Кремнезем что это такое
Кремнезем
Кремнезем
Кремнезем — его значение для человеческого организма огромно! Вот лишь некоторые наиболее важные функции: нормализует обмен веществ, стимулирует деятельность иммунной системы, укрепляет соединительную ткань, способствует образованию ферментов, аминокислот, гормонов. Помогает в усваяемости большого количества других микро- и макроэлементов. Препятствует возникновению рака, туберкулеза, диабета, зоба и многих других патологических процессов в организме. Улучшает состояние кожи, волос и ногтей. Замедляет процессы старения. Способствует всасыванию кальция и стимулирует рост костей, снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, влияет на работу нервной системы и головного мозга.
Кремнезем способствует росту — он помогает "строить" кости независимо от витамина D. Поэтому он необходим и детям, и старикам, и взрослым — здоровым и больным, так как оказывает благоприятное воздействие на работу сердца, состояние зубов, костей, волос, ногтей.
Кремнезем присутствует во многих наших органах. Больше всего его содержится в молодой ткани и эпидермисе. В крови количество кремнезема весьма незначительно. Однако когда его содержание уменьшается, мы начинаем "чувствовать старость", реагируем на изменение погоды, ухудшается наше психическое состояние, настроение, волосы становятся тонкими и ломкими, может начаться облысение, кожа теряет эластичность, ногти ломаются, часто возникают кровоподтеки, воспаления, пролежни, герпес, перхоть, грибковые заболевания, дают о себе знать застарелые раны…
Известны случаи, когда угревая сыпь, которую безуспешно лечили разными способами в течение 10 лет, излечивалась за несколько недель после приема внутрь двуокиси кремния.
Некоторым стоматологам-практикам удавалось с помощью кремнезема за несколько дней излечивать язвенное воспаление десен.
Кремнезем является составной частью соединительной ткани. Мы уже говорили о ее значении для продления здоровья, молодости и жизнеспособности организма в разделе о витамине С.
Хорошо действует кремнезем и на капилляры, уменьшая их проницаемость и предупреждая появление хрупкости (о чем свидетельствуют так называемые синяки).
С возрастом содержание этого микроэлемента в организме уменьшается. Ломкость костей в пожилом возрасте объясняется дефицитом не только кальция, но и кремнезема.
Как показали исследования, подопытные животные, которым давали по 50 мг кремнезема на каждые 100 г пищи, росли значительно быстрее тех, которые этого микроэлемента не получали. Но синтетические препараты кремния по эффективности действия не идут ни в какое сравнение с кремнеземом, находящимся в растениях. .
Хрусталик глаза содержит в 25 раз больше кремнезема, чем глазная мышца, поэтому гомеопаты считают, что один из видов катаракты можно лечить кремнеземом. А в прежние времена его использовали как лекарство против астмы, простудных заболеваний.
Дистрофия, эпилепсия, ревматизм, ожирение, атеросклероз — вот перечень болезней, которые сегодня можно успешно лечить, увеличив в своем рационе количество растений, богатых кремнеземом.
В отдание от железа и кальция кремнезем легко усваивается организмом даже в пожилом возрасте.
Суточная потребность
К сожалению, до сих пор на этот вопрос нет авторитетного ответа, поскольку все анализы проводят в стеклянной посуде, которая содержит в своем составе кремний. Видимо, для анализов нужна посуда из особого пластика. Примерное количестово для взрослого здорового человека от пяти до пятидесяти миллиграмм.
Источники кремнезема
Больше всего кремнезема содержится в следующих травах: хвоще- 60% кремнезема, из которых только 1-1,5% в растворимой форме; примерно по 0,25% этого микроэлемента содержат пикульник, горец птичий, пырей, крапива и мать-и-мачеха.
Для получения кремнезема пьют настои из этих трав. Вот какой чай из трав рекомендуют врачи-травники.
Хвощ, пикульник, крапива — по 50 г
Горец птичий — 100 г
Столовую ложку смеси залить 2 стаканами воды (400 мл) и кипятить на слабом огне до тех пор, пока не выкипит половина содержимого кастрюли. Пить настой 2 раза в день по полстакана.
Необходимо также пить чай из хвоща. Хвощ полевой — самое распространенное растение. Содержание кремнезема в нем — от 49 до 76%; кроме того, он содержит много марганца, азотистого натрия и других компонентов.
Кремнезем находят также в растительных продуктах, богатых целлюлозой: отрубях, овсяных хлопьях, муке грубого помола, черном хлебе.
Кремнезем составляет около 0,01 % нашего тела. Но в основном он сконцентрирован в щитовидной железе, надпочечниках, гипофизе, легких, мышцах, в крови. С возрастом содержание кремния в организме уменьшается.
Для правильного обмена веществ необходимо сочетание кремния с кальцием и магнием.
Для успешного процесса восстановления сломанных костей необходимо ввести в рацион продукты питания, в которых содержится большое количество кремнезема.
Кроме того следует применять кремнезем наружно, (см. главу "Полезные советы").
Основные пищевые источники кремнезема: сельдерей, листья одуванчика, лук-порей, кислое молоко, редис, семена подсолнуха, помидоры, репа, полевой хвощ, собачник аптечный, медуница.
Следует заваривать сборы трав — мать-и-мачеха, горец птичий, хвощ, пикульник — настаивать их на медленном огне и пить эти "чаи" по 2-3 стакана в день
ПИТАНИЕ ПО АЮРВЕДЕ
Кремнезем
Чаванпраш — многокомпонентная насыщенная витаминами и минералами биологически активная смесь, состоящая из 51 компонента, полностью натуральных и свежих продуктов (ягоды, плоды, коренья, природный кальций, золото, серебро). Исцеление и продление молодости. Секрет истинного здоровья от целителей древней Индии. Чаванпраш не содержит искусственных добавок и ароматизаторов, является абсолютно безопасным.
