После кисеоника, силицијум је елемент који се најчешће налази на земљи. У природи се не појављује слободно, већ као оксид (силицијум) или силикат (фелдспат, каолинит и тако даље) у песку, стени и глини. Један начин припреме је загревање кварца (СиО2) са угљеником; током овог процеса се емитује угљен моноксид и остаје сирови силицијум (98% чистоће). Ова класа је довољно чиста за уградњу у легуре—на пример, алуминијума и гвожђа—како би биле тврђе или мање крхке. Чисти силицијум се припрема загревањем сировог силицијума у хлору. Током овог процеса испарљиво једињење СиЦл4 настаје и одваја се дестилацијом. Ако се ова течност загреје заједно са водоником, ослобађа се чисти силицијум. Ово је обликовано у облику штапа, а последње нечистоће се „испливају“ из штапа узастопним загревањем малих делова до тачке топљења, у атмосфери инертног гаса, као што је аргон, помешаног са било којим елементима у траговима који се додају, који се растварају у течном силицијуму.
Силоксани су једињења која садрже кисеоник поред водоника, силицијума и, обично, угљеника (иако постоје неки неоргански силоксани). Почевши од малих молекула, они се могу изградити у велике јединице (полимере), којима се могу пренети различита својства (ликвидност, еластичност, стабилност и тако даље). Силоксани постоје у облику смола, еластомера (гумена једињења) или уља.
vi користите
Користи се као легирно средство за челик, алуминијум, бакар, бронзу и гвожђе. Такође се широко користи у производњи полупроводника и у производњи силана и органосилицијумских једињења.
Органосилицијумска једињења се користе у облику смола, еластомера (гумена једињења) или уља. Смоле су органосилицијумска једињења која, када се помешају са низом других супстанци које се користе у индустрији боја (учвршћивачи, акцелератори и тако даље), формирају веома стабилне слојеве и лако се примењују чак и на подлогама на које друге боје углавном не пријањају (нпр. металне површине). Поред тога, прилично су отпорни на тренутно загревање или напад кисеоника и не бледе много на сунчевој светлости. Између осталог, ове смоле се користе и као масе за калупљење (пластика), и у производњи пена које показују добру отпорност на високе температуре и корисни су топлотни изолатори. Друге смоле се користе као такозване фолије (танки слојеви који се примењују у електронској индустрији) због своје ниске запаљивости и добрих електричних изолационих својстава чак иу влажном окружењу. Силицијумске смоле имају бројне примене због своје топлотне стабилности и водоодбојности, као и отпорности на раствараче, високе температуре и сунчеву светлост. Силицијумске смоле се користе у бојама, лаковима, смешама за обликовање (пластика), електричној изолацији, премазима осетљивим на притисак и ослобађањем и ламинатима.
Метил силикат је прилично испарљива течност која се користи у производњи телевизијских екрана. Када се разложи у води, настаје провидни слој силицијумске киселине, који причвршћује екран за стаклени зид. Етил силикат користи се као везиво за израду калупа у специјалним процесима ливнице метала или као полазна тачка у хемијској синтези.
Опасности и њихова превенција
Овај одељак говори о опасностима органосилицијумских једињења. Читалац је упућен на друго место у Енциклопедија за дискусије о важним здравственим ефектима изложености силикатима, посебно кристалним силикатима. Ефекти силицијум карбида су такође дискутовани на другим местима.
Токсиколошке опасности од металног силицијума нису познате. За већину регулаторних разлога сматра се сметњом прашином. Када се силицијум припреми и пречисти у одсуству ваздуха, процес се одвија у запечаћеном, гасно непропусном кућишту које би требало да ограничи излагање. Опасности могу настати од хемикалија које се користе заједно са силицијумом у различитим производним процесима. Овде се разматрају три типа једињења силицијума: силани, силоксани и хетеросилоксани.
Силанес. Силани садрже водоник и силицијум. Већина њих су веома стабилне, уљне супстанце које саме по себи налазе мало практичне примене. Међутим, ако се додају хлор, азот и тако даље, они се могу користити за хемијску синтезу. И тетрахлоросилан и трихлоросилан су, међутим, високо реактивна једињења која могу да емитују веома иритирајућу пару која изазива гушење. Када дођу у контакт са водом, разлажу се (хидролиза) дајући хлороводоник. Вода у атмосфери може покренути такву хидролизу. Производи хидролизе могу имати интензивне ефекте на очи и респираторни тракт. Штавише, трихлоросилан се лако запали. Ове течности се третирају као корозивне супстанце и испоручују се у кварцним ампулама или кутијама од нерђајућег челика. Анхидрована сода може да учини безопасним.
