Диоксид кремния, свойства, получение, химические реакции

Диоксид кремния – это вещество, которое состоит из кристаллов. Они не имеют цвета, довольно твердые, тугоплавкие и прочные. Вещество не поддается воздействию воды и кислот.

Другие сферы применения диоксида кремния

Диоксид кремния широко используется в фармакологии и медицине. Вещество добавляется в состав мазей для обработки ран и лечения дерматологических заболеваний, применяется в производстве вазелина, глицерина, рыбьего жира. Пищевая добавка E551 помогает организму избавиться от токсинов, входит в состав средств от метеоризма.

Диоксид кремния — важный компонент зубных паст, помогающий безопасно отбеливать зубы. Также вещество используется в производстве косметических масок, скрабов, кремов и лосьонов.

Тип вещества

Такая добавка, как Е 551, входит в число эмульгаторов. В пищевой промышленности они используются постоянно.

Кремния диоксид является природным веществом. Существует в натуральном виде в форме кварца, то есть минерала, который составляет песок. Применяется в пищевой промышленности вещество, которые искусственно синтезировано, с высокой степенью чистоты (аморфный диоксид кремния). Его получают посредством нагревания кремния в кислородной атмосфере. Окислительная реакция происходит при показателе температуры до 500 °C. Еще один метод – гидролиз паров кремния тетрахлорида в пламени водорода. Осуществляется синтез в специальных автоклавах от 1000 ºC.

Диоксид кремния в натуральном виде используется лишь в стекольном, строительном и похожих производствах, где не имеет существенного значения чистота материала.

Химические реакции

Изготовитель микрокремнезем при максимальной площади поверхности 380 м 2 / г

Диоксид кремния преобразуется в кремнии путем восстановления с углеродом.

Фтор реагирует с диоксидом кремния с образованием SiF 4 и O 2 , тогда как в других галогенных газов (Cl 2 , Br 2 , I 2 ), по существу , инертен.

Диоксид кремния подвергается нападению плавиковой кислоты (HF) с получением кремнефтористоводородной кислоты :

SiO2+6HF⟶H2SiF6+2H2O{\displaystyle {\ce {SiO2 + 6 HF -> H2SiF6 + 2 H2O}}}

ВЧ используется для удаления или диоксид кремния модели в полупроводниковой промышленности.

В нормальных условиях, кремний не реагирует с большинством кислот, но растворяется плавиковой кислотой.

Si(s)+6HF(aq)⟶SiF62−(aq)+2H+(aq)+2H2(g){\displaystyle {\ce {Si(s) + 6HF(aq) -> ^{2-}(aq) + 2H+(aq) + 2H2(g)}}}

Кремний нападению оснований, таких как водный раствор гидроксида натрия с получением силикаты.

Si(s)+4NaOH(aq)⟶SiO44−(aq)+4Na+(aq)+2H2(g){\displaystyle {\ce {Si(s) + 4NaOH(aq) -> ^{4-}(aq) + 4Na+(aq) + 2H2(g)}}}

Диоксид кремния действует как , будучи в состоянии реагировать с основаниями при определенных условиях. Поскольку он не содержит какой — либо водород, он не может выступать в качестве кислоты Бренстеда-Лоури . Хотя это и не растворим в воде, некоторые сильные основания будут реагировать со стеклом и должны храниться в пластиковых бутылках в качестве результата.

Читайте также:  Великий пост 2019 — большая подборка рецептов блюд, календарь питания

Диоксид кремния, растворяется в горячей концентрированной щелочи или плавленого гидроксид, как описано в данном идеализированном уравнением:

SiO2+2NaOH⟶Na2SiO3+H2O{\displaystyle {\ce {SiO2 + 2 NaOH -> Na2SiO3 + H2O}}}

Диоксид кремния нейтрализует основные оксиды металлов (например , оксид натрия , оксид калия , свинца (II) , оксид , оксид цинка или смеси оксидов, образуя силикаты и стекла в качестве связей Si-O-Si в кремнеземе разбиты последовательно). В качестве примера реакция оксида натрия и SiO 2 может производить ортосиликат натрия, силикат натрия, и очки, в зависимости от соотношения реагентов:

