Silicijev dioksid. Porazdelitev v naravi, načini pridobivanja, uporabe

Silicijev dioksid (kemična formula: SiO2, silicijev dioksid) je brezbarvna kristalinična, steklasta ali amorfna snov. Ta mineral v obliki kremenov pesek ki se pogosto uporablja v gradbeništvu, v proizvodnji kemičnih izdelkov in radio-tehnike, v letalski gradnji in v številnih drugih panogah.

Porazdelitev silicijevega dioksida v naravi

Silicijev dioksid je v zemeljski skorji kot mešanica z nekaterimi drugimi minerali (v nadaljnjem besedilu granita), in silikata, del skale. Najpogostejši naravni mineralni - kremen, kristobalit so veliko redkejše, kalcedona, tridimit opalnega, lechatelierite (kvarčno steklo). Fini kvarčni kristali tvorijo tako imenovani "venceni" kremen. S postopno uničenje skal tvorjen kremenov pesek, ki se zgosti, privede do pojava kvarcit in peščenca.

Rock kristal je najčistejši kremen, brezbarven. Njegovi kristali lahko tehtajo desetine ton in dosežejo dolžino več metrov. Prav tako lahko kremen prevlečemo z različnimi nečistote vijolično (ametist), rumeno (citrin), črna (MORION), dimljen (rauchtopaz). V naravi obstajajo tudi kriptokristalinska oblika kremena: rdeče-roza karneol, zeleno jabolko Krizopras, modrikasta safir, subtilno barve jaspisa, oniks in ahata pesek, hornfels in silicij.

Edinstven je "plemeniti" opal, ki je sestavljen iz koloidnih homogenih delcev s premerom približno 0,2 μm. Ti delci so gosto pakirani v urejene aglomerate, vsebujejo manj kot en odstotek vode (v večini opalov - približno sedem odstotkov). Naravni depoziti silicijevega dioksida lahko tvorijo diatomejsko, tresenje. Iz teh mineralnih školjk so bile zgrajene diatome, okostnjaki nekaterih gobic. Je del stebla rastlin - kot so trst, konjska jelka, bambus.

Kako priti do silicijevega dioksida?

Sintetični SiO2 lahko dobimo z:

- z delovanjem klorovodikove (HCl) ali žveplove (H2SO4) kisline natrijev silikat, manj pogosto - na druge topne silikate (ta metoda je glavna v razvitih državah);

- uporaba koloida silicijevega dioksida (z zamrzovanjem ali koagulacijo pod vplivom ionov F-, Na +);

- s hidrolizo silicijevega fluorida SiF4, silicijev tetraklorid SiCl4, tetraetoksisilana (C2H5O) 4Si, desublimata trdno snov (NH4) 2SiF6 v plinasti obliki kot tudi v vodni amoniak in vodnih raztopin (včasih z dodatkom organskih baz, ali etanolu).

Dobimo silicijev dioksid amorfni:

- iz diatomita in trifoil;

- z žganjem riževega lupine;

- mletje taljenega kremenskega peska.

Dobimo brezvodni prah silicijevega dioksida:

- uporaba kemičnega naparjevanja;

- s hidrolizo in oksidacijo pare estri pirogeni silicijev dioksid in silicijevega fluorida;

- z gorenjem para SiCl4 SiCl4 v mešanici O2 in H2.

Kako se uporablja silicijev dioksid?

- naravni silicijev dioksid, ki se uporablja pri proizvodnji izdelkov iz porcelana, betona, abrazivov, silikatne opeke, keramike, faience, dinas, silikatne kozarce;

- Sintetični silicijev dioksid ("bela saj") se uporablja kot polnilo pri proizvodnji kavčuka;

- kvarčni posamični kristali so ugotovili uporabo v elektroniki (filtrov in frekvenčni stabilizatorji piezoelektrične, resonatorji) v acoustoelectronics in Akusto, v nakit, v optični instrument;

- kamene kristale in sintetičnega silicijevega dioksida se uporabljajo kot surovine za proizvodnjo kremenčevega stekla, kvarcnih monokristalov, kvarčnih vlaken in keramike. Po drugi strani se v letalski industriji, optiki, elektroniki in drugih industrijah uporablja keramika in kremenčev steklo. Kvarčno tkanino se uporablja kot material, ki ima toploto, kvarčna vlakna pa se uporabljajo za izdelavo optičnih vlaken prenos informacij in komunikacijske linije.