические свойства.

Кремниевая кислота — самая слабая из минеральных кислот, она почти не диссоциирует в растворах, не окрашивает индикаторов.

1. При нагревании она разлагается на диоксид и воду:

H2SiO3 => H2O + SiO2

2. Взаимодействует с растворами щелочей, образуя соли-силикаты:

H2SiO3 + 2NaOH => Na2SiO3 + 2H2O

Применение.

Гель кремниевой кислоты можно высушить, он при этом приобретает пористое строение с большой внутренней поверхностью, способной поглощать (адсорбировать) пары воды и многих органических веществ. Поэтому силикагель используется для осушения газов, разделения смесей. Он может быть и носителем мелко раздробленных катализаторов — это считается одним из важнейших его качеств. Кроме того, и сам силикагель может быть катализатором. Выпускаются и силикагели специального назначения: индикаторы влажности, гели для холодильников и др.


Кремниевую кислоту легко получить в домашних условиях. Для этого в пробирку нужно налить вдвое разбавленный силикатный клей — раствор силиката натрия или калия, а потом добавить к нему при перемешивании раствор соляной или серной кислоты. Жидкость на глазах начнет превращаться в прозрачный густой студень. Если перевернуть пробирку, то из него выльется жидкость — раствор полученной соли, а сама кремниевая кислота останется в пробирке, и ее можно будет внимательно рассмотреть.
Это интересно!
Ряд лекарственных растений, например хвощ полевой и подорожник ланцетный, берут кремниевую кислоту из почвы, перерабатывают и накапливают ее в своих клетках и клеточных мембранах. Кремниевая кислота — неотъемлемая составляющая человеческого организма, особенно важная для соединительных тканей, кожи, связок, сухожилий, волос и ногтей. Растения, богатые кремниевой кислотой, применяются особенно в тех случаях, когда организм испытывает острую нехватку кремниевой кислоты из-за недостаточного поступления ее с пищей, снижения усвоения ее организмом в связи с нарушением обмена веществ или при процессах износа и стирания тканей по причине болезни, преклонного возраста или усиленных занятий спортом. Кремниевая кислота полезна также людям, страдающим природной конституционной слабостью соединительных тканей, что является одной из причин варикозного расширения вен и целлюлита.


Похожие посты

Как узнать, 1 га — сколько метров? Ответ прост! — журнал «Рутвет»

Glavnii

Что такое СБОЛ в Сбербанке? — Полезная информация для всех

Glavnii

Ударение в слове «средства». Правила ударения

Glavnii
Adblock
detector