2Na2O+SiO2⟶Na4SiO4;{\displaystyle {\ce {2 Na2O + SiO2 -> Na4SiO4;}}}Na2O+SiO2⟶Na2SiO3;{\displaystyle {\ce {Na2O + SiO2 -> Na2SiO3;}}}() .Na2O+SiO2⟶glass{\displaystyle {\ce {Na2O + SiO2 -> glass}}}

Примеры таких стекол имеют коммерческое значение, например , известково-натриевое стекло , боросиликатное стекло , свинцовое стекло . В этих очках, кремнезем называется сеть бывшего или решетка бывшим. Реакция также используется в доменных печах для удаления примесей из песка в руде путем нейтрализации с оксидом кальция, образуя силикат кальция шлак .

Пучок оптических волокон , состоящих из оксида кремния высокой чистоты.

Диоксид кремния реагирует в нагретом с обратным холодильником при диазоте с этиленгликолем и щелочным металлом , основанием с получением высокого реакционной способностью , силикаты , которые обеспечивают доступ к широкому спектру новых соединений кремния. Силикаты, по существу , нерастворимые во всех полярном растворителе , за исключением метанола.

Диоксид кремния реагирует с элементарным кремнием при высоких температурах для получения SiO:

SiO2+Si⟶2SiO{\displaystyle {\ce {SiO2 + Si -> 2 SiO}}}

Растворимость воды

Растворимость диоксида кремния в воде сильно зависит от его кристаллической формы и в три-четыре раза выше, чем диоксид кремния кварц; в зависимости от температуры, она достигает максимума около 340 ° C. Это свойство используется для выращивания монокристаллов кварца в процессе гидротермального, где природный кварц растворяется в перегретой воде в сосуде под давлением, который круче на самом верху. Кристаллы 0,5-1 кг можно выращивать в течение 1-2 месяцев. Эти кристаллы являются источником очень чистого кварца для использования в электронных устройствах.

Физические свойства диоксида кремния:

Наименование параметра: Значение:
Химическая формула SiO2
Синонимы и названия на иностранном языке кварц

кремнезем

оксид кремния (IV)

silica (лат.)

silicon dioxide (англ.)

silicon (IV) oxide (англ.)

quartz (англ.)

Тип вещества неорганическое
Внешний вид бесцветные кристаллы
Цвет
Вкус
Запах
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 от 1960 до 2648
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 от 1,96 до 2,648
Температура кипения, °C 2950
Температура плавления, °C 1713 (аморфный)
Молярная масса, г/моль 60,0843
Твердость по шкале Мооса 6

Пищевая добавка Е553: влияние на организм

С научно-исследовательской точки зрения, нет никаких подтверждений того, что пищевая добавка Е553 опасна для организма человека. Никаких негативных влияний с её стороны выявлено не было. Однако по какой-то причине ограничение по норме употребления всё-таки есть — не допускается превышение нормы в 30 г на один кг готового продукта.

Также стоит отметить, что в Японии пищевая добавка Е553 находится под запретом. Учитывая тот факт, что в этой стране власти и население активно продвигают здоровый образ жизни, и даже к 2040-му году правительство Японии планирует ввести полный запрет на курение в пределах всей страны, а также то, что японцы известны своими высокотехнологичными исследованиями и научной деятельностью, можно предположить, что они гораздо более тщательно проверяют пищевые добавки на предмет их вреда, и если запрет на Е553 введён, то это не случайно.

Также стоит учитывать, что пищевая добавка Е553 чаще всего используется в продуктах, которые в принципе сами по себе вредны для здоровья человека – это различные кондитерские ядохимикаты, щедро напичканные гораздо более опасными пищевыми добавками, по сравнению с которой Е553 даже не достойна обсуждения в подобном ключе.

Поэтому, если какому-либо продукту требуются те функции, которые осуществляет пищевая добавка Е553, а именно функции антислёживателя, глазирователя, загустителя и антикомкователя, то, скорее всего, такой продукт далёк от натурального и вряд ли укладывается в рамки здорового питания. Естественному питанию (как например: фрукты и овощи) антислёживатели и антикомкователи не нужны.

