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氫氧化硅
鎖定
氫氧化硅理化性質
氫氧化硅化學性質
正硅酸Si(OH)4,或寫成H4SiO4,電離平衡常數K1=2.2*10-10(30℃)。是一種弱酸,它的鹽在水溶液中有水解作用。硅酸是不溶於水的二元弱酸,可用Na2SiO3溶液和鹽酸反應生成硅酸。當鹽酸和硅酸鈉溶液起反應時生成白色膠狀沉澱,這種白色膠狀物沉澱叫做“原硅酸”,通常用H4SiO4來表示它的組成(實際為多聚體)。事實上原硅酸不穩定,僅存在於溶液中
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,失去一部分水後可以變成白色粉末,這種物質就是偏硅酸。
鹽酸和Na2SiO3溶液起反應時生成白色膠狀沉澱, 這種白色膠狀物沉澱其實是原硅酸的多聚體,原硅酸是多羥基小分子,其實是一種水溶解性很好的物質,多聚硅酸在水中形成了一個網狀結構。其中一個寡聚體例子就是四聚原硅酸(OSi(OH)2)4,見圖片“四聚原硅酸結構”。
氫氧化硅常見方程式
原硅酸不穩定,易失水成偏硅酸:H4SiO4 ==== H2SiO3 + H2O
H4SiO4 ====受熱==== 2H2O + SiO2
往硅酸鈉溶液中通入二氧化碳(過量)2:Na2SiO3 + 2CO2 + 3H2O ==== 2NaHCO3 + H4SiO4
嚴格地説硅能和水反應,只不過反應過於微弱,一般都視為不反應。有方程為證:
Si +2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑
是由下述方程
Si + 4H2O ==== H4SiO4 + 2H2↑
H4SiO4 + 2NaOH ==== Na2SiO3 + 3H2O
疊加而成
氫氧化硅特殊性質
原硅酸在很多資料上記載為白色膠狀沉澱,但是原硅酸是多羥基小分子,説難溶於水讓人無法信服。其實原硅酸是一種水溶解性很好的物質,在水中的原硅酸會構成網狀的多聚體,才形成了可看見的膠狀固體,但這個並不是真正的原硅酸。
氫氧化硅製備方法
Si(OCH2Ph)4 + 4H2 → Si(OH)4 + 4CH3Ph
氫氧化硅應用領域
美國研究人員分析發現,各類啤酒含有原硅酸,其中或多或少的硅元素有益強健骨骼。研究結果刊登於英國《食品與農業科學雜誌》2月刊上。美國加利福尼亞大學研究人員選取市面上100種不同類別的啤酒,檢測分析其中硅元素含量。先前研究顯示,硅元素有益強健骨骼,但未指明不同啤酒的含量差別。
加州大學食物科學與技術系研究員查爾斯班福思與同事特洛伊凱西得出結論,這些啤酒硅元素含量在每升6.4毫克至每升56.5毫克之間,平均每升啤酒含硅30毫克。其中,無醇啤酒每升含硅16.3毫克、小麥啤酒每升含硅18.9毫克、印度淡啤酒每升含硅41.2毫克。研究未提及每日最佳硅攝入量。眼下,美國人平均每天攝入20毫克至50毫克物質應用 有人做過這樣一個實驗,將一根木棍放入多聚原硅酸中,然後對其進行灼燒,可以觀察到木棍不會燃燒,這是由於原硅酸分解後會生成二氧化硅,水,這些物質都是具有阻燃性質,所以它的應用就是製作防火材料。
- 參考資料
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- 1. 氫氧化硅 .有道翻譯[引用日期2020-02-25]
- 2. 原硅酸 CAS#: 10193-36-9 .Chemical Book[引用日期2023-09-25]
- 3. Non-aqueous selective synthesis of orthosilicic acid and its oligomers .nature communications[引用日期2023-09-25]