Hızlı Arama
Amorf Silika, nem giderici kurutucu, susuzlaştırma maddesi, nem bariyeri ve hava nem düzenleyici olarak kullanılır.
Amorf Silika aynı zamanda gazların kurutulmasında da kullanılır.
Amorf Silika ayrıca katalizör ve katalizörün kesme gövdesi, silikon kauçuk için takviye maddesi ve tekstil endüstrisinde kullanılan bir apre maddesi olarak kullanılır.
CAS Numarası: 7631-86-9
EC Numarası: 231-545-4
E Numarası: E551 (asitlik düzenleyiciler, ...)
MDL Numarası: MFCD00011232
Moleküler Formül: O2Si
Mol Kütlesi: 60.08 g/mol
EŞ ANLAMLILAR:
Silisyum dioksit, Kuvars, Silika, Silisik oksit, Silisyum(IV) oksit, Kristal silika, Saf Silika, Silisyum, Silika kumu, Silika, Kuvars, Aerosil, acticel, cab-o-sil, Kuvars kumu, Füme silika, cab-o-sperse, Silika, erimiş, MATLIK MADDESİ, düzleştirici madde, Silisyum dioksit, düzleştirici maddeler, Amorf silika, Silika, camsı, matlaştırıcı madde, Kuvars-beta (SiO2) (9CI)
Amorf Silika, silika olarak da bilinir, kimyasal formülü SiO2 olan bir silikon oksittir ve doğada kuvars olarak bulunur.
Dünyanın birçok yerinde kumun ana bileşeni Amorf Silika'dır.
Amorf Silika, çeşitli minerallerin bir bileşiği ve sentetik bir ürün olarak var olan en karmaşık ve bol bulunan malzeme ailelerinden biridir.
Örnek olarak erimiş kuvars, füme silika, opal ve aerojeller verilebilir.
Amorf Silika yapısal malzemelerde, mikroelektronikte ve gıda ve ilaç endüstrisinde bileşen olarak kullanılır.
Tüm formlar beyaz veya renksizdir, ancak saf olmayan örnekler renklendirilebilir.
Amorf Silika, camın yaygın bir temel bileşenidir.
Amorf silika (SiO2 ⋅ nH2O) aynı zamanda amorf opal (opal-A) olarak da adlandırılır.
Amorf silika, çözünmüş silika moleküllerinin (SiO2 (aq)) birleşip (yani polimerleşip) çökelmesiyle çeşitli ortamlarda oluşur.
Diyajenez sırasında amorf silika çökeltileri giderek daha kararlı silika polimorflarına ve en sonunda mineral kuvarsa dönüşebilir.
Amorf silikanın oluşması için gerekli çözünmüş silika, silikat minerallerinin doymamış olduğu yerlerde çözünmesinden kaynaklanır.
Eğer bu çözeltiler zamanla amorf silika açısından aşırı doymuş hale gelirse, mikroorganizmalar çekirdeklenme yüzeyleri sağlayarak çökelmenin oluşmasına yardımcı olabilir.
Örneğin, çok sayıda çalışma, sinter olarak bilinen silisli sıcak su kaynakları birikintilerinin oluşumunda mikroorganizmaların potansiyel rollerini araştırmıştır.
Bu sistemlerde yüksek sıcaklıktaki su, yeraltındaki silikat minerallerini çözer.
Yüzeye çıkan sıcak su deşarjının ardından, sıcak su kaynağı suyu soğur, tutabileceği çözünmüş silika miktarı azalır ve sonuçta amorf silikanın aşırı doymuş hale gelmesine neden olur.
Bu nedenle abiyotik süreçler sıcak su kaynaklarından amorf silis çökelmesini sağlar.
Ancak laboratuvar ve arazi çalışmaları, sıcak su kaynağı mikroorganizmaları tarafından oluşturulan biyokütlenin, amorf silika çökeltilerinin çekirdeklenmesine yardımcı olduğunu ve ayrıca sinter yataklarının yapısını etkilediğini göstermektedir.
Mikroorganizmaların benzer rolleri hidrotermal olmayan ortamlarda da gözlemlenmiştir.
Bu pasif rolün yanı sıra, amorf silika çökelmesi biyolojik olarak da kontrol edilebilir.
Bazı mikroorganizmalar çözünmüş silikayı aktif olarak alarak amorf silikadan oluşan yapılar oluştururlar.
Örnek olarak diatomlar ve radyolaryalar ile bazı bakteri ve mantarlar verilebilir.
Diyatomeler, tatlı su ve deniz sistemlerinde yaşayan ve hücre duvarlarını silisleştirerek früstül adı verilen yapılar oluşturan bir alg grubudur.
Diyatomeler, modern deniz ortamlarındaki en önemli silisleştiriciler olarak kabul edilir.
Diyatomlar sığ okyanus suyundaki silika konsantrasyonlarını düşürür ve çökerken diğer besin maddeleriyle birlikte bunu derin okyanusa taşırlar.
Diyatome büyümesi aynı zamanda silikanın karasal ortamlardan okyanuslara akışını da etkiler.
Örneğin, Amazon Nehri ağzında Milliman ve Boyle (1975), diyatomların nehir suyundan çözünmüş silisin %25'ini uzaklaştırdığını ve bunun bitişik okyanus tortusuna değil, nehir sistemine doğru karaya doğru biriktiğini tahmin etmişlerdir.
Dış ortamda silikanın aşırı doygunluğu, früstül oluşumu için gerekli değildir, çünkü diatomlar içeride aşırı doygunluğa neden olabilir.
Bunu, çözünmüş silikayı dış ortamdan aktif olarak zarla çevrili bir keseciğe pompalayarak yaparlar; burada amorf silika aşırı doymuş hale gelebilir ve çökebilir.
Pirojenik silika olarak da bilinen Amorf Silika, oksijen açısından zengin bir hidrojen alevinde SiCl4'ün yakılmasıyla SiO2 "dumanı" üretilerek hazırlanır.
SiCl4+2H2+O2 ⟶ SiO2+4HCl
Amorf Silika, kuvars kumunun 3000 °C'lik elektrik arkında buharlaştırılmasıyla da üretilebilir.