Польза и вред

Добавку E 551 можно считать безопасной для здоровья. Диоксид кремния присутствует в крови и плазме человека. Поступая извне, вещество не расщепляется в пищеварительной системе, не всасывается, выходит естественным образом в практически неизменном виде.

Опасность представляет вдыхание порошка кремнезема. Мелкие частички могут спровоцировать развитие гранулематозного воспаления, силикоза легких и других тяжелых заболеваний.

Польза и вред

Пищевая добавка Е321 негативно влияет на человеческий организм. Подробнее читайте об этом в нашей статье.

Бензойная кислота не является канцерогенным веществом. О нем мы рассказали здесь.

Источники кремния

В каких продуктах кремний содержится больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): рис (1240), овес (1000), просо (754), ячневая крупа (600), кунжутное семя (200), соя (177), гречка (120), земляника (100), ананас (94), фасоль (92), репа (90), жимолость (90), горох (84), дыня (81), чечевица (80), свекла (80), банан (75), авокадо (65), кукуруза (60), грецкий орех (58), капуста белокочанная (55), огурцы (50), картофель (50), фисташки (50), пшеница (48), инжир свежий (48), вишня (46), овсянка (43), шпинат (42), малина (40), редька (40), редис (30), петрушка (30), сельдерей (29), морковь (25), перец болгарский (22), черника (20), виноград (12), персик (10), помидоры (10), апельсин (6), груша (6), абрикос (6), слива (4), хвощ полевой (2,5).

Дополнительным источником Si могут стать минеральные воды.

Источники кремния

Химические источники (Si): «Кремний активный» (таблетки), MSM комплекс в составе БАДов.

Синтез в организме: не синтезируется.

Купить качественные БАДы с кремнием можно по лучшей цене с доставкой из США на всемирно известном сайте iHerb. Чтобы дополнительно получить еще и скидку 5-15% введите при оформлении заказа промокод: BAR6666

Что за добавка Е(Диоксид кремния)

Бесцветные кристаллы, обладающие высокой прочностью, тугоплавкие (температура плавления около 1600 градусов Цельсия) и твердые – в таком виде производители добавляют диоксид кремния в различные товары в ходе изготовления. Химическое соединение Е551 записывают формулой SiO2. Кислотный оксид является диэлектриком, под действием высоких температур и давления кремнезем модифицируется в иные формы (в опал, коэсит и стишовит, в кварцин, в кварцевое стекло).

Самое распространенное название вещества – диоксид кремния, продукт Е551 относится к классу эмульгаторов по коду европейской цифровой системы пищевых добавок. Но существуют и другие наименования. Аэросил или коллоидный диоксид используется в медицинской сфере, белая сажа – в пищевой промышленности, силикагель – при производстве косметической продукции, кремнезем – фабричный продукт, который используется во всех отраслях.

В натуральном виде данное химическое соединение Е551 используется только в строительстве, а также в стекольном производстве. Для пищевой промышленности диоксид кремния синтезируют до аморфного состояния (высокая степень чистоты).

Что за добавка Е(Диоксид кремния)

Диоксид кремния обладает следующими свойствами:

  • белый или голубовато-белый мелкий порошок;
  • не растворим в воде или спирте;
  • не имеет вкуса и запаха;
  • термостабилен;
  • твердый и прочный;
  • сильно выражены адсорбирующие свойства;
  • устойчив к кислой среде.

На фабриках диоксид кремния Е551 расфасовывают в крафтовые пакеты или в полиэтиленовые мешки. Эмульгатор разрешено использовать в пищевой промышленности.

Другие сферы применения диоксида кремния

Диоксид кремния широко используется в фармакологии и медицине. Вещество добавляется в состав мазей для обработки ран и лечения дерматологических заболеваний, применяется в производстве вазелина, глицерина, рыбьего жира. Пищевая добавка E551 помогает организму избавиться от токсинов, входит в состав средств от метеоризма.

Диоксид кремния — важный компонент зубных паст, помогающий безопасно отбеливать зубы. Также вещество используется в производстве косметических масок, скрабов, кремов и лосьонов.