Уравнения реакции получения кремниевой кислоты

Кремниевая кислота

Строение молекулы и физические свойства

Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO₂•mH₂O. Образует коллоидный раствор в воде.

Метакремниевая H₂SiO₃ существует в растворе в виде полимера:

Способы получения

Кремниевая кислота образуется при действии сильных кисло т на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

Например , при действии соляной кислоты на силикат натрия:

Видеоопыт получения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

Даже слабая угольная кислота вытесняет кремниевую кислоту из солей:

Химические свойства

1. Кремниевая кислота — нерастворимая. Кислотные свойства выражены очень слабо, поэтому кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами :

Например , кремниевая кислота реагирует с концентрированным гидроксидом калия:

2. При нагревании кремниевая кислота разлагается на оксид и воду :

Силикаты

Силикаты — это соли кремниевой кислоты. Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

Способы получения силикатов:

1 . Растворение кремния, кремниевой кислоты или оксида в щелочи:

2. Сплавление с основными оксидами:

СаО + SiO₂ → CaSiO₃

3. Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na₂O·CaO·6SiO₂.

Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na₂CO₃, известняка CaCO₃ и белого песка SiO₂:

Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb 2+ – хрусталь; Cr 3+ – имеет зеленую окраску, Fe 3+ – коричневое бутылочное стекло, Co 2+ – дает синий цвет, Mn 2+ – красновато-лиловый.

Видео:Получение кремниевой кислотыСкачать

Кремниевая кислота: что это, формула, получение, польза и вред

Кремниевая кислота – это практически нерастворимое в обычной воде вещество. При контакте с жидкостью она образует дисперсную систему. Образуется крайне нестабильное химическое соединение, которому характерен распад даже в нормальных условиях, без резкого перепада температуры или давления. Не считается особенно активной, кремниевая кислота – это слабое соединение, которое, впрочем, отмечает у себя все свойства присущие другим кислотам. Слабость соединения проявляется в том, что оно не изменяет цвет индикаторов, необходимых для определения свойств среды, в которую их погружают. Если под воздействием других соединений, принадлежащих к категории кислот, метилоранж меняет свой цвет на малиновый, а лакмус – на красный, то при контакте с кремниевой кислотой их внешние характеристики не изменяются. Кислота не способна вредить тканям и вызывать повреждения кожного покрова.

При разложении в условиях повышенной температуры происходит образование оксида кремния и воды. Первый пользуется большой популярностью в промышленности, он известен как кварцевый песок. В процессе разложения на составляющие одной молекулы кремниевой кислоты можно получить одну молекулу H20 и одну – SiO2.

Кремниевая кислота прекрасно образует соли. Для этого в нее необходимо добавить металл. В процессе произойдет реакция замещения, по итогу которой образуется кремниевая соль и выделится водород в газообразной форме.

Видео:Получение геля кремниевой кислотыСкачать

Что такое кремниевая кислота?

Кремниевая кислота – это очень важный элемент, отвечающий за протекание процессов метаболизма в организме человека. Для поддержания правильной работы всех систем и всех органов взрослому человеку достаточно от 1 до 2 граммов кремния. Наибольшая концентрация вещества требуется крови, соединительным тканям и костям, содержание кремния в котором к старости становится недостаточным. Соединение принимает активное участие в усвоении необходимых организму минералов и витаминов, оно нейтрализует тяжелые металлы и токсины и поддерживает здоровье сердечной мышцы, оказывает влияние на выработку коллагена.

Видео:Получение кремниевой кислотыСкачать

Формула кремниевой кислоты

Формула кремниевой кислоты выглядит следующим образом:

Формула кремниевой кислоты

Видео:Неметаллы. Тема 28. Оксид кремния(IV). Кремниевая кислота. Видеоопыт «Получение кремниевой кислоты»Скачать

Химические свойства кремниевой кислоты

Кремниевая кислота не растворяется в воде. Ее кислотные свойства выражены очень и очень слабо, что объясняет тот факт, почему кислота реагирует только с сильными основаниями и их оксидами.

Молекула кремниевой кислоты

При повышении температуры соединение раскладывается на две составляющие: воду и оксид кремния.

Получить кремниевую кислоту в чистом виде невозможно. В воде она образует дисперсную среду, при высушивании получаются продукты с пористой структурой.

