Tlenek krzemu (IV), SiO2

Własności fizyczne

  • Ma postać ciała stałego
  • Jest bezbarwny
  • Temperatura topnienia 1710°C

Właściwości chemiczne

  • W wyniku reakcji z wodorotlenkami lub węglanami litowców powstają sole - krzemiany, jest bezwodnikiem kwasowym
  • Nie ulega reakcji z powietrzem i wodą
  • Nie reaguje z kwasami (oprócz kwasu fluorowodorowego)

Występowanie tlenku krzemu

W przyrodzie występuje bardzo powszechnie w postaci kwarcu, trydymitu, krystobalitu czy opalu (forma bezpostaciowa zawierająca wodę). Tlenek ten wchodzi w skład skorupy ziemskiej.

Otrzymywanie tlenku krzemu

Tlenek krzemu tworzy się w wyniku krystalizacji z roztworu przesyconego krzemianów.

Zastosowanie tlenku krzemu

  • W przemyśle materiałów ogniotrwałych, szkła
  • Do produkcji materiałów budowlanych, tj. cementu portlandzkiego, cegły silikatowej
  • W produkcji materiałów mikroelektronicznym i optoelektronicznym jako np. światłowody - w postaci amorficznej
  • Jako katalizator
  • Przy produkcji krzemu i stopów

Tlenek krzemu (IV) występuje m.in. w postaci kwarcu, kryształu górskiego i ametystu.

Kwarc - własności fizyczne:

  • Jest przezroczysty
  • Powyżej temperatury 537°C występuje w układzie heksagonalnym, a do tej wartości w trygonalnym
  • Tworzy prawidłowe kryształy, skupienia ziarniste albo skrytokrystaliczne
  • Jest twardy i kruchy
  • Posiada własności piezoelektryczne

Kwarc - występowanie:

Występuje bardzo pospolicie w przyrodzie. Wchodzi w skład skał magmowych, np. w postaci granitu, osadowych , takich jak: piaski, piaskowce oraz metamorficznych, do których należą kwarcyt i gnejs. Ponadto powstaje w wyniku zjawisk hydrotermalnych z utworzeniem takich form jak żyły czy druzy.

Kwarc - zastosowanie:

  • Do produkcji materiałów szklarskich
  • Używany w ceramice
  • Ma zastosowanie w optyce (do produkcji soczewek czy pryzmatów)
  • Jako materiał jubilerski
  • Do produkcji rezonatorów piezoelektrycznych (np. piezokwarc)

Kryształ górski - własności fizyczne:

  • Posiada bezbarwne kryształy
  • Jego kryształy mają dość duże rozmiary

Kryształ górski - występowanie

Tworzą się w warunkach hydrotermalnych. Złoża kryształu górskiego znajdują się w Brazylii, Birmie, na Madagaskarze, Uralu oraz w Alpach, a w Polsce występuje na Dolnym Śląsku, w okolicach Jegłowa, Strzegomia, Strzelina, w Tatrach a także w Górach Świętokrzyskich.

Kryształ górski - zastosowanie:

  • Jako kamienie ozdobne w jubilerstwie
  • Przy wyrobie ozdób

Ametyst - własności fizyczne:

  • Posiada barwę fioletową (zabarwienie pochodzi od kationów żelaza)
  • Jest przezroczysty

Ametyst - występowanie

Powstaje w wyniku procesów hydrotermalnych. Można wydobywać go w: Brazylii, Urugwaju,

na Madagaskarze, a w Polsce ma swoje złoża w okolicy Krzeszowic oraz na Dolnym Śląsku.

Ametyst - zastosowanie

Używa się go w jubilerstwie.

Krzemiany

Budowa

Są to sole kwasów krzemowych (xSiO2 * yH2O). Grupa SiO4 ma kształt tetraedru, w którym atomy tlenu leżą w narożach a atom krzemu (o liczbie koordynacyjnej 4) w centrum figury.

Tworzą one dwie formy:

  • Krzemiany monomeryczne, wyspowe (proste) w postaci jonów [SiO4]4-
  • Krzemiany w postaci polianionów (grupowe, pierścieniowe, wstęgowe, warstwowe i przestrzenne)

Krzemiany - łasności fizyczne:

  • Posiadają postać krystaliczną
  • Ich własności zależą od struktury
  • Nie rozpuszczają się w wodzie

Krzemiany - właściwości chemiczne

  • Są bierne chemicznie
  • Tworzą glinokrzemiany (poprzez podstawienie Al zamiast Si)

Krzemiany - występowanie

Sole kwasów krzemowych są bardzo powszechne w przyrodzie, występują w postaci minerałów: oliwinu, piroksenu, amfibolu, serpentynu, łyszczyku, chlorytu, kaolinu, montmorillonitu.

Krzemiany - otrzymywanie

Krzemiany litowców można otrzymać poprzez stopienie tlenku krzemu z zasadami albo węglanami litowców.

Krzemiany - zastosowanie

  • W produkcji materiałów ceramicznych, cementu portlandzkiego
  • Stosowane są przy wyrobie szkła
  • Są składnikiem szkła wodnego (w postaci jonów sodowych i potasowych)