Kyselina ortokřemičitá - Orthosilicic acid
![]() | |
Identifikátory | |
---|---|
3D model (JSmol ) | |
ChemSpider | |
Informační karta ECHA | 100.030.421 ![]() |
Číslo ES |
|
PubChem CID | |
UNII | |
Řídicí panel CompTox (EPA) | |
| |
| |
Vlastnosti | |
H4Ó4Si | |
Molární hmotnost | 96.113 g · mol−1 |
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Reference Infoboxu | |
Kyselina ortokřemičitá je chemická sloučenina se vzorcem Si (OH)
4. Bylo syntetizováno pomocí nevodné roztoky. Předpokládá se, že je přítomen, když oxid křemičitý (oxid křemičitý) SiO
2 rozpouští se ve vodě na úrovni milimolární koncentrace.
Úvod
Termín kyselina křemičitá se tradičně používá jako synonymum pro oxid křemičitý, SiO2. Přísně vzato, oxid křemičitý je anhydrid kyseliny ortokřemičité, Si (OH)4.
- Si (OH)4 ⇌ SiO2↓ + 2H2Ó
The rozpustnost oxidu křemičitého ve vodě silně závisí na jeho krystalové struktuře. Rozpustnost amorfního oxidu křemičitého při tlaku par roztoků od 0 do 250 ° C je dána rovnicí
- log C = −731/T + 4.52
kde C je koncentrace oxidu křemičitého v mg / kg a T je absolutní teplota v kelvinech.[1] To odpovídá maximální rozpustnosti asi 2 mmol / l při teplotě okolí. Pokusy o výrobu koncentrovanějších roztoků vedou k tvorbě silikonový gel.[2] Protože koncentrace kyseliny orthosilicic ve vodě je tak nízká, sloučeniny, které jsou přítomny v roztoku, nebyly plně charakterizovány. Linus Pauling předpovídal, že kyselina křemičitá bude velmi slabá kyselina.[3]
- Si (OH)4 ⇌ Si (OH)3Ó− + H+
Situace se změnila v roce 2017, kdy byl monomer kyseliny ortosilikové získán společností hydrogenolýza tetrakis (benzoyloxy) silan, (Si (OCH2C6H5)4, v řešení v dimethylacetamid nebo příbuzná rozpouštědla. Krystalová struktura této sloučeniny byla stanovena pomocí Rentgenová krystalografie. Neutronová difrakce byl také použit ke stanovení umístění atomů vodíku. Kyselina disilová byl syntetizován hydrogenací jeho derivátu hexakis (methylfenoxy), (CH3C6H4Ó)3SiOSi (OC6H4CH3)3. Kyselina cyklická trisilicic, Si3Ó3(ACH)6 a cyklická kyselina tetrasiliková, Si4Ó4(ACH)8 byly syntetizovány variacemi této metody.[4]
S těmito novými objevy, termín kyselina křemičitá se stala nejednoznačnou: kromě tradičního použití jako synonymum pro oxid křemičitý, SiO2, lze jej nyní použít pro sloučeninu Si (OH)4. Tradiční použití je v tomto článku zachováno pro citace z citované publikace, které jej používají.
Derivát Si (OH)3F byl charakterizován ve vodných roztocích obsahujících kyselinu křemičitou a fluorid ion.