Кремниевая кислота выглядит как белый кристаллический стекловидный материал. Она не реагирует с другими кислотами.

Видео:Получение кремниевой кислотыСкачать

Соли кремниевой кислоты и их свойства

Силикаты – это соли, полученные из реакции с кремниевой кислотой. Большая часть из них не растворяется в воде. Исключение представляют только соли натрия и калия, известные ещё как «жидкое стекло».

Выделяют несколько основных способов получения силикатов:

• Растворение кремниевой кислоты в щелочи.
• Сплавление с оксидами.
• Взаимодействие растворимых силикатов с солями.

Соли кремниевой кислоты или силикаты, в большинстве своем, не растворяются в воде – растворению подлежат только силикаты натрия и калия. Они образуются вследствие сплавления диоксида кремния с едкими щелочами или карбонатами соответствующих веществ.

Структуры силикатов многообразны, но основу каждой из них составляют комбинации кремния и кислорода.
Свойства силикатов различны: определяются они составом и строением соединений. Часто силикаты образуют прозрачные ярко окрашенные кристаллы, некоторые из них широко применяют в создании ювелирных украшений. Твердость может быть как совсем маленькой, там и довольно значительной.

Силикаты взаимодействуют с кислотами и растворимыми солями. В водных растворах соединения подвергаются гидролизу и обладают высокой щелочной реакцией.

В промышленности соединения называют жидкими стеклами. Они получили широкое применение в производстве мыла, окрашивании, производстве бумаги, их также применяют для пропитки древесины и тканей для повышения их устойчивости к воздействию огня и стойкости к процессам гниения.

Жидкое стекло представляет собой одно из наиболее важных клеящих веществ. Это обусловлено тем, что силикат натрия находится в нем в виде макромолекул. Жидкое стекло необходимо для пропитки текстиля и древесины для придания им огнестойкости.

Натуральные силикаты образуются преимущественно из расплавленной магмы.

Видео:КИСЛОТЫ В ХИМИИ — Химические Свойства Кислот. Реакция Кислот с Основаниями, Оксидами и МеталламиСкачать

Получение кремниевой кислоты, уравнение

Основной способ получения кремниевой кислоты – посредством воздействия сильной кислотой на силикат калия или натрия. Получить на выходе идеально чистое соединение невозможно ни одним из способов.

Кремниевые соединения можно получить и посредством гидролиза хлорсиланов.

Кремниевую кислоту получают вследствие реакции оксида кремния с щелочами. Реакция выглядит следующим образом:

Видео:Получение КРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ. Реакция СИЛИКАТА НАТРИЯ и УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ.Опыты по химии.SILICIC ACIDСкачать

Допустимые нормы приема кремниевой кислоты

Кремниевая кислота является важным компонентов, обеспечивающим нормальное функционирование организма. Она известна как элемент жизни и красоты благодаря благотворному влиянию, оказываемому на человека. Большая часть кремния в человеческом скелете сосредоточена в хрящевой и эпителиальной тканях, а также в кровеносных сосудах, волосах и лимфатических узлах.

Взрослый человек в сутки должен получать от 0,005 мг до 0,02 мг кремниевой кислоты. Максимальная дозировка не должна превышать 0,1 грамма. Беременным и кормящим женщинам рекомендуется увеличить количество потребляемого соединения в 4 раза: это обусловлено тем, что организм испытывает сумасшедшие нагрузки, обеспечивая рост и развитие не только себя самого, но и будущего малыша. Норма для детей в возрасте до 12 лет и пожилых людей – 0,04 грамма и больше. Это связано с тем, что в первом случае организм находится в стадии активного роста, а значит требует дополнительного снабжения важными веществами. Во втором случае повышенная потребность в кремниевой кислоте обусловлена тем, что его содержание в организме снижается и пополнять нехватку необходимо искусственным путем.

Конкретная дозировка вещества, рекомендованная для ежесуточного употребления устанавливается для каждого человека индивидуально. Она зависит от его веса, возраста и особенностей организма.

Недостаточное количество кремниевой кислоты в организме может привести к развитию слабости мышечной ткани и снижению прочности костей. Волосы при недостатке кремниевой кислоты становятся тонкими и ломкими, теряют свою яркость и начинают выпадать. Могут развиваться воспалительные болезни пищеварительного тракта.