Her iki işlem de, dallanmış, zincir benzeri, üç boyutlu ikincil parçacıklara kaynaşmış mikroskobik amorf silika damlacıklarıyla sonuçlanır ve bunlar daha sonra son derece düşük yığın yoğunluğuna (0,03-0,15 g/cm3) ve dolayısıyla yüksek yüzey alanına sahip beyaz bir toz olan üçüncül parçacıklara kümelenir.
Parçacıklar tiksotropik koyulaştırıcı madde veya topaklanmayı önleyici madde olarak işlev görür ve su veya organik sıvı uygulamaları için hidrofilik veya hidrofobik hale getirilmek üzere işlenebilir.
Amorf Silika, silisyum ve ferrosilisyum alaşımı üretiminin yan ürünü olarak toplanan ultra ince bir tozdur.
Amorf Silika, pirojenik ürünün dallanması olmaksızın, ortalama parçacık çapı 150 nm olan amorf (kristal olmayan) küresel parçacıklardan oluşur.
SiO2'nin kristalin olmayan bir formu olan amorf silika, geleneksel olarak "silika cam" veya "camsı silika" olarak adlandırılır ve mükemmel elektriksel ve optik özellikleri nedeniyle elektronik ve fotonikte önemlidir.
Bu bölümde, tüm kristal olmayan Amorf Silika'yı temsil etmek için bu farklı isimler birbirinin yerine kullanılabilir.
Solunum sorunları nedeniyle Amorf Silika'nın solunabilir ürün formlarında (örneğin spreyler, tozlar) kullanılması durumunda puanı daha yüksektir.
Daha düşük solunum riski olan ürün formlarında (örneğin; katılar, sıvılar) kullanıldığında puan daha düşüktür.
Amorf Silika'nın puanı, endüstri güvenlik yönergelerini veya ABD ve uluslararası hükümet gereksinimlerini karşılamayan ürünlerde kullanıldığında daha yüksektir.
Bu güvenlik yönergelerini ve gerekliliklerini karşılayan ürünlerde kullanıldığında puan daha düşük olacaktır.
Silis kumun en yaygın bileşenidir.
Genellikle endüstriyel uygulamalarda kullanılan ve işçiler tarafından solunan ince silika, özellikle akciğerleri ve solunum sistemini etkileyen çok çeşitli rahatsızlıklarla ilişkilendirilmektedir.
Ciltte kullanılan kozmetiklerde, normal kumun insanlar için hiçbir riski yoktur, hatta çok azdır.
Buna karşılık, solunabilen ürünlerde (örneğin yüz pudrası) silika parçacıkları ince öğütülmüştür ve solunum toksisitesine yol açabilir.
Amorf silika (SiO2), yarı iletken devrelerde farklı iletken bölgeleri izole etmek için yaygın olarak kullanılan inorganik bir malzemedir.
Mekanik direnci, yüksek dielektrik dayanımı ve kimyasal modifikasyona karşı seçiciliği nedeniyle amorf silika, mikroelektronik ve kromatografide de önemli bir malzeme haline gelmiştir.
Amorf Silika, benzersiz özellikleri nedeniyle çok çeşitli uygulamalar için olmazsa olmazdır: çipler, optik fiberler ve teleskop camları silika üzerinde üretilir.
Ayrıca moleküler biyologlar, biyomakromolekülleri incelemek için reçinelerde ve optik boncuklarda Amorf Silika kullanırlar.
Son yıllarda moleküler biyoloji ve nanoteknoloji arasındaki sinerji, nanoelektronik, nanoyapıların kendiliğinden birleşmesi, mikroakışkanlar, DNA mikrodizi teknolojisi ve nanogözenek sensörleri gibi makromoleküller ve Amorf Silika'yı içeren birçok uygulama için fırsatlar yaratmıştır.
Sol taraftaki resim, bu nanoaygıtlardan birini, poli-Silikon-Amorf Silika-Silikon zar üzerine üretilmiş bir MOS nanogözeneği ve bunun içinden geçen tek sarmallı bir DNA molekülünü (mavi) göstermektedir.
Amorf Silika, nano gözeneklerin tek baz çözünürlüğünde DNA dizilimi için kullanılabileceği ve bu sayede yaşam bilimleri ve kişisel tıp alanında muazzam bir etki yaratması beklenen hızlı ve ucuz bir DNA dizileme teknolojisine yol açabileceği öne sürülmüştür.
Bu nedenle, biyomoleküller ile Amorf Silika arasındaki etkileşimlerin atomik düzeyde anlaşılması, biyonanoteknoloji uygulamalarının daha da geliştirilmesi için artık merkezi öneme sahiptir.
Şu anda, amorf arayüzdeki atomik ölçekli dinamikleri çözebilecek kadar hassas bir deneysel teknik henüz bulunmamaktadır.
Moleküler dinamik simülasyonları, bu sistemleri incelemek için uyarlanabilir ve benzersiz görüntüleme araçları haline gelebilir.
Ancak amorf silika ve biyomolekülleri birleştiren modelleme sistemleri, modelleyicilere çeşitli zorluklar getirmektedir.
Yakın zamana kadar, biyomakromoleküllerin ve amorf silika ve DNA gibi inorganik malzemelerin bilgisayar simülasyonları birbirinden bağımsız olarak gelişmişti ve her iki alandaki uzmanlıkları bir araya getirmek zorlu bir görevdi.
AMORF SİLİKA’NIN KULLANIMI VE UYGULAMALARI:
Amorf Silika, nem giderici kurutucu, susuzlaştırma maddesi, nem bariyeri ve hava nem düzenleyici olarak kullanılır.
Amorf Silika ayrıca gazların kurutulmasında da kullanılır.
Amorf Silika ayrıca katalizör ve katalizörün kesme gövdesi, silikon kauçuk için takviye maddesi ve tekstil endüstrisinde kullanılan bir apre maddesi olarak kullanılır.
Amorf silika, silika jel, sodyum silikat çözeltilerinin asitleştirilmesiyle üretilir ve jelatinimsi bir çökelti elde edilir, daha sonra yıkanır ve daha sonra renksiz mikro gözenekli silika üretmek için kurutulur
Pirinç Kabuğu %18-20 oranında yüksek saflıkta amorf Silika içerir
Bir kilo Pirinç Kabuğu, bir kilo Kömür ile aynı enerjiyi içerir.
