Oxid křemičitý. Distribuce v přírodě, způsoby získávání, používání

Oxid křemičitý (chemický vzorec: SiO2, oxid křemičitý) je bezbarvý krystalický, sklovitý nebo amorfní látka. Tento minerál ve formě křemenný písek široce používán ve stavebnictví, ve výrobě chemických výrobků a radiotechnika, v letecké konstrukci a mnoha dalších průmyslových odvětvích.

Distribuce křemíku v přírodě

Oxid křemičitý je obsažen v zemské kůře ve formě směsí s některými jinými minerály (nazývají se žuly) a ve formě silikátů, je součástí hornin. Nejrozšířenější minerál v přírodě je křemen, kristobalit, chalcedon, tridymit, opál, lechatelerite (křemenné sklo) jsou mnohem méně časté. Jemné křemenné krystaly tvoří takzvaný "žilový" křemen. S postupným zničením hornin se vytváří křemenné písky, které, zhutněné, vedou k vzhledu křemenců a pískovců.

Kamenný křišťál je nejčistší křemen, bezbarvý. Její krystaly mohou vážit desítky tun a dosáhnout délky několika metrů. Také, křemen může být potažena různých nečistot fialová (ametyst), žlutá (citrín), černá (MORION), kouřové (rauchtopaz). V přírodě existují také cryptocrystalline forma křemene: červeno-růžové karneol, zelené jablko chrysopras, namodralý safír, jemně zbarvené jaspis, onyx a achát písek, hornfels a křemík.

Jedinečný je "ušlechtilý" opál, který se skládá z koloidních homogenních částic o průměru asi 0,2 μm. Tyto částice jsou hustě zabaleny do uspořádaných aglomerátů, obsahují méně než jedno procento vody (u většiny opálů - asi sedm procent). Přírodní usazeniny oxidu křemičitého mohou také vytvářet křemelinu, třesoucí se. Z této minerální skořápky byly postaveny diatomy, kostry některých hub. Je součástí stonků rostlin - jako je rákos, přeslička, bambus.

Jak získat oxid křemičitý?

Syntetický SiO2 lze získat:

- účinkem kyseliny chlorovodíkové (HCl) nebo kyseliny sírové (H2SO4) na křemičitan sodný, méně často - na jiných rozpustných silikátech (tato metoda je hlavní v rozvinutých zemích);

- s použitím koloidního oxidu křemičitého (zmrazením nebo koagulací působením iontů F-, Na +);

- hydrolýzou křemíku fluoridu SiF4, chloridu křemičitého SiCl4, tetraethoxysilan (C2H5O) 4Si, desublimata pevné látky (NH4) 2SiF6 v plynné formě, stejně jako ve vodném amoniaku a vodných roztoků (někdy s přídavkem organických bází, nebo ethanol).

Získá se amorfní oxid křemičitý:

- z křemeliny a trojlístek;

- kalcinací lusků z rýže;

- broušení taveného křemenného písku.

Získá se bezvodý oxid křemičitý:

- s použitím chemického vylučování z plynné fáze;

- hydrolýzou a oxidací par estery pyrogenní oxid křemičitý a fluorid křemíku;

- spalováním páry SiCl4 SiCl4 ve směsi O2 a H2.

Jak se používá oxid křemičitý?

- přírodní oxid křemičitý používaný při výrobě výrobků z porcelánu, betonu, brusiva, křemičitých cihel, keramiky, fajáns, dinas, silikátové brýle;

- syntetický oxid křemičitý ("saze bílá") se používá jako plnivo při výrobě kaučuku;

- křemene monokrystaly zjistili použití v elektronice (filtry, frekvenční stabilizátory piezoelektrický, rezonátory) v acoustoelectronics a akusticko, šperky, v optické nástroje;

- jako suroviny pro výrobu křemenného skla, křemenných krystalů, křemenných vláken a keramiky se používají křemenný krystal a syntetický oxid křemičitý. Poté se v leteckém průmyslu, optice, elektronice a dalších průmyslových odvětvích používá keramika a křemenné sklo. Křemenná tkanina se používá jako materiál, který drží teplo a křemenná vlákna se používají k vytváření optických systémů přenos informací a komunikační linky.