Dioxid de siliciu

Dioxidul de siliciu este denumirea grupei reprezentate prin formula chimică SiO₂ fiind confundat de unii cu acidul silicic H₄SiO₄ sau denumit incorect oxid de siliciu. Dioxidul de siliciu este partea componentă cea mai importantă a sticlei și a silicaților, a căror formă cea mai reprezentativă este cuarțul.

Dioxid de siliciu
SiO2 nu este moleculă, ci formula chimică a unei grupe de polimeri anorganici, la fiecare atom-Si fiind legați 4 atomi de oxigen.
Nume IUPAC	Dioxid de siliciu
Alte denumiri	Oxid de siliciu silicat Aerosil
Identificare
SMILES O=[Si]=O[1]
Număr CAS	diferit, ex. . 7631-86-9, 112945-52-5, 112926-00-8, 14808-60-7
ChEMBL	CHEMBL3188292
PubChem CID	24261
Informații generale
Formulă chimică	SiO2
Masă molară	60,1 g/mol
Proprietăți
Densitate	1,9 - 4,29 g/cm³, frecvent 2,2 (amorf) până la 2,65 (cristalin) g/cm³
Starea de agregare	solidă
Punct de topire	1723 °C
Punct de fierbere	2230 °C
Duritate (Scara Mohs)	4 - 10 MV/cm (depinde de modul de producere. ex la o oxidație umedă 4 - 6 MV/cm valoare mai ridicată la oxidare uscată.)
Presiune de vapori	0 mm Hg
Fraze S	S22
Sunt folosite unitățile SI și condițiile de temperatură și presiune normale dacă nu s-a specificat altfel.
Modifică date / text

Varietăți în mineralogie și mod de răspândire

Formele amorfe de SiO₂ sunt răspândite frecvent în stare de amestec ca în lava vulcanică sticloasă și tectite (topituri sticloase provenind din meteoriți), exemple de varietăți neomogene de dioxid de siliciu:

• de natură biogenă: schelete de radiolari, diatomee, bureți de mare ca incluziuni din opal sau diferite roci
• Geyserit: produse amorfe provenite din Geysere
• Tahylit: sticlă vulcanică de natură bazaltică care pe lângă SiO₂ conțin cantități mari de FeO, MgO, CaO și Al₂O₃.
• Obsidian: sticlă vulcanică, de natură granitică
• Lechatelierit: sticlă naturală ca și tectitele cu deosebirea că nu se formează prin căderea meteoriților ci prin acțiunea fulgerului când trăsnetul se descarcă în nisipuri de cuarț se formează fulguritul.
• Opalul e la fel un mineral bogat în SiO₂
• SiO₂ are punctul de topire de peste 1727 °C (la o presiune de 1 bar)

Formele cristaline de SiO₂ spre deosebire de formele amorfe, formele cristaline au toleranță mult mai mică față de impurități, deosebindu-se astfel numai prin structură:

• Morganit (Calcedon) o varitate de cuarț fibros, microcristalin
• α-Quarz (cuarț de adâncime format la temperaturi < 573 °C și presiuni de p < 30 kbar)
• Tridymit (o variantă de cuarț format la temperaturi mai ridicate) 867 °C < 1470 °C, p < 5 kbar
• Cristobalit (o variantă de cuarț format la temperaturi mai ridicate) 1470 °C < 1727 °C
• Coesit:(variantă a cuarț) cu densitatea 3,01 g/cm³, format la 20 kbar < p < 75 kbar
• Stishovit: (silicat din clasa oxizilor metalici) 75 kbar < p < ? kbar

Dioxidul de siliciu face parte din silicați în grupa cărora cuarțul este într-o stare aproape pură, sau legată de alte elemente ca în cazul: feldspatului mineralelor argiloase, siliciul fiind o parte componentă importantă a scoarței pământului.

Proprietăți chimice

Dioxidul de siliciu este practic insolubil în apă sau acizi cu excepția acidului fluorhidric (HF) reacție în care se eliberează tetrafluoridul de siliciu (gaz) având formula (SiF₄). Iar mai ales forma amorfă a dioxidului de siliciu se dizolvă în alcali (baze).

Producere pe cale sintetică

• În mod sintetic este produs în cantități mari mai ales forma amorfă, din nisipuri bogate în cuarț care se dizolvă în soluție alcalină de carbonat de potasiu
• O altă metodă de producere a lui este procedeul pirogen din soluție de tetraclorură de siliciu (SiCl₄)

Utilizare

Dioxidul de siliciu sintetic este folosit în fabricarea de vopsele, lacuri, substanțelor adezive, obiecte de artă, industria semiconductorilor sau ca pigment în producerea straturilor speciale aplicate pe hârtie.

Este utilizat de asemenea în industria cosmetică, alimentară (ex.purificarea berii, agent antiaglomerant pentru cafeaua instant), farmaceutică, producerii detergenților.

Ca material izolant, sau la ambalaje ca material de protecție a obiectelor fragile, în fabricarea cauciucului.

O importanță mare o are în industria sticlei, lentilelor aparatelor optice, ca izolant electric, în laboratoare sticla de cuarț fiind aproape indispensabilă, sau sticle speciale ca cele rezistente la temperaturi ridicate (sticla de iena), sau care filtrează radiațiile ultraviolete.

Este folosit în fabricarea anvelopelor de iarnă pentru a evita întărirea cauciucului în condiții de frig.^[2]

Note

1. „Dioxid de siliciu”, Silica (în engleză), PubChem, accesat în 6 octombrie 2016
2. „copie arhivă”. Arhivat din original la 2 mai 2015. Accesat în 3 noiembrie 2011.

Vezi și

• Cuarț
• Siliciu