Кремнезём - это... Что такое Кремнезём?
Кварц
Кварцевое стекло
Диокси́д кре́мния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью.
Свойства
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 SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.
Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.
Химические свойства
Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.
Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:
SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O,
и газообразным фтороводородом HF:
SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.
Эти две реакции широко используют для травления стекла.
При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же).
Например, может быть получен ортосиликат натрия:
SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O,
метасиликат кальция:
SiO2 + СаО → СаО·SiO2,
или смешанный силикат кальция и натрия:
Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2↑.
Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.
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 [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] 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 SiO2.
В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:
- Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa+H2SiO3,
кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO2, 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.
Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.
Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.
Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.
Пористые кремнезёмы
Пористые кремнезёмы получают различными методами.
Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). 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.
Кремнезем - это... Что такое Кремнезем?
кремнезем — кремнезем … Орфографический словарь-справочник
Кремнезем — (кремнистый ангидрид SiO2) – соединение кремния с кислородом. Весьма распространен в природе в виде кварца, аметиста, агата, горного хрусталя, песка и других. Применяется в производстве стекла. [Воробьев В. А., Комар А. Г.Строительные… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
КРЕМНЕЗЕМ — син. двуокиси кремния SiO2, применяющийся в минералогической лит. Широко распространен в природе в виде β кварца. Редко встречаются или получены искусственно лишь при высоких температурах: α кварц, β , и γ тридимит, α и… … Геологическая энциклопедия
КРЕМНЕЗЕМ — то же, что кремния диоксид … Большой Энциклопедический словарь
кремнезем — сущ., кол во синонимов: 4 • кремнезём (1) • минерал (5627) • опал (10) • опалит (1) … Словарь синонимов
КРЕМНЕЗЕМ С — син. коэсита (коусита). Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия
кремнезем — Диоксид кремния, являющийся составной частью большинства горных пород. [ГОСТ Р 52918 2008] Тематики огнеупоры EN silica … Справочник технического переводчика
Кремнезем — кремнезём м. Соединение кремния с кислородом, встречающееся в природе обычно в виде кварца, горного хрусталя, аметиста. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Кремнезем — Кварц Кварцевое стекло Диоксид кремния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) бесцветные кристаллы, tпл 1713 1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью … Википедия
кремнезем — Кремнийның кислород белән кушылмасы, икеле оксиды (кварц, ахак, тау бәллүре, ком һ. б. хәлендә табыла һәм силикат индустриясендә кулл.) … Татар теленең аңлатмалы сүзлеге
Кремний / Habr
Процессор? Песок? А какие у вас с этим словом ассоциации? А может Кремниевая долина?
Как бы там ни было, с кремнием мы сталкиваемся каждый день и если вам интересно узнать что такое Si и с чем его едят, прошу под кат.
Введение
Будучи студентом одного из московских вузов с специальностью «Наноматериалы», я хотел познакомить тебя, дорогой читатель, с самыми важными химическими элементами нашей планеты. Я долго выбирал с чего начать, углерод или кремний, и все таки решил остановиться именно на Si, потому что сердце любого современного гаджета основано именно на нем, если можно так выразиться конечно. Излагать мысли постараюсь предельно просто и доступно, написав этот материал я рассчитывал, в основном на новичков, но и более продвинутые люди смогут почерпнуть что-то интересное, так же хотелось бы сказать, что статья написана исключительно для расширения кругозора заинтересовавшихся. Итак, приступим.
Silicium
Кремний (лат. Silicium), Si, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086.
В природе элемент представлен тремя стабильными изотопами: 28Si (92,27%), 29Si (4,68%) и 30Si (3,05%).
Плотность (при н.у.) 2,33 г/см³
Температура плавления 1688 K
Порошковый Si
Историческая справка
Соединения Кремния, широко распространенные на земле, были известны человеку с каменного века. Использование каменных орудий для труда и охоты продолжалось несколько тысячелетий. Применение соединений Кремния, связанное с их переработкой, — изготовление стекла — началось около 3000 лет до н. э. (в Древнем Египте). Раньше других известное соединение Кремния — оксид SiO2 (кремнезем). В 18 веке кремнезем считали простым телом и относили к «землям» (что и отражено в его названии). Сложность состава кремнезема установил И. Я. Берцелиус. Он же впервые, в 1825, получил элементарный Кремний из фтористого кремния SiF4, восстанавливая последний металлическим калием. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название ввел Г. И. Гесс в 1834.
Кремний очень распространен в природе в составе обыкновенного песка
Распространение Кремния в природе
По распространенности в земной коре Кремний — второй (после кислорода) элемент, его среднее содержание в литосфере 29,5% (по массе). В земной коре Кремний играет такую же первостепенную роль, как углерод в животном и растительном мире. Для геохимии Кремния важна исключительно прочная связь его с кислородом. Около 12% литосферы составляет кремнезем SiO2 в форме минерала кварца и его разновидностей. 75% литосферы слагают различные силикаты и алюмосиликаты (полевые шпаты, слюды, амфиболы и т. д.). Общее число минералов, содержащих кремнезем, превышает 400.
Физические свойства Кремния
Думаю тут останавливаться особо не стоит, все физические свойства имеются в свободном доступе, а я же перечислю самые основные.
Температура кипения 2600 °С
Кремний прозрачен для длинноволновых ИК-лучей
Диэлектрическая проницаемость 11,7
Твердость Кремния по Моосу 7,0
Хотелось бы сказать, что кремний хрупкий материал, заметная пластическая деформация начинается при температуре выше 800°С.
Кремний — полупроводник, именно поэтому он находит большое применение. Электрические свойства кремния очень сильно зависят от примесей.
Химические свойства Кремния
Тут много конечно можно сказать, но остановлюсь на самом интересном. В соединениях Si (аналогично углероду) 4-валентен.