Kolloidal silika, kuvars kumuyla aynı maddeden (silisyum dioksit) oluşur ancak kristalin bir yapı yerine amorf (rastgele) bir yapıya sahiptir
Amorf Silika, refrakter ve seramiklerde yüksek sıcaklıkta bağlayıcı olarak görev yapar.
Amorf Silika, yatırım döküm prosesinde (kayıp mum prosesi) bağlayıcı olarak kullanılır.
Amorf Silika, silikon ve yarı iletken gofretleri ayna benzeri bir yüzeye parlatır.
Amorf Silika, şarapların, meyve sularının ve biraların berraklaştırılmasına ve kalitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur
Amorf Silika, Amerika Birleşik Devletleri'nde açık ocak madenciliği ile çıkarılıp kristobalit üretmek için kullanılır
Amorf silika genellikle kristal silikadan daha az toksiktir.
Amorf Silikanın suda çözünürlüğü daha fazla olduğundan vücuttan daha hızlı atılır.
Amorf silikanın solunmasından sonra gözlemlenen etkiler, kristal silika için gözlemlenen etkilerden daha hafifti
Amorf silika, topaklanmayı önleyici veya köpük önleyici madde olarak gıdalara veya yardımcı madde olarak ilaçlara eklenebilir.
Kimya ve elektronik endüstrileri için külçe, çubuk, tüp ve toz halinde erimiş amorf silika veya kuvars (minimum %99,8 SiO2) gereklidir.
Silisyum tetraklorürün hidrojen ve oksijen alevinde hidrolizinden füme amorf silika üretimi kauçuklarda; mürekkeplerde, boyalarda, kozmetiklerde vb. koyulaştırıcı madde olarak; polyesterde; ve toz kaplamalar gibi özel kaplamalarda kullanılır.
Amorf Silika beyaz, serbest akan toz halinde görünür.
Plastik filmler için son derece etkili bir anti-blokaj yardımcısıdır.
Amorf Silika aynı zamanda kaymayı da iyileştirir.
Amorf Silika'nın yüksek saflığı ve düşük sertliği nedeniyle aşındırıcılığı ihmal edilebilir düzeydedir.
Çökelme yapmaz, Amorf Silika kolayca eklenir ve iyi dağılmış özellikleri bu ürünün şu uygulama alanlarından keyif almasını sağlar: Gıda paketleme filmleri, Mobilya kaplamaları, Dekoratif boya, Diğer genel endüstriyel kaplamalar
Amorf Silika, transistörlerde ve entegre devrelerde safsızlık difüzyonunu engelleyen bir maskeleme filmi ve koruyucu tabaka olarak kullanılır.
Amorf Silika, epoksi döküm, optik fiberler, kaplamalar ve diğer alanlarda dolgu maddesi olarak kullanılır.
Amorf Silika ayrıca cam imalatında, emisyon spektrum analiz reaktifi olarak ve katı hal devrelerinde antimon üretiminde antimon konsantrasyonunun kontrolünde de kullanılabilir.
Köpük önleyici bileşen olarak hidrofobik silika kullanılmaktadır.
Refrakter özelliğinden dolayı elyaf formunda yüksek sıcaklıklarda termal koruma kumaşı olarak kullanılır.
Amorf Silika, kaotropların varlığında nükleik asitlere bağlanabilme özelliğinden dolayı DNA ve RNA ekstraksiyonunda kullanılır.
Silika aerojel, Stardust uzay aracında dünya dışı parçacıkları toplamak için kullanıldı.
Amorf Silika, gerçek bir erime noktası olmayan bir cam haline eritilmiş kuvars olarak soğutulduğunda, fiberglas için cam elyafı olarak kullanılabilir.
Amorf Silikanın başlıca kullanım alanı yüksek performanslı beton için puzolanik malzeme olarak kullanılmasıdır.
Amorf Silika nanopartikülleri asfalt bağlayıcılarda yaşlanma karşıtı madde olarak başarıyla kullanılabilir.
-Laboratuvar veya özel yöntemler
Organosilikon bileşiklerinden
Amorf Silika'ya giden birçok yol, HMDSO, TEOS gibi bir organosilikon bileşiğiyle başlar.
Aşağıda tetraetil ortosilikat (TEOS) kullanılarak silika sentezi gösterilmiştir.
TEOS'u 680–730 °C'de ısıtmak oksit oluşumuna neden olur:
Si(OC2H5)4 ⟶ SiO2+2O(C2H5)2
Benzer şekilde TEOS da yaklaşık 400 °C'de yanar:
Si(OC2H5)4+12O2 ⟶ SiO2+10H2O+8CO2
TEOS, sol-jel adı verilen bir işlemle hidrolize uğrar.
Tepkimenin seyri ve ürünün doğası katalizörlerden etkilenir, ancak idealize edilmiş denklem şu şekildedir:
Si(OC2H5)4+2H2O ⟶ SiO2+4HOCH2CH3
-Gıda Katkı Maddesi
Amorf Silika, genellikle topaklanmayı önleyici bir madde olarak gıda katkı maddesi olarak kullanılan hafif bir tozdur.
Topaklanmayı önleyici bir madde olan Amorf Silika, topaklanma ve topaklanma oluşumunu önlemek için toza eklenebilen bir maddedir.
Amorf Silika çok yönlüdür ve endüstriyel olarak işlenmiş sıvılarda köpük ve kabarcık oluşumunu azaltan bir köpük önleyici madde olarak da kullanılabilir.
Amorf Silika ayrıca viskoziteyi veya sıvının ne kadar kalın olduğunu kontrol etmeye ve bu sıvının çökmesini önlemeye yardımcı olabilir.
Amorf Silikanın bir diğer özelliği de emülgatör özelliği göstermesidir.
Bir emülgatör, normalde karışmayan iki farklı maddenin homozigot bir karışım halinde kalmasını veya homojen olup ayrılmamasını sağlar.
Amorf Silika Jel, yararlı özelliklerinden dolayı başka uygulamalarda da kullanılmaktadır.
Bunlar arasında Amorf Silika'nın suyu emme ve filtreleme yeteneği de yer alıyor.