Излишек кремниевой кислоты может оказывать негативный эффект на состояние организма. Особенно подвержены этому люди, регулярно пребывающие на тяжелом производстве или в шахте, где им приходится контактировать с минеральной пылью в высоких концентрациях. При избытке кремниевой кислоты в организме могут возникать нарушения метаболизма и заболевания верхних дыхательных путей.

Видео:Кремниевая кислота и её соли. 9 класс.Скачать

Особенности применения кремниевой кислоты

Благодаря своей структуре кремниевая кислота получила широкое распространение как абсорбент, поглощающий токсичные соединения. Кремниевая кислота входит в состав некоторых гелей, применяемых для лечения пищевых отравлений и прочих проблем, связанных с нарушениями работы желудочно-кишечного тракта. Соединение можно также встретить в составе систем, предназначенных для фильтрации.

Кремниевая кислота является важным компонентом, необходимым для поддержания здорового состояния кожи, волос и ногтей, поэтому вещество можно встретить в составе косметических средств: как уходовых, так и декоративных. Препараты, в состав которых входит кремний и его соединения, обеспечивают высокую гибкость соединительных тканей и внутренних органов, а также улучшают процесс усвоения кальция, что делает костную ткань более прочной. Именно поэтому кремний важен для детей и пожилых людей: первым он необходим для развития скелета, а вторым – для снижения уровня хрупкости костей.

Кремниевая кислота применяется в нефтедобывающей сфере: там она нужна для очистки углеводородов от примесей смол. В атомной отрасли кремниевая кислота необходима для очистки сточных вод и отделения изотопов от радиоактивных соединений.

Кроме того, рассматриваемое вещество получило широкое распространение в обычной жизни. Так, например, процесс сушки обуви в период сильных осадков требует в разы меньше времени, если в кроссовки положить пакетик, наполненный силикатным порошком. Силикагель позволяет удалить неприятные запахи: пакетики с ним можно располагать в шкафу или в сумке. Кремниевая кислота дает возможность спасти столовое серебро от почернения.

Данная кислота помогает значительно продлить срок эксплуатации лезвий, применяемых для бритья: для защиты их от коррозии нужно в коробочку с лезвиями поместить несколько капсул с силикагелем. Аналогичным образом вещество сказывается на состоянии фотографий и прочих вещей, которым свойственно со временем тускнеть или темнеть, изменяя свои внешние характеристики под воздействием факторов окружающей среды. Владельцам автомобилей кремниевая кислота помогает уменьшить степень запотевания ветровых стекол: достаточно расположить пакетик с ней на приборной панели.

Видео:Кремниевая кислота получениеСкачать

Влияние кремниевой кислоты на организм человека

Кремниевая кислота в течение долгих лет применяется для поддержания здоровья и красоты. Она помогает сделать кожу красивой и эластичной, укрепляет волосы, ногти и кости. Соединение оказывает положительное влияние на общее состояние всех систем организма. Особенно важно контролировать его концентрацию в зрелом возрасте, когда его количество ощутимо снижается. Получить кремниевую кислоту можно из зерновых продуктов, некоторых сортов овощей и фруктов, а также из специальной, насыщенной кремнием воды.

Влияние кремниевой кислоты на кожу

Кремниевая кислота – это важный строительный материал. Она способствует активной выработке коллагена, позволяющего сделать кожу более упругой. Помимо этого, рассматриваемое вещество позволяет удерживать влагу, при недостатке которой кожа теряет свою привлекательность, становится сухой и серой, начинает шелушиться.

Влияние кремниевой кислоты на волосы и ногти

Кремниевая кислота оказывает положительное влияние на состояние волос и ногтевых пластин. Она образует крепкие структуры и делает ткани более прочными.

Влияние кремниевой кислоты на кости

Специалисты подтвердили, что кремниевая кислота оказывает положительное влияние на прочность костной ткани. Люди, получающие достаточное количество соединения, обладают более прочными и плотными костями.

Влияние кремневой кислоты на уровень продуктивности

Всем, кто жалуется на снижение работоспособности, рекомендуется употреблять кремниевую воду – она благоприятным образом сказывается на уровне работоспособности и умственной деятельность. Ученые утверждают, что кремниевая кислота нейтрализует эффект от негативного воздействия алюминия, способного привести к развитию болезни Альцгеймера в пожилом возрасте.

