Гидратированный кремнезем
Гидратированный кремнезем представляет собой форму диоксида кремния , в формуле которого содержится различное количество воды. При растворении в воде его обычно называют кремниевой кислотой . Встречается в природе как опал. [ 2 ] (который веками добывался как драгоценный камень), а также в клеточных стенках диатомовых водорослей . Он также производится синтетически для использования в зубной пасте в качестве абразива для облегчения чистки. Гидратированный кремнезем можно обезвоживать для получения силикагеля. [ нужна ссылка ] , который используется в качестве осушителя . Его также используют в различных красках и лаках и при производстве пива . [ 3 ]
Использование в зубной пасте
[ редактировать ]Кизельгур , первоначально добывавшийся как «зубной порошок», представляет собой природный гидратированный кремнезем. В качестве мелкого гелевого абразива , часто в сочетании с более мягким карбонатом кальция (из мела ), он помогает удалить зубной налет . Зерна, измельченные до немного большего размера, становятся более агрессивными и используются в составах для отбеливания зубов . [ 4 ] Гидратированный диоксид кремния является полезным абразивом в зубных пастах, поскольку он не взаимодействует химически с другими активными ингредиентами, особенно с фторидом натрия . [ 5 ]
Природа
[ редактировать ]Гидратированный кремнезем может образовываться в природе в результате биотических процессов, в первую очередь связанных с деятельностью донных микроорганизмов в океанах. [ 6 ] Однако существует несколько абиотических процессов, в результате которых образуются гидратированные кремнеземы, такие как осаждение из раствора, образование продукта диагенетических изменений или замена ранее существовавших минералов в осадочных породах. [ 6 ]
В чистом виде, изготовленном для изготовления зубной пасты, это белое желеобразное вещество без запаха и вкуса, химически инертное. Одним из основных промышленных методов получения гидратированного кремнезема является золь-гель-процесс . [ 7 ]
Гидратированные диоксиды кремния можно разделить на три основные категории в зависимости от различий в кристалличности: [ 6 ]
- Гидратированное силикатное стекло (самая низкая кристалличность)
- Опал
- Микрокристаллический кварц (наивысшая кристалличность)
Одним из наиболее распространенных способов обнаружения и идентификации гидратированных диоксидов кремния в лаборатории является ближняя инфракрасная и тепловая инфракрасная спектроскопия . [ 6 ]
Химическая формула
[ редактировать ]Химическая формула: SiO 2 · n H 2 O
- 1 SiO 2 + 1 H 2 O → H 2 SiO 3
- 1 SiO 2 + 2 H 2 O → H 4 SiO 4 [также известный как Si(OH) 4 ]
- 2 SiO 2 + 1 H 2 O → H 2 Si 2 O 5
- 2 SiO 2 + 3 H 2 O → H 6 Si 2 O 7
- 3 SiO 2 + 2 H 2 O → H 4 Si 3 O 8
- 3 SiO 2 + 4 H 2 O → H 8 Si 3 O 10
- 4 SiO 2 + 1 H 2 O → H 2 Si 4 O 9
Гидратированные кремнеземы демонстрируют тенденцию к уменьшению количества связанных молекул воды по мере увеличения кристалличности молекул кремнезема, при этом микрокристаллический кварц обычно содержит самое высокое содержание воды. [ 6 ]
Огнестойкий
[ редактировать ]Гидратированные соединения кремнезема, такие как гидратированный алюминат кремнезема (HSA), можно комбинировать с традиционными антипиренами, такими как гидроксид магния и гидроксид алюминия , для повышения их эффективности. [ 8 ] Эффективность соединения гидратированного кремнезема в качестве антипирена зависит от присутствия химически связанных переходных металлов, обычно железа и титана. [ 9 ]
Безопасность
[ редактировать ]Гидратированный диоксид кремния внесен в список Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США как «общепризнанный безопасный». [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вилькниц, П. (ноябрь 1997 г.). «Чистящая способность и абразивность европейских зубных паст» . Достижения в области стоматологических исследований . 11 (4): 576–579. дои : 10.1177/08959374970110042701 . ISSN 0895-9374 . ПМИД 9470519 . S2CID 72981780 .
- ^ «Аметистовые галереи: Опал» .
- ^ «Гидратный силикагель для стабилизационной обработки пива» .
- ^ https://web.archive.org/web/20071126082443/http://www.tomsofmaine.com/toms/ifs/гидратed_silica.asp
- ^ Хара, Андерсон Т.; Турсси, Сесилия П. (01 ноября 2017 г.). «Пищевая сода как абразив в зубных пастах: механизм действия, соображения безопасности и эффективности» . Журнал Американской стоматологической ассоциации . 148 (11): С27–С33. дои : 10.1016/j.adaj.2017.09.007 . ISSN 0002-8177 . ПМИД 29056187 .
- ^ Jump up to: а б с д и Смит, Мэтью Р.; Бэндфилд, Джошуа Л.; Клутис, Эдвард А.; Райс, Мелисса С. (1 апреля 2013 г.). «Гидратированный кремнезем на Марсе: комбинированный анализ с ближней инфракрасной и термоинфракрасной спектроскопией» . Икар . 223 (2): 633–648. дои : 10.1016/j.icarus.2013.01.024 . ISSN 0019-1035 .
- ^ «Гидратированный кремнезем — обзор | Темы ScienceDirect» . www.sciencedirect.com . Проверено 4 февраля 2023 г.
- ^ Чжан, Шэн; Тан, Уфэй; Го, Цзя; Цзинь, Сяодун; Ли, Хунфэй; Гу, Сяоюй; Вс, июнь (01.08.2018). «Повышение огнестойкости и термостабильности полипропилена гидратом кремнезема Р-типа, содержащим лантан» . Деградация и стабильность полимеров . 154 : 276–284. doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2018.06.014 . ISSN 0141-3910 . S2CID 139985716 .
- ^ Огнестойкость полимерных материалов . Артур Ф. Гранд, Чарльз А. Уилки. Нью-Йорк: Марсель Деккер. 2000. ISBN 0-8247-8879-6 . OCLC 43569399 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ https://web.archive.org/web/20071126082443/http://www.tomsofmaine.com/toms/ifs/гидратed_silica.asp
Зубная паста: [1] Химия: [2] [ ненадежный источник? ] Опал: [3] Краска/лак: [4] Пиво: [5]