Amorf Silika'nın havadaki nemi emme yeteneği, onu aşırı neme karşı koruma sağlamak amacıyla ürünlerde sıklıkla bulunan küçük keseciklerde kurutucu olarak kullanılmaya yöneltmiştir.
Amorf Silika havadaki suyu çeker ve depolayarak ürünü korur.
Amorf Silika, suda çözünmüş bazı mineralleri emme yeteneğine sahip olan benzersiz yapısıyla kısmen su filtresi görevi de görebilmektedir.
Amorf silika, tozlarda sıvı olarak viskozlaştırıcı, süspanse edici ajan, tablet dağıtıcı ajan, adsorban dağıtıcı ajan gibi yardımcı madde olarak kullanılabilir.
İlaç yardımcı maddeleri veya farmasötik yardımcı maddeler, farmasötik bileşenler dışında farmasötik süreçte kullanılan diğer kimyasal maddeleri ifade eder.
Farmasötik yardımcı maddeler, genel olarak farmasötik preparatlardaki etkisiz bileşenleri ifade eder; farmasötik preparatların stabilitesini, çözünürlüğünü ve işlenebilirliğini artırabilirler.
İlaç yardımcı maddeleri aynı zamanda birlikte uygulanan ilaçların emilim, dağılım, metabolizma ve atılım (ADME) süreçlerini de etkiler.
-Yarı iletkenler
Amorf Silika yarı iletken teknolojisinde yaygın olarak kullanılır:
birincil pasifleştirme için (doğrudan yarı iletken yüzeyinde),
MOS teknolojisinde orijinal bir kapı dielektriği olarak.
Günümüzde ölçekleme (MOS transistörünün kapı uzunluğu boyutu) 10 nm'nin altına ilerlediğinde, Amorf Silika, Amorf Silika'ya kıyasla daha yüksek dielektrik sabitine sahip hafniyum oksit veya benzeri diğer dielektrik malzemelerle değiştirilmiştir; metal (kablolama) katmanları (bazen 8-10'a kadar) bağlantı elemanları arasında bir dielektrik katman olarak ve genellikle silisyum nitrür gibi diğer bazı dielektriklerle katmanlanmış ikinci bir pasifleştirme katmanı olarak (yarı iletken elemanları ve metalizasyon katmanlarını korumak için).
Amorf Silika, silisyumun doğal oksidi olduğundan galyum arsenit veya indiyum fosfit gibi diğer yarı iletkenlere kıyasla daha yaygın olarak kullanılır.
Amorf Silika, bir silikon yarı iletken yüzeyinde büyütülebilir.
Amorf Silika tabakaları difüzyon süreçleri sırasında silikon yüzeylerini koruyabilir ve difüzyon maskelemesi için kullanılabilir.
Yüzey pasivasyonu, bir yarı iletken yüzeyinin inert hale getirilmesi ve kristalin yüzeyi veya kenarı ile temas halinde olan hava veya diğer malzemelerle etkileşim sonucu yarı iletken özelliklerinin değişmemesi işlemidir.
Isıl olarak büyütülmüş Amorf Silika tabakasının oluşumu, silisyum yüzeyindeki elektronik durumların konsantrasyonunu büyük ölçüde azaltır.
Amorf Silika filmler, p–n bağlantılarının elektriksel özelliklerini korur ve bu elektriksel özelliklerin gazlı ortam koşullarında bozulmasını önler.
Amorf Silika katmanları, silikon yüzeylerin elektriksel olarak stabilize edilmesinde kullanılabilir.
Yüzey pasivasyon işlemi, elektriğin alttaki iletken silikona güvenilir bir şekilde nüfuz edebilmesi için bir silikon gofretin silikon oksit yalıtkan tabakasıyla kaplanmasını içeren önemli bir yarı iletken cihaz üretim yöntemidir.
Bir silikon gofretin üzerine Amorf Silika tabakasının büyütülmesi, elektriğin yarı iletken tabakaya ulaşmasını engelleyen yüzey durumlarının üstesinden gelinmesini sağlar.
Silisyum yüzey pasivasyonunun termal oksidasyonla (Amorf Silika) yapılması işlemi yarı iletken endüstrisi için kritik öneme sahiptir.
Amorf Silika, genellikle metal oksit yarı iletken alan etkili transistörler (MOSFET'ler) ve silikon entegre devre çipleri (düzlemsel işlemle) üretmek için kullanılır.
-Amorf Silika'nın Yapısal Kullanımı:
Amorf Silis'in (kum) ticari kullanımının yaklaşık %95'i inşaat sektöründe, örneğin beton üretiminde (Portland çimentosu betonu) kullanılmaktadır.
İstenilen parçacık büyüklüğü ve şekline, istenen kil ve diğer mineral içeriğine sahip belirli silis kumu yatakları, metalik ürünlerin kum dökümü için önemliydi.
Silisyumun yüksek erime noktası, Amorf Silikanın demir döküm gibi uygulamalarda kullanılmasını mümkün kılar; modern kum dökümünde bazen başka amaçlarla başka mineraller kullanılır.
Kristalin silika, sıkı petrol ve kaya gazı içeren formasyonların hidrolik kırılmasında kullanılır.
-Cam ve silikonun öncüsü:
Amorf Silika, çoğu camın üretiminde kullanılan temel bileşendir.
Diğer mineraller silika ile eritildiğinden, donma noktasının düşürülmesi ilkesi karışımın erime noktasını düşürür ve akışkanlığı artırır.
Saf Amorf Silikanın cam geçiş sıcaklığı yaklaşık 1475 K'dır.
Erimiş Amorf Silika SiO2 hızla soğutulduğunda kristalleşmez, ancak cam olarak katılaşır.
Bu nedenle çoğu seramik sırının ana maddesi silikadır.
Camdaki silisyum ve oksijenin yapısal geometrisi kuvars ve diğer çoğu kristalin silisyum ve oksijen formlarına benzer; silisyum, oksijen merkezlerinden oluşan düzenli tetrahedronlarla çevrilidir.
Cam ve kristal formlar arasındaki fark, tetrahedral birimlerin bağlantılarından kaynaklanmaktadır: Camsı ağda uzun menzilli periyodiklik olmamasına rağmen, düzenleme SiO bağ uzunluğunun çok ötesinde uzunluk ölçeklerinde kalmaktadır.