Видео:Химические уравнения // Как Составлять Уравнения Реакций // Химия 9 классСкачать

Польза кремниевой кислоты

Кремниевая кислота так же важна для человека, как и кальций, принимающий активное участие развитии скелета. Рассматриваемое вещество регулирует усвоение кальция и магния, оказывает благоприятное влияние на состояние соединительных тканей и ускоряет метаболизм.

Кроме того, кремниевая кислота принимает участие в усвоении организмом более 70 крайне важных для организма минеральных солей и витаминов. Она способствует росту костей и предотвращает развитие остеопороза. Соединение стимулирует работу иммунной системы и улучшает защитную способность организма; кремниевая кислота укрепляет сосуды и суставы.

Кремниевая кислота поддерживает сердечно-сосудистую систему и предотвращает закупорку сосудов, сказываясь на степени проницаемости артериальной ткани. Вещество улучшает процесс пищеварения, укрепляя слизистую оболочку желудка. Она оказывает положительный эффект на способность организма к регенерации.

Видео:10 Разложение кремниевой кислоты РСкачать

Вред кремниевой кислоты

Кремниевая кислота сама по себе не способна оказать негативного эффекта на состояние здоровья, если не употреблять ее сверх нормы. В случае передозировки могут появляться следующие побочные эффекты:

• образование камней в почках;
• ухудшение состояния сердечно-сосудистой системы и появление заболеваний сосудов;
• повышение уровня сахара в крови;
• учащение мочеиспускания.

При регулярном превышении допустимой концентрации кремния могут возникать проблемы с почками. Избыток кислоты также может негативным образом сказаться на состоянии барьера, защищающего мозг.

Кроме того, стоит помнить о том, что кремнию и его соединениям свойственно усиливать действие принимаемых медицинских препаратов. Поэтому прежде чем комбинировать его с медикаментозной терапией, необходимо проконсультироваться у врача.

Видео:Опыты по химии. Получение геля кремниевой кислотыСкачать

Где купить кремниевую кислоту и сколько она стоит

Приобрести кремниевую кислоту можно как у частных поставщиков, так и в специализированных магазинах, некоторые формы вещества вы сможете найти в аптеке. Так, кремниевая вода обычно продается примерно за 250 рублей/литр. Силикагель реализуют по цене 100-150 рублей за 500 граммов.

Видео:Получение кремниевой кислотыСкачать

Заключение

Кремниевая кислота – это нерастворимое в воде соединение, обладающее крайне неустойчивой структурой. Она оказывает влияние на протекание метаболизма, состояние костей, ногтей и волос, улучшает защитные функции организма и стимулирует пищеварительные процессы. Особенно важно следить за ее концентрацией в организме пожилым людям – в противном случае их кости буду хрупкими. То же касается и детей – им кислота необходима для правильно развития скелета. Не меньшую популярность, чем, собственно, кремниевая кислота получили ее соли. Они используются как в промышленности: для пропитки тканей и древесины, так и в повседневной жизни – для удаления неприятных запахов и возвращения блеска серебру, а также восстановления потускневших фотографий. Кроме того, природные силикаты – популярное в керамической и стекольной промышленности.

Видео:Получение геля кремниевой кислотыСкачать

Уравнения реакции получения кремниевой кислоты

Получение кремниевой кислоты

Кремниевая кислота H ₂ SiO ₃ ‑ очень слабая, практически нерастворимая кислота.

Кремниевую кислоту можно получить из ее растворимых солей реакцией обмена с сильной кислотой, воспользуемся соляной HCl .

Растворимая соль кремниевой кислоты в нашем опыте ‑ силикат натрия Na ₂ SiO ₃ .

Анион соли соединяется с ионами водорода кислоты – получается нерастворимая, слабая кремниевая кислота.

Оборудование: химический стакан.

Техника безопасности . Следует соблюдать правила работы с растворами кислот. Не допускать попадания кислоты на кожу и слизистые оболочки.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.

🎥 Видео

Видеоопыты. Неорганика 163. Получение кремниевой кислотыСкачать

Составление уравнений химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

кремниевая кислота ( формула )Скачать

Образование кремниевой кислотыСкачать

СОЛИ ХИМИЯ 8 КЛАСС: Химические Свойства Солей и Получение // Реакция Солей с Кислотами и МеталламиСкачать

Получение геля кремниевой кислотыСкачать