سیلیکون و آب سیلیسیم و آب

سیلیکون و آب سیلیسیم و آب  – مکانیسم های واکنش ، تأثیرات زیست محیطی و اثرات سلامتی سیلیسیم بعد از اکسیژن فراوان ترین عنصر روی زمین است. مقادیر زیادی سیلیسیم در مواد معدنی مختلف یافت می شود و در اقیانوس ها و تقریباً در تمام آبهای دیگر به عنوان اسید سیلیسیک فراوان است. در لایه های سطحی اقیانوس ها غلظت سیلیسیم 30 ppb است ، در حالی که لایه های آب عمیق تر ممکن است حاوی 2 ppm سیلیسیم باشند.

 

محتویات آب سیلیسیم در رودخانه ها

رودخانه ها عموماً حاوی سیلیسیم 4 ppm هستند. سیلیسیم معمولاً هنگام حل شدن یونیزه نمی شود. به عنوان اسید ارتو سیلیسیک (H4SiO4 یا Si (OH) 4) وجود دارد. این ترکیبات نتیجه انحلال آهسته سیلیس در آب است. رودخانه ها مقدار زیادی سیلیکون را به دریا منتقل می کنند. به احتمال زیاد ، با استفاده از فرایندهای تبدیل بیولوژیکی یا شیمیایی ، کمتر از 20٪ سیلیسیم محلول از رودخانه ها خارج می شود.

 

سیلیکون به چه روشی و به چه شکلی با آب واکنش می دهد؟

سیلیکون هرگز در طبیعت به صورت آزاد یافت نمی شود. در شکل متبلور فقط در شرایط دمای بسیار بالا واکنش پذیر است. آب و بخار آب احتمالاً تأثیر کمی در حلالیت سیلیسیم دارند ، زیرا به سرعت یک لایه محافظ دی اکسید سیلیکون تشکیل می شود. مثالهای بسیاری از واکنشهای ترکیبات سیلیسیم با آب وجود دارد. سیلیسیم تترا فلوراید با آب به هیدروژن فلوراید واکنش می دهد. سیلیسیم تتراکلراید کاملاً با آب واکنش نشان می دهد. سیلیسیدهای گروه اول و دوم به طور کلی واکنش بیشتری نسبت به فلزات موقت دارند. محصولات واکنش معمول شامل هیدروژن و / یا سیلان (SiH4) ، به عنوان مثال Na2Si + 3H2O -> Na2SiO3 + 3H2.

 

حلالیت ترکیبات سیلیکون و سیلیکون

ترکیبات سیلیسیم در حلالیت آب متفاوت هستند.اکسید سیلیکون در مقایسه با سایر مواد معدنی نسبتاً محلول در آب نیست. پس از انحلال تعادل زیر تنظیم می شود:

  • SiO2 (s) + 2 H2O (l) <-> H4SiO4 (s)
  • این تعادل حاوی اسید سیلیسیک است ،
  • اسید ضعیفی که در حین هیدرولیز مواد معدنی سیلیکون نیز تشکیل می شود:
  • H4SiO4 (s) + H2O (l) <-> H3O + (aq) + H3SiO4- (aq)
  • دی اکسید سیلیسیم دارای حلالیت در آب 0.12 گرم در لیتر است ، در حالی که به عنوان مثال کاربید سیلیسیم محلول در آب نیست.

 

چرا سیلیسیم در آب وجود دارد؟

همانطور که قبلا توضیح داده شد ، سیلیکون بخشی از مواد معدنی مختلف است ، که ممکن است در طی فرآیندهای هوا از آن آزاد شود. در حین فعالیت آتشفشانی نیز زیر آب آزاد می شود. آب موجود در فضای بین رسوبات دریایی حاوی سیلیسیم بیشتری نسبت به سطح دریا است. جریان فعلی باعث می شود سیلیسیم از رسوبات به آب دریا برود. هوازدگی قطب جنوب نیز سیلیکون آزاد می کند. سیلیسیم به طور طبیعی از طریق تثبیت پلانکتون ، ته نشینی رسوب یا واکنش سیلیکون محلول با مواد معدنی رس (آب و هوای معکوس) از آب خارج می شود.

 

تشکیل دهنده های سیلیسیم در آب

شن و ماسه ماده اصلی سیلیکون تولید شده در بازار است. مواد معدنی مانند تالک ، میکا ، فلدسپات ، نفلین ، اولیوین ، ورمیکولیت ، پرلیت و کائولینیت نیز حاوی سیلیسیم هستند. سنگ های قیمتی مانند اوپال و آمتیست نیز حاوی سیلیسیم هستند. ساخت و ساز ترکیبات سیلیکون را در ماسه و سیمان ، یک سیلیکات کلسیم پردازش می کند. تولید شیشه و ظروف بر اساس شن و ماسه است. سیلیسیم به عنوان کمکی در صنایع فولاد ، شیمی و الکترون استفاده می شود ، جایی که تحت دمای بالا پردازش می شود. فولاد و سایر آلیاژها در نهایت به عنوان مثال بلوک موتور یا سر سیلندر پردازش می شوند.

 

اثرات زیست محیطی سیلیسیم در آب چیست؟

دی اکسید سیلیسیم برای موجودات مختلف یک نیاز غذایی است. مکانیسم مصرف در حال حاضر مشخص نیست. دیاتومها و اسفنج های دریایی از سیلیکون برای تقویت اسکلت استفاده می کنند. موهای کوچک روی گزنه نیز از سیلیکون تشکیل شده است. مرغ و موش برای رشد استخوان به سیلیسیم نیاز دارند. به احتمال زیاد سیلیسیم برای انسان یک نیاز غذایی است ، زیرا پوست و بافت پیوندی حاوی مقادیر قابل توجهی از این عنصر است. سیلیکون نیز برای آن ضروری است

 

 

پلهای ارتباطی: