حمض السيليسيك

حمض السيليسيك
	حمض السيليسيك
الاسم النظامي (IUPAC)
	Silicic acid
أسماء أخرى
	Monosilicic acid; Orthosilicic acid
المعرفات
رقم CAS	10193-36-9
بوب كيم (PubChem)	14942 ?
	مواصفات الإدخال النصي المبسط للجزيئات O[Si](O)(O)O ;
	المعرف الكيميائي الدولي 1S/H4O4Si/c1-5(2,3)4/h1-4H ; Key: RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N ; 1/H4O4Si/c1-5(2,3)4/h1-4H; Key: RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYAS;
الخواص
صيغة كيميائية	H4O4Si
كتلة مولية	96.11 غ.مول−1
حموضة (pKa)	9.84, 13.2
مركبات متعلقة
مركبات ذات علاقة	Orthocarbonic acid
	في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)
	تعديل مصدري - تعديل

حمض السيليسيك هو مركب كيميائي ، ويسمى أحيانا سيلانول . حمض السيليسيك هو اسم عام لعائلة من مركبات تحتوي على السيليكون مرتبطا بأكسيد أو مرتبطا بمجموعة هيدروكسيل. لتلك المركبات الصيغة الكيميائية العامة [SiO_x(OH)_4-2x]_n.^[1]^[2] وقد تعرف العلماء على عدد من أحماض السيليسيك ولكنها جانت جميعها في محاليا مائية منخفضة التركيز جدا ، من أمثالها «حمض ميتاسيليسيك» (H₂SiO₃), وحمض أرثوسيليسيك (H₄SiO₄, pK_a1=9.84, pK_a2=13.2 at 25 °C), «وحمض ديسيليسيك» (H₂Si₂O₅), و«حمض بيروسيليسيك» (H₆Si₂O₇); ومن المحتمل أنه عند تجمد تلك الأحماض إنها تكوّن مركبات معقدة مبلمرة .

الصيغة الكيميائية العامة هي : SiO₂ · n H₂O ; حيث لا يكون الماء ماء التبلور ، وانما من الممكن أن ينفصل خلال تفاعلات كيميائية وتتكون مجموعات هيدروكسيل.

عندما يفقد «حمض أورثوسليكات» الماء فهو يتحول إلى ثاني أكسيد السيليكون . وتسمى أملاح الحمض سيليكات .

كما من الممكن ان تتكون منه إستر عندما يتفاعل جزيء عضوي معه.

طبيعيا يوجد حمض السيليسيك في الأحفورات والترسيبات الجيولوجية ، وهي المادة الطبيعية في دروع بعض الطحالب ، ومنه الصناعي ويسمى «زجاج سيليكوني» ، وصيغتهم العامة : SiO₂ , أي أنهم جميعا ثاني أكسيد السيليكون.

تفاعلاته الكيميائية[عدل]

تفاعلات حمض السيليسيك تكون بصفة عامة خارجة عن إطار السيطرة . يحدث له فقد للهيدروجين وينتج «حمض ميتاسيليسيك» ، ولا يستقر على ذلك بل يكمل التفاعل حتى ينتج ثاني أكسيد السيليكون وماء .

تفاعلات حمض-قلوي[عدل]

مثل حمض السيليسيك هو مثل «السيلانول» فهو حمض ضعيف . يمكن نزع بروتون (أيون الهيدروجين) منه في محلول ، منتجا سيليكات حمض مرافق .

وجوده[عدل]

يوجد حمض السيليسيك الأحادي في جميع المياه ، وحتى في مياه الشرب ، وفي سوائل أجسام الحيوان والنبات . وتستغل طحالب السيليكون حمض السيليسيك لتكوين دروعها . ويتعادل استهلاك حمض السيليسيك البيولوجي في البيئة عن طريق ماء الأمطار ومياه الرشح ، التي تتخلل التربة وتذيب حمض السيليسيك من سيليكات التربة .

كما أن حمض السيليسيك هو الفعال في تكوين الأحفورات مثل تكوين الأشجار المتحجرة والغابات المتحجرة.

تحضيره[عدل]

يحضر حمص السليسيك الأحادي عن طريق التحليل الكهربائي من محاليل هالوجينات السيليكون مثل رابع فلوريد السيليكون و رابع كلوريد السيليكون ، أو "تترا ميثيل أورثوسيليكات" .

