二氧化硅是一種酸性氧化物,對應(yīng)水化物為偏硅酸(H2SiO3)。二氧化硅在自然界中最常見的是石英,以及在各種生物體中。
晶體結(jié)構(gòu)
SiO2晶體有多種晶型,其基本結(jié)構(gòu)單元是四面體,每個Si周圍結(jié)合4個O,Si在中心,O在四個頂角;最小環(huán)上有6個硅原子和六個氧原子。許多這樣的四面體又通過頂角的O相連接,每個O為兩個四面體所共有,即每個O與2個Si相結(jié)合。實際上,SiO2晶體是由Si和O按1:2的比例所組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體。因此,通常用SiO2來表示二氧化硅的組成。SiO4四面體不僅存在于SiO2晶體中,而且存在于所有硅酸鹽礦石中,是構(gòu)成多姿多彩的硅酸鹽世界的基本骨架。
化學(xué)反應(yīng)
二氧化硅與氫氟酸反應(yīng)生成氟化硅的化學(xué)方程式為:
SiO2+4HF→SiF4+2H2O
通常只能與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽。例如:
SiO2+CaO→CaSiO3
與強堿反應(yīng)生成鹽。例如:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
用途
二氧化硅與其它化合物在高溫下熔融,快速冷卻可以制得玻璃。它也是沙子和石英的主要成分。在半導(dǎo)體和太陽能板等應(yīng)用中,是目前主要的原料。SiO2于食品工業(yè)用作抗結(jié)劑,屬食品添加劑之列。膠態(tài),沉淀或熱解法氣相二氧化硅是食品生產(chǎn)中的常見添加劑。它主要用作粉狀食品(例如香料和非乳制咖啡奶精)中的流動劑或防結(jié)塊劑,或制成片劑的粉劑。
在化妝品中,二氧化硅因其光擴散特性和自然吸收性而有用。
危害
經(jīng)口攝取的二氧化硅基本上是無毒的,LD50為5000mg / kg,因此完全可以用于食品。
空氣中若存在一定濃度的二氧化硅粉粒時,會經(jīng)人類呼吸進(jìn)入肺部,引發(fā)呼吸器官的相關(guān)疾病,例如塵肺癥。
危險信息
危險品標(biāo)志 Xn,Xi
危險類別碼 36/37/38-36/37-22-43-52/53-36/38
立即威脅生命和健康濃度 3,000 mg/m3