На воздухе кремний благодаря образованию защитной оксидной пленки устойчив даже при повышенных температурах. В кислороде окисляется начиная с 400 °С, образуя оксид кремния (IV) SiO2.
Кремний устойчив к кислотам и растворяется только в смеси азотной и фтористоводородной кислот, легко растворяется в горячих растворах щелочей с выделением водорода.
Кремний образует 2 группы кислородсодержащих силанов — силоксаны и силоксены. С азотом Кремний реагирует при температуре выше 1000 °С, Важное практическое значение имеет нитрид Si3N4, не окисляющийся на воздухе даже при 1200 °С, стойкий по отношению к кислотам (кроме азотной) и щелочам, а также к расплавленным металлам и шлакам, что делает его ценным материалом для химической промышленности, а так же для производства огнеупоров. Высокой твердостью, а также термической и химической стойкостью отличаются соединения Кремния с углеродом (карбид кремния SiC) и с бором (SiB3, SiB6, SiB12).
Получение Кремния
Я думаю это самая интересная часть, тут остановимся поподробнее.
В зависимости от предназначения различают:
1. Кремний электронного качества (т. н. «электронный кремний») — наиболее качественный кремний с содержанием кремния свыше 99,999 % по весу, удельное электрическое сопротивление кремния электронного качества может находиться в интервале примерно от 0,001 до 150 Ом•см, но при этом величина сопротивления должна быть обеспечена исключительно заданной примесью т. е. попадание в кристалл других примесей, хотя бы и обеспечивающих заданное удельное электрическое сопротивление, как правило, недопустимо.
2. Кремний солнечного качества (т. н. «солнечный кремний») — кремний с содержанием кремния свыше 99,99 % по весу, используемый для производства фотоэлектрических преобразователей (солнечных батарей).
3. Технический кремний — блоки кремния поликристаллической структуры, полученного методом карботермического восстановления из чистого кварцевого песка; содержит 98 % кремния, основная примесь — углерод, отличается высоким содержанием легирующих элементов — бора, фосфора, алюминия; в основном используется для получения поликристаллического кремния.
Кремний технической чистоты (95-98%) получают в электрической дуге восстановлением кремнезема SiO2 между графитовыми электродами. В связи с развитием полупроводниковой техники разработаны методы получения чистого и особо чистого кремния. Это требует предварительного синтеза чистейших исходных соединений кремния, из которых кремний извлекают путем восстановления или термического разложения.
Поликристаллический кремний («поликремний») — наиболее чистая форма промышленно производимого кремния — полуфабрикат, получаемый очисткой технического кремния хлоридными и фторидными методами и используемый для производства моно- и мультикристаллического кремния.
Традиционно поликристаллический кремний получают из технического кремния путём перевода его в летучие силаны (моносилан, хлорсиланы, фторсиланы) с последующими разделением образующихся силанов, ректификационной очисткой выбранного силана и восстановлением силана до металлического кремния.
Чистый полупроводниковый кремний получают в двух видах: поликристаллический (восстановлением SiCl4 или SiHCl3 цинком или водородом, термическим разложением SiI4 и Sih5) и монокристаллический (бестигельной зонной плавкой и «вытягиванием» монокристалла из расплавленного кремния — метод Чохральского).
Тут можно увидеть процесс выращивания кремния, методом Чохральского.
Метод Чохральского — метод выращивания кристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма расплава с инициацией начала кристаллизации путём приведения затравочного кристалла (или нескольких кристаллов) заданной структуры и кристаллографической ориентации в контакт со свободной поверхностью расплава.
Применение Кремния
Специально легированный кремний широко применяется как материал для изготовления полупроводниковых приборов (транзисторы, термисторы, силовые выпрямители тока, тиристоры; солнечные фотоэлементы, используемые в космических кораблях, а так же много всякой всячины).
Поскольку кремний прозрачен для лучей с длиной волны от 1 до 9 мкм, его применяют в инфракрасной оптике.
Кремний имеет разнообразные и все расширяющиеся области применения. В металлургии Si
используется для удаления растворенного в расплавленных металлах кислорода (раскисления).
Кремний является составной частью большого числа сплавов железа и цветных металлов.
Обычно Кремний придает сплавам повышенную устойчивость к коррозии, улучшает их литейные свойства и повышает механическую прочность; однако при большем его содержании Кремний может вызвать хрупкость.
Наибольшее значение имеют железные, медные и алюминиевые сплавы, содержащие кремний.
Кремнезем перерабатываются стекольной, цементной, керамической, электротехнической и другими отраслями промышленности.
Сверхчистый кремний преимущественно используется для производства одиночных электронных приборов (например процессор твоего компьютера) и однокристальных микросхем.
Чистый кремний, отходы сверхчистого кремния, очищенный металлургический кремний в виде кристаллического кремния являются основным сырьевым материалом для солнечной энергетики.
Монокристаллический кремний — помимо электроники и солнечной энергетики используется для изготовления зеркал газовых лазеров.
Сверхчистый кремний и продукт его производства
Кремний в организме
Кремний в организме находится в виде различных соединений, участвующих главным образом в образовании твердых скелетных частей и тканей. Особенно много кремния могут накапливать некоторые морские растения (например, диатомовые водоросли) и животные (например, кремнероговые губки, радиолярии), образующие при отмирании на дне океана мощные отложения оксида кремния (IV). В холодных морях и озерах преобладают биогенные илы, обогащенные кремнием, в тропических морях — известковые илы с низким содержанием кремния. Среди наземных растений много кремния накапливают злаки, осоки, пальмы, хвощи. У позвоночных животных содержание оксида кремния (IV) в зольных веществах 0,1-0,5%. В наибольших количествах кремний обнаружен в плотной соединительной ткани, почках, поджелудочной железе. В суточном рационе человека содержится до 1 г кремния. При высоком содержании в воздухе пыли оксида кремния (IV) она попадает в легкие человека и вызывает заболевание — силикоз.
