Ditlenek krzemu

Z Wikipedii

Dwutlenek krzemu
Dwuwymiarowa prezentacja struktury krzemionki
Ogólne informacje
Nomenklatura systematyczna (IUPAC):
ditlenek krzemu; tlenek krzemu(IV)
Inne nazwy	krzemionka
Wzór sumaryczny	SiO2
Masa molowa	60,08 g/mol
Identyfikacja
Numer CAS	7631-86-9
Właściwości Gęstość i stan skupienia 2,2 g/cm3 ; ciało stałe
Podobne związki
Podobne związki	tlenek krzemu, dwutlenek węgla, dwutlenek germanu, azotek krzemu
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą warunków standardowych (25°C, 1000 hPa)

Krzemionka (dwutlenek krzemu, nazwa systematyczna: ditlenek krzemu lub tlenek krzemu(IV), SiO₂, ang. silicon dioxide) – nieorganiczny związek chemiczny – tlenek krzemu na IV stopniu utlenienia.

Ogólny, sumaryczny wzór krzemionki (SiO₂) nie oddaje dobrze jej faktycznej struktury chemicznej. W rzeczywistości tworzy ona rozbudowane struktury przestrzenne, w których prawie każdy atom krzemu jest połączony z czterema atomami tlenu, zaś prawie każdy atom tlenu łączy się z dwoma atomami krzemu. W sieci tej występuje jednak wiele defektów. Ponadto powierzchnia krzemionki, w zależności od pochodzenia zawierać może atomy wodoru, metali alkalicznych lub grupy hydroksylowe.

[edytuj] Występowanie

Czysta krzemionka posiada kilka odmian krystalicznych. Pod normalnym ciśnieniem:

• kwarc α – który w temperaturze 846 K przechodzi w
• kwarc β – który w temperaturze 1143 K przechodzi w
• trydymit β – który w temperaturze 1743 K przechodzi w
• krystobalit β – który w temperaturze 1983 K ulega stopieniu.

W wysokich ciśnieniach występują ponadto odmiany: krystobalit α i trydymid α.

Krzemionka jest końcowym produktem bardzo powolnego rozkładu krzemianów pod wpływem wody i dwutlenku węgla. Występuje w przyrodzie w dużych ilościach jako piasek. Zawiera najczęściej różne zanieczyszczenia. Prawie czystą krzemionką jest piasek morski. W zależności od postaci, w jakiej występuje i zabarwienia tlenek krzemu tworzy różne minerały. Kryształy kwarcu mogą być bezbarwne, pięknie wykształcone, np. kryształ górski. Mogą być także zabarwione na kolor fioletowy, są to ametysty lub żółty – cytryny. Jeżeli występuje w postaci krystalicznej, jest nazywany kwarcem. Kwarc jest również głównym składnikiem wielu minerałów, m.in. opalu, który jest bezpostaciową odmianą kwarcu, chalcedonu i agatu. Kwarc stanowi główny składnik skał: granitu, gnejsu, piaskowca.

Krzemionka jest bardzo rozpowszechnionym związkiem w skorupie ziemskiej. W miarę czyste jej postacie (głównie piasek i piaskowiec) stanowią ok. 12% jej masy, natomiast jeśli uwzględnić także wszystkie minerały, w skład których wchodzi ona jako część ich struktury, łączna jej zawartość wynosi ok 50% skorupy ziemskiej.

[edytuj] Właściwości

Szybkie schładzanie ciekłej krzemionki prowadzi do otrzymania krzemionki bezpostaciowej, która składa się z kombinacji domen fazy amorficznej przemieszanej z domenami kwarcu, trydymitu i krystobalitu. Jest to tzw. krzemionka topiona.

Podczas bardzo wolnego ochładzania zestala się na szkliste, bezpostaciowe ciało stałe (szkło kwarcowe), odporne na działanie czynników chemicznych. Szkło kwarcowe ma mały współczynnik rozszerzalności termicznej, dzięki czemu wykazuje dużą odporność na szybkie zmiany temperatury. Dobrze przepuszcza promienie nadfioletowe.

Jest substancją stałą, bardzo twardą. Dwutlenek krzemu topi się w temperaturze 1723°C (można ją obniżyć dodając tzw. topniki). Temperatura wrzenia jest również wysoka, bo wynosi 2230°C. Krzemionka jest bardzo odporna chemicznie i nie reaguje z niczym oprócz wrzącego, stężonego roztworu wodnego KOH i NaOH, stopionego Na₂CO₃ i K₂CO₃, gazowego fluorowodoru (HF) oraz stężonego roztworu tego gazu w wodzie zwanego kwasem fluorowodorowym.

