Siliciul și apa: mecanisme de reacție, impact asupra mediului și efecte asupra sănătății

Siliciul este cel mai abundent element de pe pământ după oxigen. Cantități mari de siliciu pot fi găsite în diferite minerale și este abundent în oceane și aproape în toate celelalte ape ca acidul silicic. În straturile de suprafață ale oceanelor concentrațiile de siliciu sunt de 30 ppb, în ​​timp ce straturile de apă mai adânci pot conține 2 ppm siliciu. Râurile conțin în general 4 ppm siliciu. Siliciul nu este de obicei ionizat atunci când este dizolvat; este prezent ca acid orto-silicic (H4SiO4 sau Si (OH) 4). Acești compuși sunt rezultatul dizolvării lente a silicei în apă. Râurile transportă cantități mari de siliciu la mare. Cel mai probabil, mai puțin de 20% din siliciu dizolvat este îndepărtat din râuri prin intermediul proceselor de transformare biologică sau chimică.


În ce mod și în ce formă reacționează siliciul cu apa?

Siliciul este

Siliciul nu se găsește niciodată în natură sub formă liberă. În formă cristalizată, este reactiv numai în condiții de temperaturi extrem de ridicate. Apa și vaporii de apă au, probabil, puțină influență asupra solubilității siliciului, deoarece se formează rapid un strat protector de suprafață de dioxid de siliciu.
Există multe exemple de compuși de siliciu care reacționează cu apa. Tetra fluorura de siliciu reacționează cu apa la fluorura de hidrogen. Tetra clorura de siliciu reacționează cu apa destul de violent. Silicidele din primul și al doilea grup sunt în general mai reactive decât metalele tranzitorii. Produsele de reacție tipice includ hidrogen și/sau silani (SiH4), de exemplu Na2Si + 3H2O -> Na2SiO3 + 3H2.


Solubilitatea siliciului și a compușilor de siliciu

Compușii din siliciu diferă prin solubilitatea în apă.
Oxidul de siliciu este relativ insolubil în apă în comparație cu alte minerale. La dizolvare se formulează următorul echilibru:

Acest echilibru conține acid silicic, un acid slab care se formează și în timpul hidrolizei minerale din siliciu:

Dioxidul de siliciu are o solubilitate în apă de 0,12 g/L, în timp ce, de exemplu, carbura de siliciu este insolubilă în apă.


De ce este siliciu prezent în apă?


Care sunt efectele de mediu ale siliciului în apă?

Dioxidul de siliciu este o cerință alimentară pentru diferite organisme. Mecanismul de administrare este în prezent neclar. Diatomeele și bureții de mare aplică siliciu pentru întărirea scheletului. Firele mici de pe urzici sunt, de asemenea, formate din siliciu. Puii și șobolanii necesită siliciu pentru dezvoltarea oaselor. Este foarte probabil ca siliciul să fie o cerință alimentară pentru oameni, deoarece pielea și țesutul conjunctiv conțin cantități semnificative din acest element.
Siliciul este, de asemenea, esențial pentru creșterea plantelor. Diferite specii de plante conțin aproximativ 200-62.000 ppm (masă uscată) de siliciu. Plantele precum păpădia și bambusul conțin siliciu în tulpini și frunze, sporind stabilitatea.
Siliciul este, în general, inofensiv atunci când este prezent în apă, deoarece este prezent în mod natural în cantități mari. Concentrații anormal de mari ar putea limita creșterea algelor. Organismele de apă pot fi afectate de zeolit, un înlocuitor de fosfați în detergenți.
Siliciul are trei izotopi naturali care sunt toți neradioactivi. Acum știm existența a șapte izotopi instabili.


Care sunt efectele siliciului în apă asupra sănătății?


Ce tehnologii de purificare a apei pot fi aplicate pentru a îndepărta siliciu din apă?

Siliciul este prezent în principal în apa potabilă ca acid silicic și nu trebuie îndepărtat în ceea ce privește sănătatea umană.
Compușii de siliciu pot fi aplicați ca absorbanți în purificarea apei.