KYSELINA KREMIČITÁ: VLASTNOSTI, REAKCIE A POUŽITIE - CHÉMIA - 2025

Kyselina kremičitá je hydratovaná forma oxidu kremičitého. Je to všeobecný názov pre skupinu chemických zlúčenín vyrobených z kremíka a určitého množstva molekúl vodíka a kyslíka.

Všeobecný vzorec týchto kyselín je _N , a najbežnejšie forma, v ktorej sa obvykle nachádza, je, že kyseliny orthokřemičité H ₄ SiO ₄ .

Obrázok 1: Štruktúra kyseliny kremičitej.

Kyselina kremičitá je súčasťou rodiny Miscellaneous Silicates. To znamená, že najväčším kovovým oxoaniónom je kremičitan a že k nemu nie je pripojený žiadny nekovový atóm. Existuje niekoľko ojedinelých prípadov, keď majú jeden nekovový atóm, ale nikdy nie viac ako jeden.

Fyzikálne vlastnosti kyseliny kremičitej

Kyselina kremičitá existuje iba v dvoch stavoch, amorfná a kryštalická. Prvý sa získa zrážacím procesom a druhý sa uvádza ako krištáľ.

Kyselina kremičitá vo svojej amorfné forme (SiO ₃ ) je biely, bez chuti, nerozpustné vo vode a netvoria súdržné plastická hmota sa jeho molekuly, ako je tomu u hliníka.

V kryštalickom stave nie je rozpustená žiadnou oxokyselinou. Ak sa na veľmi zriedený roztok oxidu kremičitého pôsobí kyselinou sírovou, dusičnou alebo chlorovodíkovou, kyselina kremičitá sa nezráža. Namiesto toho sa zdá, že je rozpustený vo vode ako hydrát.

Keď sa roztok kyseliny alebo kyseliny pridá do kremičitanového roztoku, hydrát sa vyzráža v želatínovej forme, ktorá sa po vysušení a následnom zahriatí veľkou energiou stane nerozpustnou látkou.

Chemické reakcie

Kyselina kremičitá je extrémne slabá a stráca svoj prvý protón, keď sa blíži pH 10. Je známe, že za normálnych fyziologických podmienok života nastávajú iba 3 reakcie s touto kyselinou.

1. Reakcia sama so sebou pri prekročení rozpustnosti za vzniku amorfného hydrátu oxidu kremičitého.
2. Reakcia s hydroxidom hlinitým za vzniku hydroxidu kremičitanu hlinitého.
3. Reakcia s nadbytkom molybdénanu za vzniku heteropolykyselín, ako je silikokolybdénan.

Kde sa nachádza kyselina kremičitá?

Po kyslíku je kremík najbežnejším prvkom v prírode vo forme kryštálov. Keď je vo vodnom médiu neionizujúce, tak kremíkové soli v oceáne môžu kremík okysliť a vytvoriť kyselinu kremičitú.

Čisté vstupy kyseliny kremičitej vo svetovom oceáne boli zistené pri 6,1 ± 2,0 teramóloch kremíka za rok (1 teramol = 1012 mólov). Takmer 80% tohto príspevku pochádza z riek, ktorých globálna priemerná koncentrácia je 150 mikromólov (koncentrácia vo vode).

V moderných morských sedimentoch je čistý výťažok biogénneho kremíka (transformácia rozpusteného kremičitanu na časticový kostný materiál) 7,1 ± 1,8 teramólov ročne.

Hrubá produkcia biogénneho oxidu kremičitého v povrchových vodách je 240 ± 40 teramólov kremíka za rok a miera konzervácie (akumulácia opálov v sedimentoch / hrubá produkcia v povrchových vodách) je 3 percentá.

V flóre sa nachádza v rastline Borago officinalis (Borraje), ktorá vo svojom zložení obsahuje až 2,2% kyseliny kremičitej.

Kyselina ortokremičitá je najbežnejšou formou kyseliny kremičitej, ktorá sa nachádza na mnohých rôznych miestach. Najväčšie biologicky dostupné zdroje tejto kyseliny sa nachádzajú vo vode, či už v morskej vode alebo iných nápojoch, ako je pivo.

