Piidioksidi

Kemialliset elementit atomi numero 14, on jaksollisen järjestelmän ryhmän IV aikana 3 ja III-sarja, voidaan muodostaa kaksi piihin oksidien, joka koostuu kahdesta osasta Si ja O:

• piimonoksidista, jossa Si on kaksiarvoinen, se okisda kemiallinen kaava voidaan esittää SiO;
• piidioksidi - on korkein piioksidi, jossa Si on neliarvoinen, sen kemiallinen kaava on kirjoitettu SiO2.

Pii (IV) oksidia ulkonäkö on läpinäkyvä kiteitä. Tiheys SiO 2 on yhtä suuri kuin 2648 g / cm. Aine sulaa lämpötila-alueella 1600-1725 ° C, kiehuu 2230 ° C: ssa

SiO2 piioksidia tunnettu kovuus ja lujuus muinaisista ajoista lähtien, yleisin luonnossa , kuten hiekka tai kvartsia, sekä soluseinän piilevät. Aine on monia polymorfeja, esiintyy eniten kahdessa muodossa:

• Crystal - mineraalinen kvartsi ja sen lajikkeet (kalsedoni, vuorikristalli, Jasper, akaatti, piikivi); Kvartsi on perusta kvartsihiekkaa, se on olennainen rakennusmateriaali ja raaka-aineiden silikaatti teollisuudessa;
• amorfinen esiintyy mineraalinen Opal rakenne, joka voidaan kuvata kaavan SiO 2 • nH2O; maanläheinen muodot amorfisen SiO2 ovat tripoli (rock jauhot, piimaa), tai piimaan; synteettistä amorfista vedetön piidioksidi - on piidioksidi, joka on valmistettu natriummetasilikaattia.

Piioksidi SiO 2 on hapan oksidi. Tämä tekijä määrittää sen kemialliset ominaisuudet.

Fluori reagoi piidioksidin: SiO 2 + 4F → SiF4 + O2 värittömien piitetrafluoridi ja happea, kun taas muut kaasut (halogeenien Cl2, Br2, I2), joka reagoi vähemmän aktiivisia.

Piioksidia IV saatetaan reagoimaan fluorivetyhapon saamiseksi fluoropiihappo: SiO 2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O . Tämä ominaisuus on käytössä puolijohdeteollisuudessa.

Pii (IV) oksidia liueta sulaan tai kuuma konsentroitiin alkalin muodostamiseksi natriumsilikaattia: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Piidioksidi reagoi perusmetallin oksidit (esim., Oksidit natrium, kalium, lyijy (II), tai seosta, sinkkioksidia, jota käytetään lasin tuotannossa). Esimerkiksi reaktiolla natrium- oksidi ja SiO2, tulos, joka voidaan muodostaa: natrium ortosilikaattiin 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, natriumsilikaatti Na2O + SiO 2 → Na2SiO3, ja lasi Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Esimerkkejä tällaisista lasista, jonka kaupallinen arvo, ovat natronkalkkilasi, borosilikaattilasista, lyijyä lasi.

piidioksidia korkeissa lämpötiloissa, annetaan reagoida piin kanssa, jolloin kaasumaisen hiilimonoksidin: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

Useimmiten, kvartsi SiO2 käytetään tuotannossa alkuaine piitä. Prosessin vuorovaikutusta alkuainehiiltä etenee korkeassa lämpötilassa sähköuunissa: 2C + SiO2 → Si + 2CO. On varsin energiaintensiivistä. Kuitenkin, sen tuotetta käytetään puolijohteiden alalla valmistamiseksi aurinkokennojen (valoenergia muutetaan sähköksi). Myös puhdasta Si käytetään terästeollisuudessa (tuotanto lämmönkestävän ja haponkestävä piin). Näin saatu alkuainepiitä välttämätöntä saada puhdasta piidioksidia, joka on tärkeää, että monilla teollisuusaloilla. Luonnollinen SiO2 käytetään muodossa hiekkaa niihin toimialoihin, jotka eivät vaadi sen erittäin puhdasta.

Hengitys hienoksi jauhettua kiteistä SiO2 pöly, jopa hyvin pieninä määrinä (jopa 0,1 mg / m), keuhkoputkentulehdus silikoosi tai syöpä voi kehittyä ajan. Pöly on vaarallista, jos se tulee keuhkoihin, jatkuvasti harmittaa niitä, jolloin niiden toiminta. Ihmisillä piioksidin kiteisten hiukkasten muodossa, ei ole liuennut kliinisesti merkittäviä ajanjaksoja. Tämä vaikutus voi aiheuttaa riskin ammattitautien työskenteleville hiekkapuhallusta laitteiden tai tuotteiden, jotka sisältävät kiteistä piidioksidia jauhe. Lapset, astmaatikot kaikenikäisille jotka kärsivät allergioista, sekä vanhukset voivat sairastua nopeammin.