Диоксид кремния (хим формула: SiO2, кремнезем) – это тусклое кристаллическое, стеклообразное либо бесформенное вещество. Этот минерал в виде кварцевого песка обширно используют в строительстве, в производстве хим продукции и радиотехники, в авиационном строительстве и многих других отраслях.

Распространение кремнезема в природе

Диоксид кремния содержится в земной коре в виде консистенций с некими другими минералами (их именуют граниты) и в виде силикатов, заходит в состав горных пород. Более всераспространенный в природе минерал – кварц, намного пореже встречаются кристобалит, халцедоны, тридимит, опалы, лешательерит (кварцевое стекло). Маленькие кристаллы кварца образуют так именуемый «жильный» кварц. При постепенном разрушении горных пород образуются кварцевые пески, которые, уплотняясь, приводят к возникновению кварцитов и песчаников.

Горный хрусталь – это более незапятнанный кварц, тусклый. Его кристаллы могут весить 10-ки тонн и достигать длины в несколько метров. Также кварц может быть окрашен разными примесями в фиолетовый цвет (аметист), желтоватый (цитрин), темный (морион), дымчатый (раухтопаз). В природе встречаются и скрытокристаллические формы кварца: это красно-розовый сердолик, зелено-яблочный хризопраз, синий сапфир, тонко-окрашенная яшма, ониксы и агаты песочные, роговики и кремни.

Уникален «великодушный» опал, который состоит из коллоидных однородных частиц поперечником приблизительно 0,2 мкм. Эти частички плотно упакованы в упорядоченные агломераты, воды в их содержится наименее 1-го процента (в большинстве опалов – около 7 процентов). Природные месторождения диоксида кремния могут также создавать диатомит, трепел. Из этого минерала построены панцири диатомовых водных растений, скелеты неких губок. Он заходит в состав стеблей растений – таких, как тростник, хвощ, тростник.

Как получают диоксид кремния?

Синтетический SiO2 можно получить:

– методом воздействия соляной (HCl) либо серной (H2SO4) кислот на силикат натрия, пореже – на другие растворимые силикаты (этот метод является главным в продвинутых странах);

– используя кремния диоксид коллоидный (методом его замораживания либо коагуляции под действием ионов F-, Na+);

— методом гидролиза фтористого кремния SiF4, четыреххлористого кремния SiCl4, тетраэтоксисилана (C2H5O)4Si, твердого десублимата (NH4)2SiF6 в газовой форме, также в водно-аммиачных и аква смесях (время от времени с добавлением органических оснований либо этанола).

Диоксид кремния бесформенный получают:

– из диатомита и трепела;

– прокаливанием рисовой шелухи;

– размалыванием плавленого кварцевого песка.

Безводные порошки кремнезема получают:

– используя хим осаждение из газовой фазы;

– методом гидролиза и окисления паров сложных эфиров пирогенного кремнезема и фтористого кремния;

— методом сжигания паров четыреххлористого кремния SiCl4 в консистенции О2 и Н2.

Как употребляют диоксид кремния?

– кремнезем природный употребляют в производстве изделий из фарфора, бетона, абразивов, кирпича силикатного, керамики, фаянса, динаса, силикатных стекол;

– кремнезем синтетический («сажу белоснежную») употребляют в качестве наполнителя в производстве резин;

– монокристаллы кварца отыскали применение в радиотехнике (фильтры, стабилизаторы частоты пьезоэлектрические, резонаторы), в акустоэлектронике и акустооптике, в ювелирном деле, в оптическом приборостроении;

– горный хрусталь и синтетический диоксид кремния употребляются как сырье для производства кварцевого стекла, монокристаллов кварца, кварцевых волокон и керамики. В свою очередь, керамику и кварцевое стекло используют в авиационной индустрии, оптике, электронике и других отраслях. Кварцевую ткань употребляют как материал, удерживающий тепло, а кварцевые волокна – для сотворения волоконно-оптических систем передачи инфы и линий связи.