形成科学

シリカ

原子番号14を有する化学元素は、周期3及びIII直列に周期律表のIV族であり、SiとOの二つの要素からなる、2つのシリコン酸化物で形成することができます。

  • Siは二価である一酸化ケイ素は、それがokisda化学式は、SiOのように表すことができます。
  • シリカは、 - Siは、その化学式をSiO 2として書き込まれ、四価である最高シリコン酸化物です。

外観シリコン(IV)酸化物は、透明な結晶です。 SiO 2の密度は2648グラム/ cm3のに等しいです。 物質は、1600から1725℃の温度範囲で溶融2230℃で沸騰します

SiO 2酸化ケイ素は古くからその硬さと強さのために知られていた、自然の中で最も一般的な 砂のように 、石英、だけでなく、中 の細胞壁 珪藻。 物質は、ほとんどの場合、2つの形式で見られる多くの多形を、持っています:

  • 結晶 - 天然鉱物、石英及びその変種(カルセドニー、水晶、ジャスパー、瑪瑙、フリント)。 クォーツは、基礎となる 石英砂のは、 それが不可欠な材料とケイ工業用原料です。
  • アモルファス式のSiO2•nH2Oによって記述することができる天然鉱物オパール構造として生じます。 アモルファスのSiO 2の素朴な形態は、トリポリ(岩粉、ケイソウ土)または珪藻土です。 合成非晶質無水シリカ - メタケイ酸ナトリウムから作られるシリカです。

酸化ケイ素SiO 2が酸性酸化物です。 この要因は、その化学的特性を決定します。

フッ素が二酸化ケイ素と反応:のSiO2 + 4F→のSiF 4 + O 2を他のガス(ハロゲンCl2を、Br 2を、I2)応答低い活性が、無色の四フッ化ケイ素ガスと酸素を形成します。

シリコン酸化物IVをと反応させて フッ酸 のSiO 2 + 6HF→H2SiF6 + 2H 2 O:フルオロケイ酸を得ること。 このプロパティは、半導体産業で使用されています。

2NaOH +のSiO 2→Na2SiO3 + H2O:溶融又はケイ酸ナトリウムを形成するアルカリ濃縮ホット中に溶解させたシリコン(IV)酸化物。

二酸化ケイ素は、塩基性金属酸化物と反応する(例えば、 ナトリウムの酸化カリウム、鉛(II)、又はガラスの製造に使用される酸化亜鉛の混合物)。 例えば、酸化ナトリウムとSiO 2を形成することができ、その結果の反応:オルトケイ酸ナトリウム2Na2O +のSiO 2→Na4SiO4、ケイ酸ナトリウムのNa 2 O +のSiO 2→Na2SiO3、及びガラスのNa 2 O + 6SiO2 + XO→のNa 2 O:XO:6SiO2を。 商業的価値を有するそのようなガラスの例としては、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラスです。

高温での二酸化ケイ素は、気体の一酸化その結果、シリコンと反応させる:Siの+のSiO 2→2SiO↑。

ほとんどの場合、シリカSiO2が元素シリコンの製造に使用されます。 2C +のSiO 2→のSi + 2CO:電気炉で高温で元素炭素進行との相互作用のプロセス。 それは非常にエネルギー集約的です。 しかし、その生成物を製造するための半導体技術で使用される 太陽電池 (光エネルギーが電気に変換されます)。 また、純粋なSiは(耐熱性及び耐酸性珪素鋼の製造において)鉄鋼産業において使用されています。 多くの産業にとって重要である清浄な二酸化ケイ素を得るために必要なようにして得られた元素シリコン。 自然のSiO2は、その高い純度を必要としない産業で砂の形で使用されています。

気管支炎珪肺または癌を有する非常に少量(0.1ミリグラム/立方メートルまで)に吸入微粉末結晶のSiO 2塵埃は、時間をかけて開発することができます。 それはので、それらの機能を減らし、常に肺、迷惑それらを入力した場合にほこりが危険になります。 ヒトでは、結晶粒子の形態でシリコン酸化物は、臨床的に関連する期間内に溶解されません。 この効果は、サンドブラスト装置や結晶性シリカ粉末を含む製品を扱う人々のための職業病の危険を作成することができます。 子供、アレルギーに苦しむすべての年齢の喘息患者だけでなく、高齢者がより迅速に病気になることができます。

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