Oxid křemičitý Anglický název: Silicon dioxide
Jiné názvy:
Vzorec:
křemen (nerost, který vytváří celou řadu barevných odrůd: fialový ametyst, žlutý citrín, růžový růženín, hnědou záhnědu atd.), silika, křemec SiO2
31
60,08 g/mol Teplota tání: 1 600 ˚C Teplota varu: 2 230 ˚C prakticky Rozpustnost ve vodě: nerozpustný Molární hmotnost:
Pokud bychom seřadili prvky na Zemi podle toho, jaký zaujímají hmotnostní podíl, byl by první v žebříčku kyslík a druhý křemík. Není proto divu, že společně vytvořily jednu z chemicky nejstabilnějších sloučenin – oxid křemičitý neboli křemen. Kromě toho, že se v přírodě vyskytuje jako nerost, je součástí i mnoha hornin – najdeme ho v písku, žule i čediči. Pojďme si v následujících kapitolách představit několik pevných oxidů, po kterých denně doslova šlapeme.
Úvod
Čistý oxid křemičitý je bezbarvá, případně bílá látka, v přírodě se však často vyskytuje různě zbarvený, což je způsobeno přítomností dalších látek. Hnědá záhněACH JO, HISTORIE SI PAMATUJE JEN da, růžový růženín, žlutý citrín, fialový VÍTĚZE. ametyst. Řada odrůd křemenu je tak z chemického pohledu směs. Významná je tvrdost křemene. Z běžných nerostů ji má takřka nejvyšší. Na Mohsově stupnici hují ve svých má jeho odolnost proti vnikání cizího těOxid křemičitý obsa í rostliny, šš lesa (ano, tak zní jedna z definic tvrdosti) buňkách i některé vy u přesliček. ad íkl př na hodnotu sedm (z deseti). Tvrdší je jen známé je to které traviny, diamant (10), korund (9) a topaz (8). PoObsahují ho však i ně býložravci, před zor ale, nepleťte si tvrdost a pevnost. Křekteré se tím chrání i. men je sice tvrdý, ale s pevností na tom třeba hraboš dobře není, naopak hovoříme o něm jako o křehké látce. Jak zjistíme tvrdost a jak pevnost? Při zjišťování tvrdosti vezmeme jeden materiál a pokusíme se jím do druhého udělat rýhu. Pokud rýha vznikne, je materiál, kterým jste rýpali, tvrdší. Diamantem můžeme rýpat do všech materiálů, i do křemene. Naopak křemenem do diamantu rýhu neuděláme. Chceme-li zjistit, jak jsou materiály pevné, udeříme do nich například kladivem. Rozletí-li se na kousky, jsou křehké. Popraskají-li, jsou jen jemné. Pokud se deformují, jsou kujné. Žádná speciální stupnice pevnosti pro nerosty ale sestavena není.
Vlastnosti
KDV0273_slouceniny_blok.indd 31
1.11.2016 10:27:29
32
Vzorec oxidu křemičitého sice píšeme SiO2, ve skutečnosti jde o složitější útvar, v němž však opravdu je poměr mezi atomy křemíku a kyslíku 1 : 2. Křemen je velmi odolný i chemicky. Například ze známých kyselin ho dokáže narušit jen kyselina fluorovodíková. Za vyšších teplot však reaguje s různými jinými oxidy nebo hydroxidy, takto vznikají různé typy skel. Oxid křemičitý se vyskytuje v přírodě, proto není nutné ho vyrábět. V poměrně slušné kvalitě se těží v podobě písku. Pro různé speciální účely se ale dále upravuje fyzikálními i chemickými postupy. Mele se na jemné částice nebo vaří s dalšími sloučeninami, aby z něj vznikla gelovitá hmota, se kterou se lépe pracuje. Z oxidu křemičitého jsou i schránky některých jednobuněčných organismů, zejména rozsivek. Usazeniny těchto schránek irozeně známé pod názvem křemelina nebo diatoOxid křemičitý je př těle, hovoří se mit mají rovněž pestré použití. obsažen i v lidském Stále
Výroba
Bydlíte v kamenném domě? Je prakticky jedno, jestli je z betonu nebo z cihel spojených maltou. S největší pravděpodobností byl při jeho stavbě použit písek. Máte
Využití
KDV0273_slouceniny_blok.indd 32
ů. ž tví do sedmi gram am. o množs zn vý á m se však studuje, jaký ém al m mto Je jasné, že se i v to vné funkci rá množství podílí na sp k a kostí. ve pa ru ch a én pojiv, zejm
1.11.2016 10:27:32
33
v domě okna? Hloupá otázka, co? Při výrobě naprosté většiny skel se jako základní surovina používá oxid křemičitý. Aby se snížila teplota tavení oxidu křemičitého a tím i náklady na jeho výrobu, přidávají se do skla uhličitany – sodný a draselný. Do nejběžnějších typů skel se přidává ještě oxid vápenatý. Existují však i skla, do nichž se přidávají třeba sloučeniny olova (aby se více lesklo), boru (aby bylo více odolné vůči vysokým teplotám). Kvůli barevnosti se do skla mohou přidávat i různé kovy včetně zlata a dříve i uranu. Když má křemen dostatek prostoru, krystalizuje do podobných útvarů. A čistili jste si ráno, nebo aspoň večer zuby? A pastou? Také hloupé dotazy, že? Takže to jste měli oxid kředrobných Vdechováním jeho mičitý dnes i v ústech. Dokonce v poivodit nemoc př e částic ssi můžem době, která vás nepotěší – v podobě í jí zejména zvanou silikóza. Trp schránek miliony let mrtvých rozsivek. ači. Ale aby ov horníci nebo písk Jejich schránky jsou velmi malé a přinikla, musí u někoho silikóza vz tředí tom velmi tvrdé a mohou sloužit jako os v problematickém pr materiál, kterému odborně říkáme abpracovat roky. razivo – česky by se řeklo obrušovadlo. Když si čistíme zuby, abrazivem z nich odstraňujeme plak. I jiné formy oxidu křemičitého se používají jako abraziva. Takovému opracování materiálů se zpravidla říká pískování. Pískují se součásti aut – motory, brzdy, blatníky, disky, ale i zdi, fasády, sloupy, schodiště. Jde o efektivní způsob, jak se zbavit špíny nebo starých nátěrů ze všech možných materiálů nebo jak je upravit před nátěrem. Oxid křemičitý ve formě silikagelu je velmi pórovitý a používá se k pohlcování vlhkosti a některých plynů. Oxid křemičitý slouží také jako výchozí surovina pro výrobu čistého křemíku nebo jeho sloučenin. Možná vás překvapí, že oxid křemičitý v podobě E551 i jíme. Toto jeho použití je dokonce značně široké. Nakoukli jsme do spíže a nalezli jsme ho například v těchto potravinách: práškové cappuccino, sušený česnek a chléb. Do trvanlivých potravin se přidává zejména proto, aby pohlcoval vlhkost, a funOxid křemičitý… kam se podíváš. guje též jako protispékavá látka.
KDV0273_slouceniny_blok.indd 33
1.11.2016 10:27:34