Заключение
Ну вот и все, если вы дочитали до конца и немного вникли, то вы на шаг ближе к успеху. Надеюсь писал я не зря и пост понравился хоть кому-то. Спасибо за внимание.
КРЕМНЕЗЁМ - это... Что такое КРЕМНЕЗЁМ?
кремнезём — кремнезём … Русское словесное ударение
кремнезём — кремнезём, а … Русский орфографический словарь
кремнезём — кремнезём, а … Слитно. Раздельно. Через дефис.
кремнезём — кремнезём … Словарь употребления буквы Ё
кремнезём — кремнезём, кремнезёмы, кремнезёма, кремнезёмов, кремнезёму, кремнезёмам, кремнезём, кремнезёмы, кремнезёмом, кремнезёмами, кремнезёме, кремнезёмах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов
КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, кремнезёма, мн. нет, муж. (хим., минер.). Минерал, представляющий собой соединение кремня с кислородом. Кремнезем является сырьем для силикатной промышленности. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, а, муж. Минерал, двуокись кремния. | прил. кремнезёмный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
кремнезём — а; м. Название двуокиси кремния, распространённой в природе в виде кремня, кварца, горного хрусталя, аметиста. ◁ Кремнезёмный, ая, ое. * * * кремнезём то же, что кремния диоксид. * * * КРЕМНЕЗЕМ КРЕМНЕЗЕМ, то же, что кремния диоксид (см. КРЕМНИЯ… … Энциклопедический словарь
кремнезём — КРЕМНЕЗЁМ, а, м Бесцветный твердый минерал, являющийся источником кремния. Рабочие ссыпали кремнезем на ленты эскалатора, который перемещал руду к фильтрующим агрегатам … Толковый словарь русских существительных
кремнезём — SiО2 — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство Синонимы SiО2 EN silica … Справочник технического переводчика
кремний - это... Что такое кремний?
КРЕ́МНИЙ -я; м. [от греч. krēmnos - утёс, скала] Химический элемент (Si), тёмно-серые с металлическим блеском кристаллы которого входят в состав большинства горных пород.
◁ Кре́мниевый, -ая, -ое. К-ые соли. Кре́мни́стый (см. 2.К.; 1 зн.).
КРЕ́МНИЙ (лат. Silicium от silex — кремень), Si (читается «силициум», но в настоящее время довольно часто и как «си»), химический элемент с атомным номером 14, атомная масса 28,0855. Русское название происходит от греческого kremnos — утес, гора.Природный кремний состоит из смеси трех стабильных нуклидов (см. НУКЛИД) с массовыми числами 28 (преобладает в смеси, его в ней 92,27% по массе), 29 (4,68%) и 30 (3,05%). Конфигурация внешнего электронного слоя нейтрального невозбужденного атома кремния 3s2р2. В соединениях обычно проявляет степень окисления +4 (валентность IV) и очень редко +3, +2 и +1 (валентности соответственно III, II и I). В периодической системе Менделеева кремний расположен в группе IVA (в группе углерода), в третьем периоде.
Радиус нейтрального атома кремния 0,133 нм. Энергии последовательной ионизации атома кремния 8,1517, 16,342, 33,46 и 45,13 эВ, сродство к электрону 1,22 эВ. Радиус иона Si4+ при координационном числе 4 (наиболее распространенном в случае кремния) 0,040 нм, при координационном числе 6 — 0,054 нм. По шкале Полинга электроотрицательность кремния 1,9. Хотя кремний принято относить к неметаллам, он по ряду свойств занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами.
В свободном виде — коричневый порошок или светло-серый компактный материал с металлическим блеском.
История открытия
Соединения кремния были известны человеку с незапамятных времен. Но с простым веществом кремнием человек познакомился всего около 200 лет тому назад. Фактически первыми исследователями, получившими кремний, были французы Ж. Л. Гей-Люссак (см. ГЕЙ-ЛЮССАК Жозеф Луи)и Л. Ж. Тенар (см. ТЕНАР Луи Жак) . Они в 1811 обнаружили, что нагревание фторида кремния с металлическим калием приводит к образованию буро-коричневого вещества:
SiF4+ 4K = Si + 4KF, однако сами исследователи правильного вывода о получении нового простого вещества не сделали. Честь открытия нового элемента принадлежит шведскому химику Й. Берцелиусу (см. БЕРЦЕЛИУС Йенс Якоб), который для получения кремния нагревал также с металлическим калием соединение состава K2SiF6. Он получил тот же аморфный порошок, что и французские химики, и в 1824 объявил о новом элементарном веществе, которое назвал «силиций». Кристаллический кремний был получен только в 1854 году французским химиком А. Э. Сент-Клер Девилем (см. СЕНТ-КЛЕР ДЕВИЛЬ Анри Этьен) .
Нахождение в природе
По распространенности в земной коре кремний среди всех элементов занимает второе место (после кислорода). На долю кремния приходится 27,7% массы земной коры. Кремний входит в состав нескольких сотен различных природных силикатов (см. СИЛИКАТЫ)и алюмосиликатов (см. АЛЮМОСИЛИКАТЫ). Широко распространен и кремнезем, или кремния диоксид (см. КРЕМНИЯ ДИОКСИД) SiO2 (речной песок (см. ПЕСОК) , кварц (см. КВАРЦ) , кремень (см. КРЕМЕНЬ) и др.), составляющий около 12% земной коры (по массе). В свободном виде кремний в природе не встречается.
