Oxyde de silicium

Pour un élément chimique avec le numéro de série 14, qui est dans le tableau périodique dans le groupe IV de la 3ème période et de la troisième rangée, il est possible de former deux oxydes de silicium constitués de deux éléments Si et O:

• le monoxyde de silicium, dans lequel Si est divalent, la formule chimique de cet oxyde peut être représentée par SiO;
• Le dioxyde de silicium est l'oxyde de silicium le plus élevé dans lequel Si est tétravalent, sa formule chimique est enregistrée comme SiO2.

L'oxyde de silicium (IV) en apparence représentecristaux transparents. La densité de Si02 est de 2,648 g / cm3. La substance fond dans les limites de températures de 1600 à 1725 ° C, bout à une température de 2230 ° C.

L'oxyde de silicium SiO2 était connu pour sa duretéet la force depuis les temps anciens, est la plus commune dans la nature sous la forme de sable ou de quartz, ainsi que dans les parois cellulaires des algues de diatomées. La substance a de nombreuses modifications polymorphes, le plus souvent sous deux formes:

• cristallin - sous la forme d'un minéral naturelle quartz, ainsi que ses variétés (calcédoine, cristal de roche, jaspe, agate, silex); le quartz est la base du sable de quartz, c'est un matériau de construction indispensable et une matière première pour l'industrie du silicate;
• amorphe se produit comme un minéral naturelopale, dont la composition peut être décrite par la formule SiO2 • nH2O; les formes terreuses de SiO2 amorphe sont le trèfle (farine de montagne, terre de diatomées) ou la diatomite; La silice anhydre amorphe artificielle est du gel de silice, qui est fabriqué à partir de métasilicate de sodium.

L'oxyde de silicium SiO2 est un oxyde acide. C'est ce facteur qui détermine ses propriétés chimiques.

Le fluor réagit avec le dioxyde de silicium: SiO2 + 4F → SiF4 + O2 pour former un gaz incolore contenant du tétrafluorure de silicium et de l'oxygène, tandis que les autres gaz (halogènes Cl2, Br2, I2) réagissant moins actif.

L'oxyde de silicium IV est mis à réagir avec de l'acide fluorhydrique pour produire de l'acide fluorosilicique: SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O. Cette propriété est utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs.

L'oxyde de silicium (IV) se dissout dans un alcali chaud concentré ou fondu pour former du silicate de sodium: 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

Le dioxyde de silicium réagit avec les oxydes basiquesmétaux (par exemple, le sodium, l'oxyde de potassium, le plomb (II), ou un mélange d'oxyde de zinc qui est utilisée dans la production de verre). Par exemple, la réaction de l'oxyde de sodium et de SiO2, un résultat qui peut être formé: orthosilicate de sodium 2Na2O + SiO2 → Na4SiO4, le silicate de sodium Na2O + SiO2 → Na2SiO3, et le verre Na2O + 6SiO2 + XO → Na2O: XO: 6SiO2. Des exemples de ce verre ayant une valeur commerciale, sont le verre sodocalcique, verre borosilicate, verre plombé.

Le dioxyde de silicium réagit avec le silicium à des températures élevées, ce qui donne un monoxyde gazeux: Si + SiO2 → 2SiO ↑.

Le plus souvent, SiO2 est utilisé pourproduction de silicium élémentaire. Le processus d'interaction avec le carbone élémentaire se déroule à haute température dans un four à arc électrique: 2C + SiO2 → Si + 2CO. C'est assez énergivore. Cependant, son produit est utilisé dans la technologie des semi-conducteurs pour la fabrication de cellules solaires (conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique). En outre, le Si pur est utilisé en métallurgie (dans la production d'aciers siliceux résistant à la chaleur et aux acides). Le silicium élémentaire ainsi obtenu est nécessaire à la production de dioxyde de silicium pur, ce qui est très important pour un certain nombre d'industries. Le SiO2 naturel est utilisé sous la forme de sable dans les industries où sa grande pureté n'est pas requise.

Lors de l'inhalation de poussière finement diviséele SiO2 cristallin, même en très petites quantités (jusqu'à 0,1 mg / m³), ​​la silicose, la bronchite ou le cancer peuvent se développer avec le temps. La poussière devient dangereuse lorsqu'elle entre dans les poumons, les irrite constamment, réduisant ainsi leur fonction. Dans le corps humain, l'oxyde de silicium sous forme de particules cristallines ne se dissout pas pendant des périodes cliniquement significatives. Cet effet peut créer un risque de maladies professionnelles pour les personnes travaillant avec des équipements de sablage ou des produits contenant une poudre d'oxyde de silicium cristallin. Les enfants, les asthmatiques de tout âge, souffrant d'allergies, ainsi que les personnes âgées peuvent tomber malades plus rapidement.