- Si (OH)4 + F− ⇌ Si (OH)3F + OH−
Fluorid Iontová selektivní elektroda byl použit k určení jeho konstanta stability.[5]
Oceánská kyselina křemičitá
V nejvyšším vodním sloupci povrch oceán je nenasycený, pokud jde o rozpuštěný oxid křemičitý, s výjimkou Antarktický cirkumpolární proud jižně od 55 ° S. Koncentrace rozpuštěného oxidu křemičitého se zvyšuje s rostoucí hloubkou vody a podél dopravního pásu z Atlantiku přes Indický do Tichého oceánu.[6][7]
Koncentrace rozpuštěného oxidu křemičitého v horní části pelagická zóna.[8]
Teoretické výpočty naznačují, že rozpouštění oxidu křemičitého ve vodě začíná tvorbou a SiO
2·2H
2Ó komplex, který se převádí na kyselinu orthosilicic.[11]
Biogeochemická křemičitý cyklus upravuje řasy známý jako rozsivky.[12][13] Tyto řasy polymerizovat kyselina křemičitá na tzv biogenní oxid křemičitý, který se používá ke konstrukci jejich buněčné stěny (volala frustule ).[14]
Rostliny a zvířata
Vně mořského prostředí mají sloučeniny křemíku velmi malou biologickou funkci. Malá množství oxidu křemičitého jsou absorbována z půdy některými rostlinami a poté jsou vylučována ve formě fytolity.[15]
Subkutánní injekce roztoků kyseliny orthosilicic (asi 1%) v myši bylo zjištěno, že způsobují místní zánět a otok. Peritoneální injekce 0,1ml čerstvě připravené kyseliny byly často smrtelné. Toxicita se stárnutím roztoku výrazně snížila do té míry, že poté, co se roztok změnil na gel, neměl jiné než mechanické účinky. Roztoky byly stejně toxické, když byly podávány intravenózní injekce, ale kořeněné nebo zgelovatěné roztoky byly přibližně stejně toxické jako čerstvé.[2]
Výzkum týkající se korelace hliník a Alzheimerova choroba zahrnoval schopnost kyseliny křemičité v pivu snižovat absorpci hliníku v trávicím systému a zvyšovat renální vylučování hliníku. [16][17]
Cholin -stabilizovaná kyselina ortosiliková (ch-OSA) je a doplněk stravy. Bylo prokázáno, že zabraňuje ztrátě pevnosti v tahu v lidských vlasech;[18] pozitivně působit na povrchové a mechanické vlastnosti pokožky a na křehkost vlasů a nehtů;[19] zmírnit syndrom křehkých nehtů;[20] částečně zabránit úbytku femorální kosti ve věku ovariektomizované krysy;[21] ke zvýšení koncentrace kolagenu u telat;[22] a mít potenciálně příznivý účinek na tvorbu kolagenu v kostech osteopenických žen.[23]
Reference
- ^ Fournier, Robert O .; Rowe, Jack L. (1977). „Rozpustnost amorfního oxidu křemičitého ve vodě při vysokých teplotách a vysokých tlacích“ (PDF). Americký mineralog. 62: 1052–1056.
- ^ A b Gye, W. E .; Purdy, W. J. (1922). „Jedovaté vlastnosti koloidního oxidu křemičitého. I: Účinky parenterálního podávání velkých dávek“. British Journal of Experimental Pathology. 3 (2): 75–85. PMC 2047780.
- ^ Pauling, Linus (1960). Povaha chemické vazby (3. vyd.). Ithaka, New York: Cornell University Press. str.557.
- ^ Igarashi, Masayasu; Matsumoto, Tomohiro; Yagahashi, Fujio; Yamashita, Hiroshi; Ohhara, Takashi; Hanashima, Takayasu; Nakao, Akiko; Moyosh, Taketo; Sato, Kazuhiko; Shimada, Shigeru (2017). "Nevodná selektivní syntéza kyseliny ortosilicové a jejích oligomerů". Příroda komunikace. 8 (1): 140. Bibcode:2017NatCo ... 8..140I. doi:10.1038 / s41467-017-00168-5. PMC 5529440. PMID 28747652.
- ^ Ciavatta, Liberato; Iuliano, Mauro; Porto, Raffaella (1988). "Fluorosilikátové rovnováhy v kyselém roztoku". Mnohostěn. 7 (18): 1773–1779. doi:10.1016 / S0277-5387 (00) 80410-6.
- ^ Údaje zde byly čerpány pomocí interaktivního webu, který se živí ročními hodnotami DSi z LEVITUS94: Atlas světového oceánu 1994, atlas objektivně analyzovaných polí hlavních parametrů oceánu v roční, sezónní a měsíční časové stupnici. Nahrazeno WOA98. Upravil Syd Levitus.
- ^ „Atlas světa oceánu 1994“.
- ^ Information, US Department of Commerce, NOAA National Centers for Environmental. „World Ocean Atlas 2009“. www.nodc.noaa.gov. Citováno 17. dubna 2018.
- ^ A b Údaje zde byly čerpány pomocí interaktivního webu, který se živí ročními hodnotami DSi z LEVITUS94: Atlas světového oceánu 1994, atlas objektivně analyzovaných polí hlavních parametrů oceánu v ročním, sezónním a měsíčním časovém měřítku. Nahrazeno WOA98. Upravil Syd Levitus.
- ^ A b „Atlas světa oceánu 1994“.
