Силициев диоксид. Разпространение в природата, начини на получаване, използване

Силициев диоксид (химична формула: SiO2, силициев диоксид) е безцветна кристална, стъклена или аморфно вещество. Този минерал във формата кварцов пясък широко използвани в строителството, производството на химически продукти и радиотехниката, в авиационното строителство и много други индустрии.

Разпределение на силиций в природата

Силициев диоксид се съдържа в земната кора като смес с други минерали (посочени като гранит) и силикат, част от скалата. Най-често естествено срещащи минерална - кварц, кристобалит са много по-рядко, халцедон, tridymite, опал, lechatelierite (кварцово стъкло). фини кварцови кристали, които са така наречените "ядро" кварц. С постепенно разрушаване на скали образува кварцов пясък, което уплътнява, доведе до появата на кварцит и пясъчник.

Скалният кристал е най-чистия кварц, безцветен. Нейните кристали могат да тежат десетки тона, и достигат дължина от няколко метра. Също така, кварц могат да бъдат покрити с различни примеси виолетов (аметист), жълт (цитрин), черно (шлем), опушен (rauchtopaz). В природата съществуват също криптокристални форма на кварц: червено-розов сард, зелена ябълка Chrysoprase, синкав сапфир, фино цвят яспис, оникс и ахат пясък, hornfels и силиций.

Уникален е "благородният" опал, който се състои от колоидни хомогенни частици с диаметър от около 0,2 μm. Тези частици са гъсто опаковани в подредени агломерати, съдържат по-малко от един процент вода (в повечето opals - около 7%). Естествените отлагания на силициев диоксид също могат да образуват диатомични, треперещи. От тях са изградени минерални черупки диатоме скелети на някои гъби. Тя е част от стъблата на растенията - като тръстика, хвощ, бамбук.

Как да получите силициев диоксид?

Синтетичният SiO2 може да се получи чрез:

- чрез действието на хлороводородна (НС1) или сярна (H2SO4) киселини върху натриев силикат, по-рядко - върху други разтворими силикати (този метод е основният в развитите страни);

- използване на колоид на силициев диоксид (чрез замразяване или коагулация при действието на F-, Na + йони);

- чрез хидролиза на силициев флуорид SiF4, силициев тетрахлорид SiCl4, тетраетоксисилан (C2H5O) 4Si, desublimata твърд (NH4) 2SiF6 в газообразна форма, както във воден амоняк и водни разтвори (понякога с добавяне на органични основи, или етанол).

Получава се аморфен силициев диоксид:

- от диатомит и трефа;

- чрез калциниране на обвивката на ориза;

- смилане на разтопен кварцов пясък.

Получават се безводни прахове от силициев двуокис:

- използване на химическо отлагане на пари;

- чрез хидролиза и окисляване на пара естери пирогенен силициев диоксид и силициев флуорид;

- чрез изпаряване на SiCl4 SiCl4 в смес от 02 и H2.

Как се използва силициевият диоксид?

- естествен силициев двуокис, използван в производството на изделия от порцелан, бетон, абразиви, силикатна тухла, керамика, фаянс, династия, силикатни очила;

- синтетичен силициев диоксид ("сажди бял") се използва като пълнител в производството на каучук;

- кварцови единични кристали са намерили приложение в електрониката (филтри, честотни стабилизатори пиезоелектричен, резонатори) в acoustoelectronics и акустично, в бижута, в оптичния инструмент;

- като суровини за производството на кварцово стъкло, кварцови единични кристали, кварцови влакна и керамика се използват скален кристал и синтетичен силициев диоксид. От своя страна, керамика и кварцово стъкло се използват в авиационната индустрия, оптиката, електрониката и други отрасли. Кварцова тъкан се използва като материал, който държи топлина, а кварцови влакна се използват за създаване на оптични влакна прехвърляне на информация и комуникационни линии.