Получение
В промышленности кремний получают, восстанавливая расплав SiO2 коксом при температуре около 1800°C в дуговых печах. Чистота полученного таким образом кремния составляет около 99,9%. Так как для практического использования нужен кремний более высокой чистоты, полученный кремний хлорируют. Образуются соединения состава SiCl4 и SiCl3H. Эти хлориды далее очищают различными способами от примесей и на заключительном этапе восстанавливают чистым водородом. Возможна также очистка кремния за счет предварительного получения силицида магния Mg2Si. Далее из силицида магния с помощью соляной или уксусной кислот получают летучий моносилан SiH4. Моносилан очищают далее ректификацией, сорбционными и др. методами, а затем разлагают на кремний и водород при температуре около 1000°C. Содержание примесей в получаемом этими методами кремнии снижается до 10-8-10-6% по массе.
Физические и химические свойства
Кристаллическая решетка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твердость кремния значительно меньше, чем алмаза.
Плотность кремния 2,33 кг/дм3. Температура плавления 1410°C, температура кипения 2355°C. Кремний хрупок, только при нагревании выше 800°C он становится пластичным веществом. Интересно, что кремний прозрачен к инфракрасному (ИК)-излучению.
Элементарный кремний — типичный полупроводник (см. ПОЛУПРОВОДНИКИ) . Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре 1,09 эВ. Концентрация носителей тока в кремнии с собственной проводимостью при комнатной температуре 1,5·1016 м-3. На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нем микропримеси. Для получения монокристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят добавки элементов III-й группы — бора (см. БОР (химический элемент)), алюминия (см. АЛЮМИНИЙ), галлия (см. ГАЛЛИЙ) и индия (см. ИНДИЙ), с электронной проводимостью — добавки элементов V-й группы — фосфора (см. ФОСФОР), мышьяка (см. МЫШЬЯК) или сурьмы (см. СУРЬМА). Электрические свойства кремния можно варьировать, изменяя условия обработки монокристаллов, в частности, обрабатывая поверхность кремния различными химическими агентами.
Химически кремний малоактивен. При комнатной температуре реагирует только с газообразным фтором, при этом образуется летучий тетрафторид кремния SiF4. При нагревании до температуры 400—500°C кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида SiO2, с хлором, бромом и иодом — с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHal4.
С водородом кремний непосредственно не реагирует, соединения кремния с водородом — силаны (см. СИЛАНЫ) с общей формулой SinH2n+2 — получают косвенным путем. Моносилан SiH4 (его часто называют просто силаном) выделяется при взаимодействии силицидов металлов с растворами кислот, например:
Ca2Si + 4HCl = 2CaCl2 + SiH4
Образующийся в этой реакции силан SiH4 содержит примесь и других силанов, в частности, дисилана Si2H6 и трисилана Si3H8, в которых имеется цепочка из атомов кремния, связанных между собой одинарными связями (—Si—Si—Si—).
С азотом кремний при температуре около 1000°C образует нитрид Si3N4, с бором — термически и химически стойкие бориды SiB3, SiB6 и SiB12. Соединение кремния и его ближайшего аналога по таблице Менделеева — углерода — карбид кремния SiС (карборунд (см. КАРБОРУНД) ) характеризуется высокой твердостью и низкой химической активностью. Карборунд широко используется как абразивный материал.
При нагревании кремния с металлами возникают силициды (см. СИЛИЦИДЫ) . Силициды можно подразделить на две группы: ионно-ковалентные (силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния типа Ca2Si, Mg2Si и др.) и металлоподобные (силициды переходных металлов). Силициды активных металлов разлагаются под действием кислот, силициды переходных металлов химически стойки и под действием кислот не разлагаются. Металлоподобные силициды имеют высокие температуры плавления (до 2000°C). Наиболее часто образуются металлоподобные силициды составов MSi, M3Si2, M2Si3, M5Si3 и MSi2. Металлоподобные силициды химически инертны, устойчивы к действию кислорода даже при высоких температурах.
Диоксид кремния SiO2— кислотный оксид, не реагирующий с водой. Существует в виде нескольких полиморфных модификаций (кварц (см. КВАРЦ), тридимит, кристобалит, cтеклообразный SiO2). Из этих модификаций наибольшее практическое значение имеет кварц. Кварц обладает свойствами пьезоэлектрика (см. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ) , он прозрачен для ультрафиолетового (УФ) излучения. Характеризуется очень низким коэффициентом теплового расширения, поэтому изготовленная из кварца посуда не растрескивается при перепадах температуры до 1000 градусов.
Кварц химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:
SiO2 + 6HF =H2[SiF6] + 2H2O
и газообразным фтороводородом HF:
SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O
Эти две реакции широко используют для травления стекла.
При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты (см. СИЛИКАТЫ) — соли не имеющих постоянного состава очень слабых нерастворимых в воде кремниевых кислот (см. КРЕМНИЕВЫЕ КИСЛОТЫ) общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе не очень точно пишут не о кремниевых кислотах, а о кремниевой кислоте, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же). Например, может быть получен ортосиликат натрия:
SiO2 + 4NaOH = (2Na2O)·SiO2 +2H2O,
метасиликат кальция:
SiO2 + СаО = СаО·SiO2
или смешанный силикат кальция и натрия:
Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2
Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.
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 [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.
При восстановлении SiO2 кремнием при высоких температурах образуется монооксид кремния состава SiO.
Для кремния характерно образование кремнийорганических соединений (см. КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ) , в которых атомы кремния соединены в длинные цепочки за счет мостиковых атомов кислорода —О—, а к каждому атому кремния, кроме двух атомов О, присоединены еще два органических радикала R1 и R2 = CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 и др.
Применение
Кремний используют как полупроводниковый материал. Кварц находит применение как пьезоэлектрик, как материал для изготовления жаропрочной химической (кварцевой) посуды, ламп УФ-излучения. Силикаты находят широкое применение как строительные материалы. Оконные стекла представляют собой аморфные силикаты. Кремнийорганические материалы характеризуются высокой износостойкостью и широко используются на практике в качестве силиконовых масел, клеев, каучуков, лаков.