- ^ Mondal, Bhaskar; Ghosh, Deepanwita; Das, Abhijit K. (2009). "Termochemie pro reakci tvorby kyseliny křemičité: Predikce nové reakční dráhy". Dopisy o chemické fyzice. 478 (4–6): 115–119. Bibcode:2009CPL ... 478..115M. doi:10.1016 / j.cplett.2009.07.063.
- ^ Siever, R. (1991). Oxid křemičitý v oceánech: biologicko-geologická souhra. In: Schneider, S. H., Boston, P. H. (eds.), Vědci o Gaii„The MIT Press, Cambridge MA, USA, s. 287-295.
- ^ Treguer, P., Nelson, D. M., Van Bennekom, A. J., DeMaster, D. J., Leynaert, A. Queguiner, B. (1995). „Bilance oxidu křemičitého ve světovém oceánu: nový odhad“. Věda. 268 (5209): 375–379. Bibcode:1995Sci ... 268..375T. doi:10.1126 / science.268.5209.375. PMID 17746543. S2CID 5672525.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
- ^ Del Amo, Y. a M. A. Brzezinski. 1999. Chemická forma rozpuštěného Si absorbovaná mořskými rozsivkami. J. Phycol. 35: 1162-1170. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.1529-8817.1999.3561162.x/abstract
- ^ Snyder, G.H. (2001). "Metody pro analýzu křemíku v rostlinách, půdě a hnojivech". Studie v oboru rostlinných věd. 8: 185–196. doi:10.1016 / S0928-3420 (01) 80015-X.
- ^ Exley C, Korchazhkina O, Job D, Strekopytov S, Polwart A, Crome P (2006). „Neinvazivní léčba ke snížení tělesné zátěže hliníkem při Alzheimerově chorobě“. J. Alzheimers Dis. 10 (1): 17–24, diskuse 29–31. doi:10.3233 / jad-2006-10103. PMID 16988476. S2CID 10817452.
- ^ González-Muñoz MJ, Peña A, Meseguer I (2008). „Role piva jako možný ochranný faktor při prevenci Alzheimerovy choroby“. Food Chem. Toxicol. 46 (1): 49–56. doi:10.1016 / j.fct.2007.06.036. PMID 17697731.
- ^ Wickett RR, Kossmann E, Barel A a kol. (2007). "Účinek orálního příjmu cholinem stabilizované kyseliny orthosilicic na pevnost v tahu vlasů a morfologii u žen s jemnými vlasy". Oblouk. Dermatol. Res. 299 (10): 499–505. doi:10.1007 / s00403-007-0796-z. PMID 17960402. S2CID 37258319.
- ^ Barel A, Calomme M, Timchenko A a kol. (2005). "Účinek orálního příjmu cholinem stabilizované kyseliny orthosilicové na kůži, nehty a vlasy u žen s pokožkou poškozenou fotodopravou". Oblouk. Dermatol. Res. 297 (4): 147–53. doi:10.1007 / s00403-005-0584-6. PMID 16205932. S2CID 59944678.
- ^ Scheinfeld N, Dahdah MJ, Scher R (2007). "Vitamíny a minerály: jejich role ve zdraví a nemoci nehtů". J Drug Dermatol. 6 (8): 782–7. PMID 17763607.
- ^ Calomme M, Geusens P, Demeester N a kol. (2006). „Částečná prevence dlouhodobého úbytku kostní hmoty femuru u potkanů ve věku po ovarektomii doplněných kyselinou orthosilicovou stabilizovanou cholinem“. Calcif. Tissue Int. 78 (4): 227–32. doi:10.1007 / s00223-005-0288-0. PMID 16604283. S2CID 19175032.
- ^ Calomme MR, Vanden Berghe DA (1997). "Doplnění telat stabilizovanou kyselinou orthosilicovou. Účinek na koncentrace Si, Ca, Mg a P v séru a koncentraci kolagenu v kůži a chrupavce". Biol Trace Elem Res. 56 (2): 153–65. doi:10.1007 / BF02785389. PMID 9164661. S2CID 6162455.
- ^ Spector TD, Calomme MR, Anderson SH a kol. (2008). „Cholinem stabilizovaná suplementace kyselinou ortosilikovou jako doplněk vápníku / vitaminu D3 stimuluje markery tvorby kostí u osteopenických žen: randomizovaná, placebem kontrolovaná studie“. BMC Musculoskelet Disord. 9: 85. doi:10.1186/1471-2474-9-85. PMC 2442067. PMID 18547426.