Silīcijskābe un tā izmantošana

Silīcijskābe teorētiski ir savienojums ar silīcija oksīdu un ūdeni. Un šo komponentu attiecība var būt ļoti dažāda. Tāpēc vispārīgā veidā to sastāvu var attēlot pēc formulas. Šajā gadījumā silīcija skābes ar dažādu silīcija oksīda daudzumu un ūdeni, tas ir, ar dažādām parametriem n un m, var viegli pārnest no vienas valsts uz otru. Tādējādi šajā gadījumā n un m var uzskatīt par mainīgiem lielumiem.

Teorētiski silīcijskābi var iegūt, reaģējot ar viena no sārma metāliem (piem., Nātriju) un vienu no "stiprām" skābēm (piemēram, sālsskābes) silikātu. Tādā veidā dažas no šīm skābēm ir izolētas (iegūtas) brīvajā stāvoklī: metasilicīnskābes, ortosilicīnskābes un citi. Piemēram, ķīmiskā reakcija metasilīnskābes ražošanai:

+ 2HCl = + 2NaCl

Tomēr praktiski nav iespējams iegūt silīcijskābi tīrā veidā. Ūdens šķīdumos (un tos iegūst virspusē), polimerizācijas procesā iegūtā silīcijskābe kļūst par pamatu koloidālu šķīdumu veidošanai, kuriem ir diezgan īss pastāvēšanas laiks. Papildus šiem risinājumiem koagulācijas rezultātā izveidojas gēls. Tas ir silīcijskābes pielietojums, jo, žāvējot šo gēlu, tiek iegūts tā sauktais silikagels, ko lieto kā desikantu un absorbējošu. Turklāt, izmantojot īpašus stabilizatorus, stabilus koloidus (vai benzīdus) iegūst no koloīdiem šķīdumiem, kas arī tiek izmantoti ražošanā.

Silīcijskābe ir nedaudz šķīstoša, vāja un termiski nestabila. Sildot, parādās silīcijskābes sadalīšanās, ko izsaka ar šādu ķīmisko reakciju:

=

Tā ir arī vājāka skābe nekā tā pati ogle. Tādēļ silīcijskābi ūdens šķīdumos pārvieto ar ogļskābi no dažādiem sāļiem. Piemēram, to var redzēt reakcijā:

= +

Silīcijskābju sāļus sauc par silikātiem. Tie ir ļoti bieži sastopami. Tādējādi zemes garozas sastāvu veido galvenokārt silīcija dioksīds un silikāti. Tie ir laukšpats, dažādi māli, vizla, talks un daudzi citi. Silikāti iekļauti arī akmeņu sastāvā - granīts, bazalts un citi. Silikātu kristāli ir arī tādi slaveni akmeņi, kas viņu retuma un skaistuma dēļ tiek uzskatīti par vērtīgiem, piemēram, smaragdu, topažu un akvamarīnu.

Lielākā daļa silikātu neizšķīst ūdenī. Izņēmumi ir tikai nātrija un kālija silikāti . Tos var iegūt, kausējot ar piemērotu hidroksīdu vai karbonātu. Piemēram,

+ = +

Ūdens šķīdumus šādā veidā iegūtos sāļus sauc par "šķidro stiklu". To plaši izmanto kā saistvielu, ražojot skābes izturīgu betonu, un turklāt tiek izmantoti visu zināmo logu špakteles un ķermeņa līme. Kā ugunsizturīga un ūdensnecaurlaidīga impregnēšana tās tiek apstrādātas arī ar auduma, koka un papīra izstrādājumiem.

Silikāti, kas satur alumīniju, sauca par alumīnsilikātiem. Tie ietver vizlu un laukšpats, lai gan to sastāvs ir daudz sarežģītāks. Tātad, laukšpats, papildus silīcija dioksīdam un alumīnijam , satur arī nātrija, kālija un nātrija oksīdi . Vizlasā papildus alumīnijam un silīcijam ir ūdeņradis, nātrijs vai kālijs, bet, lai arī retāk tā var būt kalcijs, magnijs vai dzelzs.

Kopumā silikātu izmantošana mūsdienu apstākļos ir ļoti plaša un daudzveidīga. Kalnu silikāta ieži tiek izmantoti kā celtniecības materiāli. Silikāti tiek izmantoti kā izejvielas cementa ražošanā, dažādos keramikas, stikla u.tml. Pildījumos uc Vizlas un azbestu izmanto dažādu termoelektrisko un elektrisko izolācijas materiālu ražošanā.