Dióxido de silício

O composto químico dióxido de silício, também conhecido como sílica, é o óxido de silício cuja fórmula química é SiO₂. Em seu estado natural, pode ser encontrado em diversas formas diferentes. Possui 17 formas cristalinas distintas, entre elas o quartzo, o topázio e a ametista.

 Nota: Se procura forma anidra, veja ácido ortossilícico.

Dióxido de silício
Nomes
Outros nomes	Sílica, Quartzo, areia
Dióxido de silício Identificadores Número CAS 7631-86-9
Dióxido de silício Propriedades Fórmula química SiO2 Massa molar 60.1 Aparência substância em forma de pó branco sólido (quando puro) Densidade 2.2 g/cm³ [carece de fontes?] Ponto de fusão 1713 °C [1] Ponto de ebulição > 2200 °C[1] Solubilidade em água 0.012 g em 100g [carece de fontes?]
Dióxido de silício Estrutura Forma molecular Tetraedro
Dióxido de silício Termoquímica Entalpia padrão de formação ΔfHo298 -910,7 kJ·mol−1 [carece de fontes?] Entropia molar padrão So298 41,5 J·K−1 mol−1 [carece de fontes?] Capacidade calorífica molar Cp 298 44,4 J·K−1 mol−1 [carece de fontes?]
Dióxido de silício Riscos associados NFPA 704 0 0 0   Frases R R42 R43 R49 Frases S S22 S36 S37 S45 S53 Ponto de fulgor não-inflamável
Dióxido de silício Compostos relacionados Outros aniões/ânions Sulfeto de silício Tetrafluoreto de silício Nitreto de silício Outros catiões/cátions Óxido de alumínio Dióxido de carbono Dióxido de germânio Óxido de estanho (IV) Óxido de chumbo (IV) Pentóxido de fósforo Compostos relacionados Ácido silícico
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, εr, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão. Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

A sílica é o principal componente da areia e a principal matéria prima para o vidro. Também é usado na fabricação de cimento Portland.

É um dos óxidos mais abundantes na crosta terrestre. Ocorre na forma de pedra, areia, quartzo, etc.

A sílica fundida é produzida em fornos de arco, de plasma ou outros tipos. Pode ter pureza de até 99,9% de SiO₂. Usada principalmente na indústria eletro-eletrônica.

Usos

A areia é extensamente usada como agregado na construção civil, bem como na indústria de fundição, refratários, etc.

Construção civil

Cerca de 95% da utilização comercial de dióxido de silício (areia) ocorre na indústria da construção, como por exemplo, para a produção de concreto (concreto de cimento Portland).^[2]

Certos depósitos de areia de sílica, com tamanho e forma de partículas desejáveis e teor de argila e outros minerais desejáveis, foram importantes para a fundição em areia de produtos metálicos.^[3] O elevado ponto de fusão da sílica permite a sua utilização em aplicações como a fundição em ferro; a fundição em areia moderna utiliza por vezes outros minerais por outras razões.

A sílica cristalina é utilizada na fratura hidráulica de formações que contêm óleo e gás de xisto.^[4]

Vidro

A silica é matéria-prima básica para a produção de vidro. Misturada com cal e carbonato de sódio produz os vidros comuns para janelas, garrafas, lâmpadas, etc. (a maior parte dos vidros planos é fabricada pela deposição em uma cuba com estanho fundido sob atmosfera controlada). Com óxido de boro, produz vidros resistentes a altas temperaturas e choques térmicos, conhecidos pelo nome comercial pirex. A sílica fundida de alta pureza, por sua vez, pode ser usada para vidros de alta resistência térmica e mecânica (usados em naves espaciais).

Outros

O quartzo tem propriedades piezolétricas e, por isso, é bastante empregado em componentes eletrônicos que fazem uso deste fenômeno.

Algumas propriedades do quartzo: massa específica 2 650 kg/m³, ponto de fusão 1 830 °C, condutividade térmica 1,3 W/(m K), coeficiente de expansão térmica 1,23 10-5 1/K, resistência à compressão 2 070 MPa, coeficiente de Poisson 0,17, módulo de elasticidade 70 MPa, resistividade 10¹² a 10¹⁶ ohm m, permissividade 3,8 a 5,4, capacidade dielétrica 15 a 25 kV/mm.

Algumas propriedades da sílica fundida: massa específica 2 200 kg/m³, ponto de fusão 1 830 °C, condutividade térmica 1,4 W/(m K), coeficiente de expansão térmica 0,04 10-5 1/K, calor específico 740 J/(kg K), resistência à compressão 700 a 1 400 MPa, coeficiente de Poisson 0,165, módulo de elasticidade 73 MPa, resistividade >10¹⁸ ohm m, permissividade 3,8, capacidade dielétrica 15 a 40 kV/mm.

Efeitos na saúde

Areia de quartzo

A exposição prolongada à forma cristalina da sílica induz a produção de quimíocinas, citocinas inflamatórias e fatores de crescimento. Estes mediadores têm-se revelado importantes para a iniciação e progressão de doenças pulmonares induzidas pela sílica, uma vez que intervêm no controlo da transcrição de mRNAs.^[5]

Além destes mediadores, a sílica cristalina poderá induzir toxicidade pela formação de espécies reativas de oxigênio diretamente na sua superfície ou durante a fagocitose. ROS assim produzidos criam um estado de stress oxidativo e parecem desencadear eventos de sinalização para NF-kB e AP-1 (fatores estes que também se encontram envolvidos no controlo da transcrição de mRNAs). O estresse oxidativo deste modo gerado tem sido proposto como o elemento chave na patogênese da silicose e na indução do cancro do pulmão pela sílica.^[5]

Referências

1. Sicherheitsdatenblatt Merck
2. Flörke, Otto W.; Graetsch, Heribert A.; Brunk, Fred; Benda, Leopold; Paschen, Siegfried; Bergna, Horacio E.; Roberts, William O.; Welsh, William A.; Libanati, Cristian (15 de abril de 2008). Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, ed. «Silica». Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (em inglês): a23_583.pub3. ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a23_583.pub3. Consultado em 14 de agosto de 2022
3. Nevin, Charles Merrick (1925). Albany moulding sands of the Hudson Valley. University of the State of New York at Albany.
4. Greenhouse S (23 Aug 2013). "New Rules Would Cut Silica Dust Exposure". NYTimes.
5. Castranova, Vincent (outubro de 2004). «Signaling Pathways Controlling The Production Of Inflammatory Mediators in Response To Crystalline Silica Exposure: Role Of Reactive Oxygen/Nitrogen Species». Free Radical Biology and Medicine (7): 916–925. ISSN 0891-5849. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2004.05.032. Consultado em 14 de maio de 2022

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