Биологическая роль
Для некоторых организмов кремний является важным биогенным элементом (см. БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ). Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли (см. ДИАТОМОВЫЕ ВОДОРОСЛИ), радиолярии (см. РАДИОЛЯРИИ), губки (см. ГУБКИ) . Мышечная ткань человека содержит (1—2)·10-2% кремния, костная ткань — 17·10-4%, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.
Соединения кремния не ядовиты. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, образующихся, например, при взрывных работах, при долблении пород в шахтах, при работе пескоструйных аппаратов и т. д. Микрочастицы SiO2, попавшие в легкие, в них кристаллизуются, а возникающие кристаллики разрушают легочную ткань и вызывают тяжелую болезнь — силикоз (см. СИЛИКОЗ). Чтобы не допустить попадания в легкие этой опасной пыли, следует использовать для защиты органов дыхания респиратор.
Кремень — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 декабря 2018; проверки требуют 5 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 3 декабря 2018; проверки требуют 5 правок. Не следует путать с кремнием — химическим элементом. Образец кремня Оружейный кремень, XVII векКреме́нь (праслав. *kremy, род. п. kremene; ст. слав. кремы, род. п. кремене)[1] — минеральное образование, состоящее из кристаллического и аморфного кремнезёма (SiO2) в осадочных горных породах. Часто окрашен окислами железа и марганца в разные цвета, с плавными переходами между ними.
Твёрдость минерала по Моосу — 7. Кремень царапает стекло. Плотность — 2,6 г/см3.
В древности[править | править код]
Древним человеком кремень использовался для изготовления оружия и бытовых предметов (наконечники стрел, кремнёвые ножи и т. д.). Осколки кремня́ могли использоваться для высекания огня при ударе кремня о другой кремень или пирит[2].
В средние века кремень широко использовался в огнивах — приспособлениях для получения огня путём высекания искр на трут при ударе кремня о железо или пирит. Позже использовался в оружейном деле в колесцовых и ударных кремнёвых замках огнестрельного оружия.
В настоящее время[править | править код]
В настоящее время применяется как сравнительно недорогой, но иногда, в случае оригинальности рисунка, довольно ценимый поделочный камень для инкрустаций и крупных вставок, а также как коллекционный материал и как составная часть художественных изделий (в полированных срезах).
Существует разновидность чёрный кремень, имеющий такую окраску из-за присутствия незначительной примеси органического вещества. Известно устойчивое народное поверье, что такой кремень обладает особыми свойствами воздействия на воду: небольшой кусок чёрного кремня, положенный в воду, через несколько часов якобы изменяет её структуру и делает её стерильной, отчего вода долго не портится и не зацветает[3]. Однако научного подтверждения этому нет.
В русском языке изделия из кремня́ (минерала) называются «кремнёвыми»[4] (например, кремнёвые наконечники копий, ружья с кремнёвым воспламенением заряда и т. д.), в отличие от электронных приборов из кристаллов чистого кре́мния (химического элемента), называемых «кре́мниевыми». Из-за сходного звучания этих слов часто возникает терминологическая путаница.
В переносном смысле креме́нь — символ твёрдости, стойкости характера («Не человек — креме́нь!»).
- С древних времен минерал широко применялся в огнивах — приспособлениях для добывания огня. В связи с этим один из элементов огнива стал называться кремень, хотя сегодня вместо минерала используют закалённую сталь.
Кремнезём Википедия
Запрос «Оксид кремния» перенаправляет сюда; о низшем оксиде кремния см. Моноксид кремния.Диоксид кремния (кремнезём, SiO2; лат. silica) — оксид кремния (IV). Бесцветные кристаллы с температурой плавления +1713…+1728 °C, обладающие высокой твёрдостью и прочностью.
Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87 % массы литосферы. В крови и плазме человека концентрация кремнезёма составляет 0,001 % по массе[2].
Свойства
Полиморфизм
Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.
Самая распространённая 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.
В природе также встречаются формы — опал, халцедон, кварцин, лютецит, аутигенный кварц, которые относятся к группе кремнезёма. Опал (SiO2·nH2O) в шлифе бесцветен, изотропен, имеет отрицательный рельеф, отлагается в морских водоёмах, входит в состав многих кремнистых пород. Халцедон, кварцин, лютецит — SiO2 — представляют собой скрытокристаллические разновидности кварца. Образуют волокнистые агрегаты, розетки, сферолиты, бесцветные, голубоватые, желтоватые. Отличаются между собой некоторыми свойствами — у халцедона и кварцина — прямое погасание, у лютецита — косое, у халцедона — отрицательное удлинение.
При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит (который в 1953 году был синтезирован американским химиком Лорингом Коэсом), а затем — в стишовит (который в 1961 году был синтезирован С. М. Стишовым, а в 1962 году был обнаружен в кратере Бэрринджера (кратере Аризонского метеорита)[3][4]. Согласно некоторым исследованиям[каким?], стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том, какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.
Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.
Химические свойства
Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.
Химически стоек к действию кислот, но реагирует с газообразным фтороводородом:
- SiO2+4HF→SiF4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+4HF\rightarrow SiF_{4}+2H_{2}O}}}
и плавиковой кислотой:
- SiO2+6HF→h3[SiF6]+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+6HF\rightarrow H_{2}[SiF_{6}]+2H_{2}O}}}
Эти две реакции широко используют для плавления стекла.
При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идёт об одном и том же веществе).
Например, может быть получен ортосиликат натрия:
- SiO2+4NaOH→Na4SiO4+2h3O{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+4NaOH\rightarrow Na_{4}SiO_{4}+2H_{2}O}}}
метасиликат кальция:
- SiO2+CaO→CaSiO3{\displaystyle {\mathsf {SiO_{2}+CaO\rightarrow CaSiO_{3}}}}
или смешанный силикат кальция и натрия:
- Na2CO3+CaCO3+6SiO2→Na2CaSi6O14+2CO2{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+CaCO_{3}+6SiO_{2}\rightarrow Na_{2}CaSi_{6}O_{14}+2CO_{2}}}}
Из силиката Na2CaSi6O14 (Na2O·CaO·6SiO2) изготовляют оконное стекло.
Большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют жидким 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 твёрдого диоксида кремния, так и всех силикатов, выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырёх атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединён с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] 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 SiO2. А также термическим оксидированием при больших температурах.
В лабораторных условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот, даже слабой уксусной, на растворимые силикаты. Например:
- Na2SiO3+2Ch4COOH→2Ch4COONa+h3SiO3↓{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2CH_{3}COOH\rightarrow 2CH_{3}COONa+H_{2}SiO_{3}\downarrow }}}
кремниевая кислота сразу распадается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.
Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.
Применение
Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, в парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство фармакопей), для стабилизации суспензий и линиментов, в качестве загустителя мазевых основ, наполнителя таблеток и суппозиториев. Он входит в состав композиции пломбировочных материалов, снижает гигроскопичность сухих экстрактов, замедляет выход БАВ из различных лекарственных форм; в качестве пищевых добавок и сорбента, а также матриц для создания лекарственных форм с заданными свойствами — так как нет кристаллической структуры (аморфен) — безопасен[5], а также в качестве пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента Полисорб МП с широким спектром применения с учётом высокой удельной поверхности сорбции (в интервале 300—400 м²) на 1 г основного вещества.
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 другом.
Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.
Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.
Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.
Кремнезёмная нить также используется в нагревательных элементах электронных сигарет, так как хорошо впитывает жидкость и не разрушается под нагревом спирали.
Также диоксид кремния нашёл наиболее широкое применение в шинной промышленности, производстве РТИ и пластмасс, химической промышленности, машиностроении, а в ряде конкретных операций:
- как носитель катализаторов и химических средств защиты растений;
- в качестве сорбентов и фильтровальных порошков для регенерации нефтепродуктов;
- как высококачественный флюс в процессах цветной металлургии;
- как сырьё для производства экологически чистого стекла, стеклотары и хрусталя;
- как наполнитель в бумагу и картон для получения гигиенически чистых упаковочных материалов для пищевой промышленности;
- фильтрующие порошки для пива, масел, соков, матирующие добавки в лаки и краски;
- для получения карбида кремния в машиностроении — керамические двигатели, детали для авиастроительного комплекса;
- для получения кристаллического кремния в электронной и электротехнической промышленностях, керамические электроизоляторы, стекловолокна, волоконная оптика, супертонкое волокно;
- для синтеза искусственных цеолитов в нефтехимии — крекинг нефти и прочее.
Крупные прозрачные кристаллы кварца используются в качестве полудрагоценных камней; бесцветные кристаллы называют горным хрусталём, фиолетовые — аметистами, жёлтые — цитрином.
В микроэлектронике диоксид кремния является одним из основных материалов. Его применяют в качестве изолирующего слоя, а также в качестве защитного покрытия. Получают в виде тонких плёнок термическим окислением кремния, химическим осаждением из газовой фазы, магнетронным распылением.
Пористые кремнезёмы
Пористые кремнезёмы получают различными методами.
Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). 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 кремниевой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: обычно от 300 м²/г до 700 м²/г .
Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха и может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).
Токсичность
При попадании диоксида кремния в ткани организма происходит возникновение и постепенное развитие гранулом. При вдыхании пыли происходит раздражение дыхательных путей, также возникают различные заболевания пищевого тракта. Постоянное воздействие пыли вызывает силикоз лёгких[2].
Примечания
Литература
Кремнезем в химии - это... Что такое Кремнезем в химии?
- Кремнезем в химии
- — см. Кремний.
Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон. 1890—1907.
- Кремнезем в ботанике
- Кремнеземные растения
Смотреть что такое "Кремнезем в химии" в других словарях:
Вода — С древнейших времен стали понимать великое значение воды не только для людей и всяких животных и растительных организмов, но и для всей жизни Земли. Некоторые из первых греческих философов ставили воду даже во главе понимания вещей в природе, и… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Пономарёв, Иван Фёдорович (физикохимик) — Иван Фёдорович Пономарёв Дата рождения … Википедия
Гребенщиков, Илья Васильевич — [12 (24) июня 1887 8 февр. 1953] сов. химик, акад. (с 1932). Деп. Верх. Сов. СССР 3 го созыва. В 1910 окончил Петербург. ун т. В 1912 14 работал на Монетном дворе. С 1912 начал преподавать в Петербург. электротехнич. ин те; в 1922 32 проф. физ.… … Большая биографическая энциклопедия
Шульц, Михаил Михайлович — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Шульц. Михаил Михайлович Шульц … Википедия
Иван Пономарёв — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия
Иван Пономарев — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия
Иван Фёдорович Пономарев — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия
Иван Фёдорович Пономарёв — (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной промышленности России, советского производства… … Википедия
Пономарев, Иван — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия
Пономарев Иван Фёдорович — Иван Фёдорович Пономарёв Иван Фёдорович Пономарёв (25 мая 1882, Хвалынск Саратовской губернии 11 августа 1982, Новочеркасск) русский, советский физикохимик, один из пионеров науки о силикатах, один из первых организаторов силикатной и цементной… … Википедия
Кремниевые кислоты — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 сентября 2018; проверки требует 1 правка. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 сентября 2018; проверки требует 1 правка. Метакремниевая кислотаКремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде кислоты общей формулы nSiO2•mH2O.
Из кремниевых кислот известны: метакремниевая H2SiO3, ортокремниевая H4SiO4, дикремниевые H2Si2O5 и H10Si2O9, пирокремниевая H6Si2O7 и поликремниевые nSiO2•mH2O. Соответствующие соли называют силикатами (метасиликаты, ортосиликаты и др.).