Bu sıralamanın bir örneği 6'lı tetrahedron halkaları oluşturmanın tercih edilmesidir.
Telekomünikasyonda kullanılan optik fiberlerin büyük çoğunluğu da silikadan yapılır.
Amorf Silika, toprak, seramik ve porselen gibi birçok seramiğin temel hammaddesidir.
Amorf Silika, elementel silisyum üretmek için kullanılır.
İşlem, elektrik ark ocağında karbotermik indirgemeyi içerir:
SiO2+2C ⟶ Si+2CO
-Amorf Silika'nın gıda, kozmetik ve farmasötik uygulamaları:
Amorf Silika, kolloidal, çöktürülmüş veya pirojenik füme edilmiş olarak, gıda üretiminde yaygın olarak kullanılan bir katkı maddesidir.
Amorf Silika, baharatlar ve süt ürünü olmayan kahve kreması gibi toz gıdalarda veya farmasötik tabletler haline getirilecek tozlarda akışkanlık veya topaklanmayı önleyici madde olarak kullanılır.
Amorf Silika higroskopik uygulamalarda suyu adsorbe edebilir.
Kolloidal silika, şarap, bira ve meyve suyunda inceltici olarak kullanılır, E numarası E551'dir.
Kozmetikte Amorf Silika, ışık yayma özelliği ve doğal emiciliği nedeniyle kullanılır.
Diyatomlu toprak, madencilik ürünü olan Amorf Silika, yüzyıllardır gıda ve kozmetikte kullanılmaktadır.
Amorf Silika, mikroskobik diatomların silika kabuklarından oluşur; daha az işlenmiş haliyle diş tozu olarak satılırdı.
Üretilen veya çıkarılan hidratlı silika, diş macununda sert aşındırıcı olarak kullanılır.
AMORF SİLİKA'NIN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ:
*Cam benzeri veya yarı saydam iri tanecikler.
*Özgül yüzey alanı 450m2/g ve üzeri olan, oldukça aktif, yenilenebilir, mikro gözenekli yapıya ve yüksek termal kararlılığa sahip bir malzemedir.
*Amorf Silika, sıvı ve gaz fazındaki maddeler için güçlü bir adsorpsiyon kapasitesine sahiptir.
*Sertliği camdan biraz daha yumuşaktı.
*Hidroflorik asit ve kuvvetli alkali dışında diğer kimyasal çözücülerde çözünmez.
AMORF SİLİKA'NIN YAPISI:
Amorf Silikaların çoğunda, silisyum atomu, merkezi bir Si atomunu çevreleyen dört oksijen atomuyla tetrahedral koordinasyon gösterir (bkz. 3-B Birim Hücre).
Böylece SiO2, her bir silisyum atomunun 4 oksijen atomuna tetrahedral şekilde kovalent olarak bağlandığı 3 boyutlu ağ katıları oluşturur.
Buna karşılık CO2 doğrusal bir moleküldür.
Karbon ve silisyum dioksitlerin yapıları arasındaki belirgin fark, çift bağ kuralının bir tezahürüdür.
Kristal yapı farklılıklarına göre Amorf Silika kristal ve kristal olmayan (amorf) olmak üzere iki kategoriye ayrılabilir.
Kristalin formda, Amorf Silika doğal olarak kuvars, tridimit (yüksek sıcaklık formu), kristobalit (yüksek sıcaklık formu), stişovit (yüksek basınç formu) ve koezit (yüksek basınç formu) olarak bulunur.
Öte yandan amorf silika doğada opal ve diatomlu toprak olarak bulunur.
Kuvars camı bu yapılar arasında bir ara hal biçimidir.
Tüm bu farklı kristal formlar, Si ve O etrafında her zaman aynı yerel yapıya sahiptir.
α-kuvarsta Si–O bağ uzunluğu 161 pm iken, α-tridimitte 154–171 pm aralığındadır.
Si–O–Si açısı da α-tridimitte 140° gibi düşük bir değerden, β-tridimitte 180°'ye kadar değişmektedir.
α-kuvarsta Si–O–Si açısı 144°'dir
ÇOK ŞEKİLLİLİK
Alfa kuvars, oda sıcaklığında katı SiO2'nin en kararlı halidir.
Yüksek sıcaklık mineralleri olan kristobalit ve tridimit, kuvarstan daha düşük yoğunluklara ve kırılma indislerine sahiptir.
α-kuvarsın beta-kuvarsa dönüşümü 573 °C'de aniden gerçekleşir.
Dönüşüm hacimde önemli bir değişime eşlik ettiğinden, bu sıcaklık sınırından geçen seramik veya kayaçlarda kolaylıkla kırılma meydana gelebilir.
Ancak yüksek basınç mineralleri olan seifertit, stişovit ve koezit, kuvarstan daha yüksek yoğunluklara ve kırılma indislerine sahiptir.
Stishovite, silisyumun 6 koordinatlı olduğu rutil benzeri bir yapıya sahiptir.
Stişovitin yoğunluğu 4,287 g/cm3 olup, bu da düşük basınç formlarının en yoğunu olan 2,648 g/cm3 yoğunluğa sahip α-kuvars ile karşılaştırılabilir.
Yoğunluk farkı koordinasyondaki artışa bağlanabilir, çünkü stishovite'deki en kısa altı Si–O bağı uzunluğu (176 pm'lik dört Si–O bağı uzunluğu ve 181 pm'lik diğer iki Si–O bağı uzunluğu) α-kuvarstaki Si–O bağı uzunluğundan (161 pm) daha büyüktür.
Koordinasyondaki değişim Si–O bağının iyonikliğini artırır.
Bir diğer polimorf olan faujasit silika, düşük sodyumlu, ultra kararlı Y zeolitinin asit ve termal işlemle birlikte delüminasyonuyla elde edilir.
Elde edilen ürün %99'un üzerinde silika içermekte olup, yüksek kristalliğe ve özgül yüzey alanına (800 m2/g'ın üzerinde) sahiptir.
Faujasit-silika çok yüksek termal ve asit kararlılığına sahiptir.
Örneğin, konsantre hidroklorik asitte kaynatıldıktan sonra bile yüksek derecede uzun menzilli moleküler düzenini veya kristalliğini korur.