W wyniku reakcji z KOH, NaOH, Na₂CO₃ i K₂CO₃ powstają odpowiednie sole – krzemiany sodu i potasu – które są rozpuszczalne w wodzie i sprzedawane jako tzw. szkło wodne. Ditlenek krzemu ogrzewany do 1250°C z krzemem w próżni daje tlenek krzemu, SiO.

SiO₂ + Si → 2SiO

Rozdrobniona krzemionka może być przyczyną pylicy płuc. Szczególnie narażeni na tę chorobę są pracownicy zatrudnieni w piaskowniach, kopalniach oraz przemyśle, w którym wykorzystuje się piasek.
Cząstki pyłu o średnicy poniżej 3μm osadzają się w pęcherzykach płucnych powodując zmiany w ich budowie, prowadzące do zwłóknienia płuc.

[edytuj] Zastosowanie

Krzemionka jest podstawowym składnikiem kilku powszechnie stosowanych materiałów. Są to:

• szkło
• kwarc
• silikażel
• aerożel – krzemionkowy
• całkowicie amorficzna krzemionka topiona (fused silica)

Kwarc jest stosowany do wyrobu pryzmatów i soczewek w przyrządach optycznych, a także jest używany w radiotechnice. Znalazł zastosowanie w elektronice jako izolator. Stopiony kwarc służy do wyrobu naczyń i aparatury laboratoryjnej, a także lamp kwarcowych.

Dwutlenek krzemu w formie piasku jest stosowany do produkcji szkła, szkła wodnego, zaprawy murarskiej, cementu, wyrobów ceramicznych, emalii, form odlewniczych i innych. Jest również surowcem do otrzymywania krzemu i jego stopów. Silikażel jest stosowany jako środek suszący, katalizator, nośnik katalizatorów. Odmiany dwutlenku krzemu są stosowane do wyrobów jubilerskich, a także do tworzenia przedmiotów ozdobnych, np. pucharów.

Śliski poranek: wypadki na drogach

Zablokowana jest droga krajowa nr 10 przy wjeździe na obwodnicę Torunia w Lubiczu, gdzie zderzyły się cztery samochody. Jedna osoba została ranna. W Małopolsce autobus z górnikami wjechał w drzewo.

Gehenna z meldunkiem przejdzie do lamusa?

Zamiast obowiązku meldunkowego wprowadzimy uproszczone formalności; zarejestrowania pobytu będzie można dokonać drogą elektroniczną - mówi w wywiadzie dla "Gazety Prawnej" wiceminister SWiA Witold Drożdż.

Farfał: zmiana w TVP nie była zaaranżowana

Nowy szef TVP Piotr Farfał zapewnia w "Dzienniku", że pochodzące z PiS sugestie, iż zmiana zarządu telewizji publicznej była zaaranżowana w budynkach ministerialnych, jest nieprawdziwa.

Abp Kowalczyk i o. Hejmo mieli jednego opiekuna?

Dzisiejszy nuncjusz apostolski w Polsce apb Józef Kowalczyk, którego tajne służby PRL zarejestrowały bez jego wiedzy jako kontakt informacyjny, przekazywał informacje temu samemu rezydentowi wywiadu co ojciec Konrad Hejmo - donosi „Rzeczpospolita".

Tomasz Nałęcz wraca do polityki

Tomasz Nałęcz przyjął zaproszenie na inauguracyjne spotkanie koalicji SdPl - PD - Zieloni firmowanej przez Dariusza Rosatiego, Janusza Onyszkiewicza i Marka Borowskiego. - Zgodził się uczestniczyć w budowie nowej centrolewicy - twierdzą organizatorzy.

Jak CBA odkryło Amerykę

CBA wykryło aferę korupcyjną w kopalni w Bogdance. Zrobiło to pięć lat po prokuraturze

W bitwie o szkło lepszy Kamiński

Prezydencki minister Michał Kamiński wypchnął z telewizji Piotra Kownackiego. Według raportu Instytutu Monitorowania Mediów w grudniu Kamiński wypowiadał się w głównych telewizyjnych serwisach informacyjnych przeszło dwa razy częściej.

Sześciolatki w szkołach w 2012 r. To ich prawo, nie obowiązek

Platforma zgłosiła wczoraj przełomową poprawkę do rządowego projektu obniżenia wieku szkolnego. Chce zapisać, że do 2012 r. sześcioletnie dzieci będą „miały prawo”, a nie „obowiązek” pójść do pierwszej klasy.

Posłowie za rozszerzeniem uprawnień sejmowej "speckomisji"

Za umożliwieniem sejmowej "speckomisji" dostępu do dokumentów i materiałów uzyskanych przez służby specjalne opowiedzieli się podczas debaty w Sejmie nad projektem zmian w regulaminie izby, posłowie ze wszystkich klubów parlamentarnych.