Метакремниевая кислота состоит из структурных звеньев, имеющих тетраэдрическое строение. Звенья соединяются в цепи, образуя поликремниевые кислоты.
Все поликремниевые кислоты малорастворимы в воде. В воде образуют коллоидные растворы по общей схеме реакции:
- (SiO2)x+2h3O⇄h5SiO4+(SiO2)x−1{\displaystyle {\mathsf {(SiO_{2})_{x}+2H_{2}O\rightleftarrows H_{4}SiO_{4}+(SiO_{2})_{x-1}}}}
Образовавшаяся неустойчивая ортокремниевая кислота вступает в реакции поликонденсации:
- 2h5SiO4→(HO)3SiOSi(OH)3+h3O{\displaystyle {\mathsf {2H_{4}SiO_{4}\rightarrow (HO)_{3}SiOSi(OH)_{3}+H_{2}O}}}
в результате чего образуются сложные линейные, разветвлённые и смешанные структуры.
Изоэлектрическая точка поликремниевых кислот находится в интервале pH 2,0-3,0, в котором поликонденсация идёт с минимальной скоростью.
Кремниевые кислоты являются слабыми. Для метакремниевой кислоты H2SiO3 константы диссоциации K1 = 1,3•10-10, K2 =1,6•10-12, для ортокремниевой H4SiO4 K1 = 2•10-10, K2 = K3 = K4 = 2•10-12.
Кремниевые кислоты растворяются в растворах и расплавах щелочей, образуя силикаты, например:
- h3SiO3+2KOH→K2SiO3+2h3O{\displaystyle {\mathsf {H_{2}SiO_{3}+2KOH\rightarrow K_{2}SiO_{3}+2H_{2}O}}}
Кремниевые кислоты могут взаимодействовать с плавиковой кислотой (HF) с образованием газообразного фторида кремния:
- h3SiO3+6HF→h3SiF6+3h3O→SiF4↑+2HF↑{\displaystyle {\mathsf {H_{2}SiO_{3}+6HF\rightarrow H_{2}SiF_{6}+3H_{2}O\rightarrow SiF_{4}\uparrow +2HF\uparrow }}}
Ортокремниевая кислота в присутствии катализаторов на основе щёлочи (чаще NaOH) способна образовывать ортосиликаты-эфиры[1] в общем случае имеющие вид R1R2R3R4SiO4, где R1-4 - органические радикалы, как правило, являющиеся спиртовыми остатками. Известным массовым продуктом является тетраэтилортосиликат состава Si(C2H5O)4
Растворы кремниевых кислот получают действием сильных кислот на растворимые силикаты натрия или калия:
- Na2SiO3+2HCl→h3SiO3↓+2NaCl{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}SiO_{3}+2HCl\rightarrow H_{2}SiO_{3}\downarrow +2NaCl}}}
гидролизом хлорсиланов:
- Sih3Cl2+3h3O→h3SiO3+2HCl+2h3{\displaystyle {\mathsf {SiH_{2}Cl_{2}+3H_{2}O\rightarrow H_{2}SiO_{3}+2HCl+2H_{2}}}}
а также методами электродиализа и ионного обмена.
Гидрозоли кремниевых кислот используются как наполнители и связующие материалы в производстве керамических изделий, различных покрытий. Они используются как носители катализаторов и светочувствительных слоёв в фотоматериалах. Они служат сырьём для получения кварцевого стекла, различных адсорбентов, поглотителей паров воды и газов, фильтров очистки воды и масел.
- Химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И.Л. и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2 (Даф-Мед). — 671 с. — ISBN 5-82270-035-5.
- Капуцкий Ф. Н., Тикавый В. Ф. Пособие по химии для поступающих в вузы. — Минск: Выш. школа, 1979. — С. 384.
- Хомченко Г. П. Химия для поступающих в вузы. — М.: Высшая школа, 1994. — С. 447.
- ↑ В промышленности для синтеза ортосиликатов-эфиров вместо ортокремниевой кислоты используют галогениды кремния.
кремнезём - это... Что такое кремнезём?
кремнезём — кремнезём … Русское словесное ударение
кремнезём — кремнезём, а … Русский орфографический словарь
кремнезём — кремнезём … Словарь употребления буквы Ё
кремнезём — кремнезём, кремнезёмы, кремнезёма, кремнезёмов, кремнезёму, кремнезёмам, кремнезём, кремнезёмы, кремнезёмом, кремнезёмами, кремнезёме, кремнезёмах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов
КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, кремнезёма, мн. нет, муж. (хим., минер.). Минерал, представляющий собой соединение кремня с кислородом. Кремнезем является сырьем для силикатной промышленности. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, а, муж. Минерал, двуокись кремния. | прил. кремнезёмный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
кремнезём — а; м. Название двуокиси кремния, распространённой в природе в виде кремня, кварца, горного хрусталя, аметиста. ◁ Кремнезёмный, ая, ое. * * * кремнезём то же, что кремния диоксид. * * * КРЕМНЕЗЕМ КРЕМНЕЗЕМ, то же, что кремния диоксид (см. КРЕМНИЯ… … Энциклопедический словарь
КРЕМНЕЗЁМ — КРЕМНЕЗЁМ, то же, что кремния диоксид … Современная энциклопедия
кремнезём — КРЕМНЕЗЁМ, а, м Бесцветный твердый минерал, являющийся источником кремния. Рабочие ссыпали кремнезем на ленты эскалатора, который перемещал руду к фильтрующим агрегатам … Толковый словарь русских существительных
кремнезём — SiО2 — [Англо русский геммологический словарь. Красноярск, КрасБерри. 2007.] Тематики геммология и ювелирное производство Синонимы SiО2 EN silica … Справочник технического переводчика