ERİMİŞ SIO2
Erimiş silika, sıvı suda gözlemlenenlere benzer birkaç tuhaf fiziksel özellik sergiler: negatif sıcaklık genleşmesi, ~5000 °C sıcaklıklarda maksimum yoğunluk ve minimum ısı kapasitesi.
Yoğunluğu 1950 °C'de 2,08 g/cm3'ten 2200 °C'de 2,03 g/cm3'e düşer.
MOLEKÜLER SIO2
Moleküler SiO2, CO2 gibi doğrusal bir yapıya sahiptir.
Argon matrisinde silisyum monoksitin (SiO) oksijenle birleştirilmesiyle Amorf Silika üretilmiştir.
Dimerik Amorf Silika, (SiO2)2, O2'nin matris izoleli dimerik silisyum monoksit, (Si2O2) ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilmiştir.
Dimerik Amorf Silika'da, silisyum atomları arasında 94°'lik bir Si–O–Si açısı ve 164,6 pm'lik bir bağ uzunluğu ile köprü oluşturan iki oksijen atomu bulunur ve terminal Si–O bağ uzunluğu 150,2 pm'dir.
Si–O bağının uzunluğu 148,3 pm'dir; bu, α-kuvarstaki 161 pm'lik uzunlukla karşılaştırılabilir.
Bağ enerjisinin 621,7 kJ/mol olduğu tahmin edilmektedir.
AMORF SİLİKA'NIN DİĞER YÖNTEMLERİ:
Oldukça kararlı olan Amorf Silika birçok yöntemle elde edilir.
Kavramsal olarak basit, ancak pratikte pek değeri olmayan silanın yanması sonucu Amorf Silika oluşur.
Bu reaksiyon metanın yanmasına benzemektedir:
SiH4+2O2 ⟶ SiO2+2H2O
Ancak silan üzerinden kristal yüzeyine Amorf Silika'nın kimyasal buhar biriktirilmesinde taşıyıcı gaz olarak azot kullanılarak 200-500 °C sıcaklıkta kullanılmıştır.
AMORF SİLİKA'NIN KİMYASAL REAKSİYONLARI:
Amorf Silika nispeten inert bir malzemedir (bu nedenle mineral olarak yaygın olarak bulunur).
Amorf Silika genellikle kimyasal reaksiyonlarda inert kaplar olarak kullanılır.
Yüksek sıcaklıklarda Amorf Silika karbonla indirgenerek silisyuma dönüşür.
Flor, Amorf Silika ile reaksiyona girerek SiF4 ve O2 oluştururken diğer halojen gazlar (Cl2, Br2, I2) reaktif değildir.
Amorf Silika'nın çoğu formu, hekzaflorosilik asit üretmek için hidroflorik asit (HF) tarafından saldırıya uğrar ("aşındırılır"):
SiO2 + 6 HF → H2SiF6 + 2 H2O
Stishovite HF'ye önemli derecede tepki vermez.
HF, yarı iletken endüstrisinde Amorf Silika'yı çıkarmak veya desenlendirmek için kullanılır.
Amorf Silika, belirli koşullar altında bazlarla reaksiyona girebilen bir Lux-Flood asidi gibi davranır.
Amorf Silika hidrojen içermediğinden, hidratlanmamış silika doğrudan Brønsted-Lowry asidi olarak etki edemez.
Amorf Silika düşük veya nötr pH'ta suda çok az çözünürken (tipik olarak kuvars için 2 × 10−4 M, kriptokristalin kalsedon için 10−3 M), güçlü bazlar camla reaksiyona girer ve onu kolayca çözer.
Bu nedenle kuvvetli bazlar, şişe kapağının sıkışmasını önlemek, alıcının bütünlüğünü korumak ve silikat anyonlarının istenmeyen kontaminasyonunu önlemek için plastik şişelerde saklanmalıdır.
Amorf Silika, aşağıdaki idealize edilmiş denklemde açıklandığı gibi sıcak konsantre alkali veya erimiş hidroksitte çözünür:
SiO2+2NaOH ⟶ Na2SiO3+H2O
Amorf Silika, bazik metal oksitleri (örneğin sodyum oksit, potasyum oksit, kurşun(II) oksit, çinko oksit veya oksit karışımlarını nötralize ederek, silika içindeki Si-O-Si bağları art arda kırıldığında silikatlar ve camlar oluşturur) nötralize eder.
Örnek olarak, sodyum oksit ve Amorf Silika'nın reaksiyonu, tepkime maddelerinin oranlarına bağlı olarak sodyum ortosilikat, sodyum silikat ve camlar üretebilir:
2Na2O+SiO2 ⟶ Na4SiO4
Na2O+SiO2 ⟶ Na2SiO3
(0,25−0,8)
Na2O+SiO2 ⟶ cam
Bu tür camların ticari öneme sahip örnekleri şunlardır: soda-kireç camı, borosilikat cam, kurşunlu cam.
Bu camlarda Amorf Silika, ağ oluşturucu veya kafes oluşturucu olarak adlandırılır.
Reaksiyon aynı zamanda yüksek fırınlarda cevherdeki kum safsızlıklarının kalsiyum oksitle nötralize edilerek uzaklaştırılmasında da kullanılır ve kalsiyum silikat cürufu oluşturulur.
Amorf Silika, dinitrojen altında ısıtılmış geri akışta etilen glikol ve alkali metal bazıyla reaksiyona girerek çok çeşitli yeni silisyum bileşiklerine erişim sağlayan yüksek derecede reaktif, pentakoordinat silikatlar üretir.
Silikatlar esas olarak metanol hariç tüm polar çözücülerde çözünmezler.
Amorf Silika, yüksek sıcaklıklarda elementel silisyumla reaksiyona girerek SiO üretir:
SiO2+Si ⟶ 2SiO
AMORF SİLİKA'NIN SUDA ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ:
Amorf Silikanın suda çözünürlüğü büyük ölçüde kristal formuna bağlıdır ve amorf silikada kuvarstan üç ila dört kat daha fazladır; sıcaklığa bağlı olarak, yaklaşık 340 °C (644 °F) civarında en yüksek değerine ulaşır.
Bu özellik, doğal kuvarsın, üst kısmı daha soğuk olan bir basınç kabındaki aşırı ısıtılmış suda çözüldüğü hidrotermal bir işlemle kuvarsın tek kristallerini büyütmek için kullanılır.