силоксана уљне паре могу бити иритантне за очи, а пријављено је да изузетно високе концентрације могу имати озбиљне последице на респираторни систем. За разлику од силицијума једињења смоле су се у прошлости сматрали безопасним и нашироко су коришћени као имплантати у телу.
Еластомери (гумена једињења). Ове супстанце се одликују великом стабилношћу на високим (250 °Ц) и ниским температурама (до -75 °Ц), као и отпорношћу на хемикалије. Њихова хемијска инертност је таква да се често користе као имплантати за крвне судове и тако даље. Штавише, не растварају се у многим органским растварачима, као што су трихлоретилен или ацетон. Силиконске гумене мембране су лако пропустљиве за гасове као што је кисеоник, чак и када су растворени у води.
Треба напоменути да је било великих контроверзи и правних спорова око ефеката силиконских имплантата за груди, при чему су истакнуте власти подељене у вези са свим могућим опасностима по здравље на даљину.
Уља. Ова једињења такође задржавају своју стабилност када су изложена екстремним променама температуре. Из тог разлога се често користе као мазива, пошто њихов вискозитет остаје суштински константан на различитим температурама. Користе се и као водоодбојни, наносе се на пример на зидове, текстил или кожу. Пресовани делови се лако могу уклонити из калупа намазаних овим једињењима, а делују и као средства против пене (последње својство је између осталог од помоћи оболелима од хроничног бронхитиса, јер удисање пара ових уља помаже евакуацију слузи) . Код експерименталних животиња је утврђено да се ове супстанце веома споро елиминишу из плућа, али да њихово присуство тамо не изазива нежељене реакције. Масти припремљене са силиконима се такође веома добро подносе и због својих водоодбојних својстава доприносе превенцији – или опоравку од – контактних екцема, јер спречавају контакт са супстанцама које изазивају реакције услед преосетљивости.
Експерименти на животињама су такође показали да ако се пара удише у веома високим концентрацијама може доћи до фаталне наркозе; ако су изложене животиње преживеле наркозу, међутим, уследио је потпуни опоравак. Силиконска уља у благој мери иритирају слузокожу ока, изазивајући црвенило, бол и сузење; озбиљније симптоме изазивају само једињења мале молекулске тежине.
Хетеросилоксани. Поред силицијума, водоника и кисеоника, хетеросилоксани садрже и неке друге елементе као што су метали (алуминијум, калај, олово и тако даље), као и бор или арсен, итд. чији се део састоји од воде. Хетеросилоксани се генерално формирају као интермедијарни производи у хемијским синтезама. Метил силикат етил силикат заузимају посебно место у овој групи. Метил силикат, прилично испарљива течност, користи се у производњи телевизијских екрана. Када се разложи у води, настаје провидни слој од силицијумска киселина резултати, који причвршћују екран за стаклени зид. Течност или пара метил силиката који доспеју у очи не изазивају тренутни ефекат, али после 10 до 12 х изазива јак очни бол, праћен црвенилом и сузама. Рожњача постаје непрозирна и може доћи до чирева, што може довести до слепила. Ако се пара удахне, може доћи до фаталног оштећења плућа или бубрега. Пошто контакт са паром или течношћу не изазива бол тренутног упозорења, потребне су посебне мере предострожности са овом супстанцом. Мора се избећи ломљење боца. Очи морају бити заштићене гасоотпорним наочарима, а ризик од удисања испарења у случају изливања и сл. мора се избећи постављањем система издувне вентилације.
Етил силикат, који се користи као везиво за израду калупа у специјалним процесима ливачког метала или као полазна тачка у хемијским синтезама, има низак притисак паре; ово физичко својство помаже у смањењу изложености. У високим концентрацијама иритира слузокожу и кожу, ау веома високим концентрацијама показао се фаталним за животиње.
Како се молекулска тежина силиката повећава, долази до смањења реактивности.
Табеле са силицијумом и органосилицијумским једињењима
Табела 1 - Хемијске информације.
Табела 2 - Опасности по здравље.
Табела 3 - Физичке и хемијске опасности.
Табела 4 - Физичка и хемијска својства.