Na jeho získanie v laboratóriu sa uplatňuje rovnaký princíp ako v oceáne, ktorý sa dá získať okyslením kremičitanu sodného vo vodnom roztoku.

Používa sa v každodennom živote

zubná pasta

Je to abrazívny gél používaný v zubnej paste alebo v priehľadnej časti poškriabanej zubnej pasty, pretože v kombinácii s uhličitanom vápenatým pomáha bezpečne odstraňovať zubný povlak pomocou kefy.

Je registrovaná ako bezpečná zlúčenina v Spojených štátoch pre potraviny a liečivá a nemá žiadnu známu toxicitu alebo karcinogenitu.

desikant

Po vysušení v peci stráca vodu a stáva sa sušidlom (látka, ktorá čerpá vodu zo vzduchu). Preto sa malé balenia kryštálov silikagélu nachádzajú v nádobách, ktorých obsah môže byť poškodený vlhkosťou, ako sú fľaše s vitamínom, elektronika, obuv alebo kožené výrobky.

Iné použitia

Nachádza sa v darčekových obchodoch, ako sú kúzelné kamene, chemická záhrada alebo krištáľová záhrada. Jeho suchá forma je zmiešaná so soľami rôznych kovov.

Keď sa sodík vrhne do vody, nahradí sa kovom a pretože kremičitan kovu nie je rozpustný vo vode, vytvorí sa zrazenina charakteristickej farby kovu. Kremičitan kovu sa tiež rozširuje ako gél a vo vode rastie ako farebné stalagmity.

Kyselina ortokremičitá (OSA), lekárske výhody

Kyselina ortokremičitá je najlepším biologicky dostupným kremíkovým médiom pre ľudí. Môže sa používať na liečbu rôznych zdravotných stavov, ako je Alzheimerova choroba, artritída, ateroskleróza, hypertenzia, srdcové choroby, osteoporóza, mozgová príhoda a vlasy.

Zdravie kostí

V štúdii z roku 2008, ktorá sa venovala 136 ženám s osteopéniou, sa im podávala kyselina ortokremičitá spolu s vápnikom a vitamínom D alebo placebom každý deň po dobu jedného roka. Po jednom roku sa účastníci, ktorí dostali kyselinu, zlepšili v tvorbe kostí.

Vedci tvrdia, že je to kvôli schopnosti kyseliny ortokremičitej stimulovať produkciu kolagénu (bielkoviny nachádzajúcej sa v spojivovom tkanive) a podporovať rozvoj buniek vytvárajúcich kosti.

Zdravie vlasov

Malá štúdia uverejnená v roku 2007 naznačuje, že táto kyselina môže pomôcť zlepšiť kvalitu vlasov a zdravie. V štúdii bolo 48 žien s „jemnými vlasmi“ rozdelených do dvoch skupín a dostávali placebo alebo ortokremičitý doplnok po dobu deviatich mesiacov.

Vedci zistili, že sa zdá, že kyselina orthosalicylová zvyšuje pevnosť a hrúbku vlasov. Všeobecne sa kvalita vlasov zlepšila aj doplnením kyseliny orthosalicylovej.

Referencie

1. Národné centrum pre biotechnologické informácie. PubChem Compound Database; CID = 14942. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Graham, T. (1863). O vlastnostiach kyseliny kremičitej a iných analogických koloidných látok. Zborník Kráľovskej spoločnosti v Londýne, 13, 335 - 341. Získané z: jstor.org.
3. Redaktori encyklopédie Britannica (1998), chemická zlúčenina s kyselinou kremičitou. Encyklopédia Britannica. Získané z: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). Hydratovaná silika - Tom's of Maine. Obnovené z: tomsofmaine.com.
5. William Thomas Brande, Alfred Swaine Taylor. Chémia. Blanchard a Lea. Získané 21. marca 2017 z books.google.co.ve.id.
6. Field, S. (2017). Hydratovaný oxid kremičitý. Našiel sa 22. marca 2017 zo stránky: sci-toys.com.