0,5–1 kg’lık kristaller 1–2 ay süreyle büyütülebilir.
Bu kristaller elektronik uygulamalarda kullanılmak üzere oldukça saf kuvars kaynağıdır.
Suyun kritik sıcaklığı olan 647.096 K (373.946 °C; 705.103 °F) ve 22.064 megapaskal (3.200.1 psi) veya daha yüksek bir basınçta, su süperkritik bir akışkandır ve çözünürlük bir kez daha düşük sıcaklıklardakinden daha yüksektir.
AMORF SİLİKA'NIN DOĞAL OLUŞUMU:
Amorf Silika doğada en çok kuvars olarak bulunur ve Dünya kabuğunun kütlece %10'undan fazlasını oluşturur.
Kuvars, silikanın Dünya yüzeyinde kararlı olan tek polimorfudur.
Yüksek basınç formları olan koezit ve stişovitin metastabil oluşumları, çarpma yapıları etrafında ve ultra yüksek basınç metamorfizması sırasında oluşan eklojitlerle ilişkili olarak bulunmuştur.
Silikaca zengin volkanik kayaçlardan tridimit ve kristobalitin yüksek sıcaklıktaki formları bilinmektedir.
Dünyanın birçok yerinde kumun temel bileşeni silikadır.
AMORF SİLİKA'NIN BİYOLOJİSİ:
Amorf Silika çok az çözünen bir madde olmasına rağmen, pirinç gibi birçok bitkide bulunur.
Yüksek silika fitolit içeriğine sahip bitki materyallerinin, çiğneyen böceklerden toynaklılara kadar otlayan hayvanlar için önemli olduğu görülmektedir.
Silika diş aşınmasını hızlandırır ve böcekler tarafından sıklıkla yenen bitkilerdeki yüksek silika seviyeleri, yırtıcılara karşı bir savunma mekanizması olarak gelişmiş olabilir.
Silika aynı zamanda pirinç kabuğu külünün de temel bileşeni olup, filtrasyonda ve çimento ve beton üretiminde ek çimento malzemesi (SCM) olarak kullanılır.
Hücre içinde ve hücreler tarafından silisleşme biyolojik dünyada yaygın bir olaydır ve bakterilerde, protistlerde, bitkilerde ve hayvanlarda (omurgasızlar ve omurgalılar) görülür.
Önemli örnekler şunlardır:
Diyatomların, radyolaryaların ve testisli amiplerin testleri veya früstülleri (yani kabukları).
Equisetaceae, birçok ot ve çok çeşitli dikotiledonlar da dahil olmak üzere birçok bitkinin hücrelerindeki silika fitolitleri.
Birçok süngerin iskeletini oluşturan dikenler.
AMORF SİLİKA'NIN DOĞASI:
Amorf Silika renksiz şeffaf bir kristal veya amorf tozdur ve tatsızdır.
Amorf Silis'in erime noktası 1710 °C (kristobalit), 1670 °C (titrimetrik kuvars), kaynama noktası ise 2230 °C'dir.
Amorf Silika suda hemen hemen hiç çözünmez, yaygın asittir, hidroflorik asitte çözünerek, konsantre fosforik asidin ısısıyla yavaşça silikon florür gazı üretilebilir.
Amorf Silika bir bazla birlikte işlev görebilir.
Amorf Silikanın fiziksel ve kimyasal özellikleri; kararlı, kolay şekillendirilebilir, inert, eriyik tabakalı ve ısıtıldığında genleşme katsayısı küçük olmasıdır.
AMORF SİLİKA'NIN HAZIRLAMA YÖNTEMİ:
Hammadde olarak tetraetil ortosilikat kullanılarak, tetraetil ortosilikat önce yüksek verimli rektifikasyona tabi tutulmuş ve 160-168 °C'de bir fraksiyon alınmıştır.
Daha sonra tetraetil ortosilikat ve amonyak karıştırılıp belli bir oranda ısıtılır ve reaksiyon karışımı yeterince karıştırılır ve çözelti kaynayana kadar reaktan bulanık halden viskoz hale dönüşür, karıştırma durdurulur ve çözelti çökmeye bırakılır, santrifüjlemeden sonra Amorf Silika belli bir süre düşük sıcaklıkta kurutulur, daha sonra 900 ° C'de yakılır.
Ve doğal olarak soğudu.
AMORF SİLİKA'NIN STANDARDI:
Bu suş, sodyum silikatı asitle (hidroklorik asit, sülfürik asit, fosforik asit vb.) veya tuzla (amonyum klorür, amonyum sülfat, amonyum bikarbonat vb.) reaksiyona sokar, suyla yıkama, safsızlıkları giderme ve kurutma yoluyla silisik asit çökeltileri (yani hidratlı silika) üretilir.
Tutuşma ürünü hesaplamasına göre & 0 2 içeriği %99,0'dan az olmayacaktır.
AMORF SİLİKA'NIN ÖZELLİĞİ:
Amorf Silika beyaz renkli gevşek bir tozdur; kokusuz, tatsızdır.
Amorf Silika suda çözünmez, sıcak sodyum hidroksit çözeltisinde çözünür, seyreltik hidroklorik asitte çözünmez.
AMORF SİLİKA'NIN ÜRETİMİ:
Amorf Silika çoğunlukla madencilik, kum madenciliği ve kuvarsın saflaştırılması yoluyla elde edilir.
Kuvars pek çok amaç için uygundur, ancak daha saf veya daha uygun (örneğin daha reaktif veya ince taneli) bir ürün elde etmek için kimyasal işleme ihtiyaç vardır.
*Çökelmiş silika
Çökelmiş silika veya amorf silika, sodyum silikat çözeltilerinin asitleştirilmesiyle üretilir.
Jelatinimsi çökelti veya silika jel, önce yıkanır ve daha sonra dehidrate edilerek renksiz mikro gözenekli silika elde edilir.
Trisilikat ve sülfürik asidi içeren idealize edilmiş denklem şu şekildedir:
Na2Si3O7+H2SO4 ⟶ 3SiO2+Na2SO4+H2O
Bu şekilde yılda yaklaşık bir milyar kilogram (1999) silika üretildi ve bu üretim çoğunlukla polimer kompozitlerde (lastik ve ayakkabı tabanları) kullanıldı.