\mathrm {SiF_{4}+4\ H_{2}O\longrightarrow Si(OH)_{4}+4\ HF}

في العوالق المائية يتحول ثاني أكسيد السيليكون SiO₂ ببطء شديد إلى حمض السيليسيك الأحادي . وعند درجة حرارة 25 °C تذوب نحو 120 مليجرام من SiO₂ في لتر واحد من الماء :

\mathrm {SiO_{2\ (s)}+2\ H_{2}O\ \rightleftharpoons \ Si(OH)_{4\ (aq)}}

ويتكون حمض السيليسيك أيضا من ذوبان «ألكالي سيليكات» Alkalisilicate والذي يسمى احيانا «الزجاج المائي» في أحماض فلزات . وتتضمن الطريقة الصناعية تحضيره التبادل الكاتيوني بدلا من استخدام أحماض فلزات.

\mathrm {Na_{4}SiO_{4\ (aq)}+2\ H_{2}SO_{4\ (aq)}\ \rightleftharpoons \ Si(OH)_{4\ (aq)}+2\ Na_{2}SO_{4\ (aq)}}

ذوبانــه[عدل]

1زبان حمض السيليسليك في الماء ضعيف جدا ويسير ببطء شديد. عند باهاء 7 ودرجة حرارة 25 °C يذوب منه 0,12 جرام (في صورة أكسيد السيليكون ) في لتر واحد من الماء .

وبارتفاع درجة الحرارة وارتفاع الباهاء يرتفع بالتالي ذوبانه في الماء . فعند درجة حرارة 75 °C ; تبلغ نسبته 330 جزء في مليون جزء من الماء .^[3]^[4]

توزيع حمض السيليسيك في البحار[عدل]

يتكون حمض السيليسيك بالقرب من سطح المحيطات عن طريق تفاعل إماهة . وينتقل إلى الاعماق عن طريق سقوط المياه (الباردة ) عند القطبين . ويقوم العلماء بقياس معدلات وجود حمض السيليسيك في المحيطات والبحار ، حيث من الممكن أن يتغير تركيزه في المياه بفعل ما يقوم به الإنسان من أنشطة . وهو ينزع ابتدائيا عن طريق تحويله إلى ثاني أكسيد السيليكون وماء .

وفي المحيطات يتكون حمض السليسليك غالبا في هيئة حمض أورثو السيليسيك (H₄SiO₄), وتنتظم دورته البيولوجية (الحيوية) تحت فعل مجموعة من الطحالب تسمى دياتوم.^[6]^[7]

تلك الطحالب تعمل على بلمرة حمض السيليسيك إلى «سيليكا حيوية» ، تدخل بدورها في بنية جدران خلايا الطحالب وتسمى «فروستولز».

المراجع[عدل]

^ N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
^ R. K. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley, New York, 1979.
^ J. Schlomach: Feststoffbildung bei technischen Fällprozessen. Dissertation, Universität Fridericiana Karlsruhe, 2006, ISBN 3-86644-024-3 S. 9. نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
^ Z. Amjad: Water soluble polymers: solution properties and applications. Verlag Springer, 1998, ISBN 0-306-45931-0 [1]، صفحة. 173, في كتب جوجل.
^ World Ocean Atlas 2009 نسخة محفوظة 07 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.
^ Siever, R. (1991). Silica in the oceans: biological-geological interplay. In: Schneider, S. H., Boston, P. H. (eds.), Scientists On Gaia, The MIT Press, Cambridge MA, USA, pp. 287-295.
^ Treguer, P., Nelson, D. M., Van Bennekom, A. J., DeMaster, D. J., Leynaert, A. and Queguiner, B. (1995). The silica balance in the world ocean: A reestimate. Science 268, 375-379. نسخة محفوظة 30 سبتمبر 2009 على موقع واي باك مشين.

[1] N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.

[2] R. K. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley, New York, 1979.

[schlomach-3] J. Schlomach: Feststoffbildung bei technischen Fällprozessen. Dissertation, Universität Fridericiana Karlsruhe, 2006, ISBN 3-86644-024-3 S. 9. نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.

[amjad-4] Z. Amjad: Water soluble polymers: solution properties and applications. Verlag Springer, 1998, ISBN 0-306-45931-0 [1]، صفحة. 173, في كتب جوجل.

[5] World Ocean Atlas 2009 نسخة محفوظة 07 يوليو 2017 على موقع واي باك مشين.

[siever91-6] Siever, R. (1991). Silica in the oceans: biological-geological interplay. In: Schneider, S. H., Boston, P. H. (eds.), Scientists On Gaia, The MIT Press, Cambridge MA, USA, pp. 287-295.

[treg95-7] Treguer, P., Nelson, D. M., Van Bennekom, A. J., DeMaster, D. J., Leynaert, A. and Queguiner, B. (1995). The silica balance in the world ocean: A reestimate. Science 268, 375-379. نسخة محفوظة 30 سبتمبر 2009 على موقع واي باك مشين.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]