KYSELINA KŘEMIČITÁ: VLASTNOSTI, REAKCE A POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Kyselina křemičitá je hydratovaná forma oxidu křemičitého. Je to obecný název pro skupinu chemických sloučenin tvořených křemíkem a určitým množstvím molekul vodíku a kyslíku.

Obecný vzorec těchto kyselin je _N, a nejběžnější forma, ve které se obvykle nachází, je, že kyseliny orthokřemičité H ₄ SiO ₄.

Obrázek 1: Struktura kyseliny křemičité.

Kyselina křemičitá je součástí rodiny Miscellaneous Silicates. To znamená, že největším kovovým oxoanionem je křemičitan a že k němu není připojen žádný nekovový atom. Existují izolované případy, kdy mají jeden nekovový atom, ale nikdy více než jeden.

Fyzikální vlastnosti kyseliny křemičité

Kyselina křemičitá existuje pouze ve dvou stavech, amorfní a krystalická. První je získán procesem srážení a druhý je prezentován jako krystal.

Kyselina křemičitá v amorfní formě (SiO ₃) je bílá, bez chuti, nerozpustná ve vodě a netvoří se svými molekulami kohezivní plastickou hmotu, ke které dochází u hliníku.

Ve svém krystalickém stavu není rozpuštěna žádnou oxokyselinou. Když se na velmi zředěný roztok oxidu křemičitého působí kyselinou sírovou, dusičnou nebo chlorovodíkovou, kyselina křemičitá se nevysráží. Místo toho se zdá, že je rozpuštěn ve vodě jako hydrát.

Když se roztok kyseliny nebo kyseliny přidá do křemičitanového roztoku, hydrát se vysráží v želatinové formě, která se po vysušení a následném zahřátí s velkou energií stane nerozpustnou látkou.

Chemické reakce

Kyselina křemičitá je extrémně slabá a ztrácí svůj první proton, když se přiblíží pH 10. Je známo, že za normálních fyziologických životních podmínek dochází pouze k 3 reakcím s touto kyselinou.

1. Reakce se sebou samým, když je překročena rozpustnost za vzniku amorfního hydrátu oxidu křemičitého.
2. Jeho reakce s hydroxidem hlinitým za vzniku hydroxidu křemičitanu hlinitého.
3. Reakce s přebytkem molybdenanu za vzniku heteropolykyselin, jako je silikomolybdenan.

Kde se nachází kyselina křemičitá?

Po kyslíku je křemík nejčastějším prvkem v přírodě, je ve formě krystalů. Když se ve vodném médiu stane neionizujícím, mohou soli křemíku v oceánu okyselit křemík a vytvořit kyselinu křemičitou.

Čisté vstupy kyseliny křemičité ve světovém oceánu byly zjištěny při 6,1 ± 2,0 teramolu křemíku ročně (1 teramol = 1012 mol). Téměř 80% tohoto příspěvku pochází z řek, jejichž globální průměrná koncentrace je 150 mikromolárních (koncentrace ve vodě).

V moderních mořských sedimentech je čistý výnos biogenního křemíku (přeměna rozpuštěného křemičitanu na částicový skeletový materiál) 7,1 ± 1,8 teramolu ročně.

Hrubá produkce biogenního oxidu křemičitého v povrchových vodách je 240 ± 40 teramolů křemíku ročně a poměr zachování (akumulace opál v sedimentech / hrubá produkce v povrchových vodách) je 3 procenta.

Ve flóře se nachází v rostlině Borago officinalis (Borraje), která ve svém složení obsahuje až 2,2% kyseliny křemičité.

Kyselina orthosiliková je nejčastější formou kyseliny křemičité, která se nachází na mnoha různých místech. Největší biologicky dostupné zdroje této kyseliny se nacházejí ve vodě, ať už v mořské vodě nebo jiných nápojích, jako je pivo.

Pro jeho získání v laboratoři platí stejný princip jako v oceánu, lze jej získat okyselením křemičitanu sodného ve vodném roztoku.

Použití v každodenním životě

Zubní pasta

Je to abrazivní gel používaný v zubní pastě nebo v průhledné části poškrábané zubní pasty, protože v kombinaci s uhličitanem vápenatým pomáhá bezpečně odstraňovat zubní kartáček kartáčem.

Je registrován jako bezpečná sloučenina u United States Food & Drug Administration a nemá žádnou známou toxicitu ani karcinogenitu.

Vysoušedlo

Po usušení v peci ztrácí vodu a stává se sušidlem (látka, která čerpá vodu ze vzduchu). Proto lze malé obaly krystalů silikagelu nalézt v nádobách, jejichž obsah může být poškozen vlhkostí, jako jsou lahve s vitamíny, elektronika, boty nebo kožené výrobky.

Další použití

Najdete ji v dárkových obchodech, jako jsou magické kameny, chemická zahrada nebo křišťálová zahrada. Jeho suchá forma se mísí se solemi různých kovů.

Když je sodík vhozen do vody, je nahrazen kovem a protože křemičitan kovu není rozpustný ve vodě, vytvoří se sraženina charakteristické barvy kovu. Křemičitan kovu také expanduje jako gel a roste jako barevné stalagmity ve vodě.

Kyselina ortosiliková (OSA), lékařské výhody

Kyselina orthosilicová je nejlepší biologicky dostupné křemíkové médium pro člověka. Může být použit k léčbě různých zdravotních stavů, jako je Alzheimerova choroba, artritida, ateroskleróza, hypertenze, srdeční choroby, osteoporóza, mrtvice a vlasy.

Zdraví kostí

Ve studii z roku 2008 se 136 ženami s osteopenií jim byla podávána kyselina orthosilicová spolu s vápníkem a vitamínem D nebo placebem každý den po dobu jednoho roku. Po jednom roce se účastníci, kteří dostali kyselinu, zlepšili v tvorbě kostí.

Vědci tvrdí, že je to způsobeno schopností kyseliny orthosilikové stimulovat produkci kolagenu (bílkoviny nalezené v pojivové tkáni) a podporovat rozvoj buněk vytvářejících kosti.

Zdraví vlasů

Malá studie publikovaná v roce 2007 naznačuje, že tato kyselina může pomoci zlepšit kvalitu vlasů a zdraví. Ve studii bylo 48 žen s „jemnými vlasy“ rozděleno do dvou skupin a dostalo placebo nebo orthosiliconový doplněk po dobu devíti měsíců.

Vědci zjistili, že se zdá, že kyselina orthosalicylová zvyšuje sílu a tloušťku vlasů. Obecně se kvalita vlasů také zlepšila přidáním kyseliny orthosalicylové.

Reference

1. Národní centrum pro biotechnologické informace. PubChem Compound Database; CID = 14942. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Graham, T. (1863). O vlastnostech kyseliny křemičité a dalších analogických koloidních látek. Sborník z Royal Society of London, 13, 335-341. Obnoveno z: jstor.org.
3. Editors of Encyclopedia Britannica (1998) Chemická sloučenina kyseliny křemičité. Encyklopedie Britannica. Obnoveno z: britannica.com.
4. Tomsofmaine.com. (2017). Hydratovaná silika - Tom's of Maine. Obnoveno z: tomsofmaine.com.
5. William Thomas Brande, Alfred Swaine Taylor. Chemie. Blanchard a Lea. Citováno 21. března 2017 z books.google.co.ve.id.
6. Field, S. (2017). Hydratovaný oxid křemičitý. Citováno z 22. března 2017 z: sci-toys.com.