*Mikroçiplerde
Silikanın ince filmleri, termal oksidasyon yoluyla silikon levhalar üzerinde kendiliğinden büyür ve yaklaşık 1 nm veya 10 Å kalınlığında, doğal oksit adı verilen çok sığ bir tabaka üretir.
Örneğin 600 ile 1200 °C arasındaki sıcaklıklarda, O2 ile kuru oksidasyon adı verilen yöntem kullanılarak, silikon üzerinde Amorf Silika'nın iyi kontrol edilen katmanlarının büyümesi için daha yüksek sıcaklıklar ve alternatif ortamlar kullanılır.
Si+O2 ⟶ SiO2
veya H2O ile ıslak oksidasyon.
Si+2H2O ⟶ SiO2+2H2
Doğal oksit tabakası, yüksek kimyasal kararlılığa sahip elektrik yalıtkanı görevi gördüğü için mikroelektronikte faydalıdır.
Silisyumun korunmasını sağlayabilir, yükü depolayabilir, akımı engelleyebilir ve hatta akım akışını sınırlamak için kontrollü bir yol görevi görebilir.
AMORF SİLİKA'NIN FİZİKSEL ve KİMYASAL ÖZELLİKLERİ:
Kimyasal Formül: SiO₂
Mol Kütlesi: 60.08 g/mol
Görünüm: Şeffaf veya beyaz; renksiz, kokusuz katı
Yoğunluk: 2,648 g/cm³ (α-kuvars), 2,196 g/cm³ (amorf), 2,2 g/cm³
Erime Noktası: 1.713 °C (3.115 °F; 1.986 K) (amorf): 4,88; 1.610 °C
Kaynama Noktası: 2.950 °C (5.340 °F; 3.220 K); 2.230 °C
Manyetik Duyarlılık (χ): −29,6•10⁻⁶ cm³/mol
Isıl İletkenlik: 12 W/(m•K) (‖ c ekseni), 6,8 W/(m•K) ( ⊥ c ekseni),
1,4 W/(m•K) (amorf): 12,213
Kırılma İndeksi (nD): 1,544 (o), 1,553 (e): 4,143
Fiziksel Durum: Katı
Renk: Beyaz
Koku: Veri yok
Erime Noktası/Donma Noktası: Veri yok
İlk Kaynama Noktası ve Kaynama Aralığı: 2.230 °C
Yanıcılık (katı, gaz): Ürün yanıcı değildir.
Üst/Alt Yanıcılık veya Patlayıcılık Limitleri: Veri yok
Parlama Noktası: Uygulanamaz
Kendiliğinden Tutuşma Sıcaklığı: Veri yok
Ayrışma Sıcaklığı: Veri yok
pH: Veri yok
Viskozite:
– Viskozite, kinematik: Veri yok
– Viskozite, dinamik: Veri yok
Suda Çözünürlük: Çözünmez; veri mevcut değil
Bölüşüm Katsayısı (n-oktanol/su): Veri yok
Buhar Basıncı: Veri yok
Yoğunluk: Veri yok
Bağıl Yoğunluk: Veri yok
Bağıl Buhar Yoğunluğu: Veri yok
Parçacık Özellikleri: Veri yok
Patlayıcı Özellikler: Veri yok
Oksitleyici Özellikler: Yok
Diğer Güvenlik Bilgileri:
– Yığın Yoğunluğu: yaklaşık 200–800 kg/m³
– Parçacık Boyutu: < 2 mm
CAS Numaraları: 14808-60-7, 112945-52-5, 60676-86-0, 7631-86-9, 99439-28-8
EINECS Numaraları: 215-683-2, 238-878-4, 262-373-8, 231-545-4
InChI: InChI=1/O2Si/c1-3-2
Moleküler Formül: O₂Si
Saklama Koşulları: Oda sıcaklığı
MDL Numarası: MFCD00011232
Bileşik Kanonikleştirildi: Evet
AMORF SİLİKA'NIN İLK YARDIM ÖNLEMLERİ:
-İlk yardım önlemlerinin açıklaması
*Genel tavsiye:
Bu malzeme güvenlik bilgi formunu görevli doktora gösterin.
*Solunması halinde:
Teneffüs ettikten sonra:
Temiz hava aldırın.
*Cilt teması halinde:
Kirlenmiş giysilerinizi hemen çıkarın.
Cildinizi durulayın
su/duş.
*Gözle temas halinde:
Göz temasından sonra:
Bol su ile durulayın.
Göz doktoruna başvurun.
Kontakt lenslerinizi çıkarın.
*Yutulması halinde:
Yutulduktan sonra:
Mağdura hemen su içirin (en fazla iki bardak).
Bir doktora danışın.
- Acil tıbbi müdahale ve özel tedavinin gerekli olduğuna dair gösterge.
Veri yok
AMORF SİLİKA'NIN KAZARA SALINIMINA KARŞI ALINACAK ÖNLEMLER:
-Çevresel önlemler:
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyiniz.
-Sınırlama ve temizleme yöntemleri ve malzemeleri:
Giderleri kapatın.
Dökülenleri toplayın, bağlayın ve pompalayın.
Olası maddi kısıtlamalara dikkat edin.
Kuru olarak alın.
Uygun şekilde imha edin.
Etkilenen bölgeyi temizleyin.
AMORF SİLİKA'NIN YANGIN SÖNDÜRME ÖNLEMLERİ:
-Söndürme araçları:
*Uygun söndürme ortamı:
Karbondioksit (CO2)
Köpük
Kuru toz
*Uygun olmayan söndürme maddeleri:
Bu madde/karışım için söndürme maddelerine ilişkin herhangi bir sınırlama verilmemiştir.
-Daha fazla bilgi:
Yangın söndürme sularının yüzey sularını veya yeraltı su sistemini kirletmesini önleyin.
AMORF SİLİKA'NIN MARUZİYET KONTROLLERİ/KİŞİSEL KORUNMA:
-Kontrol parametreleri:
--İşyeri kontrol parametreleri olan bileşenler:
-Pozlama kontrolleri:
--Kişisel koruyucu ekipman:
*Göz/yüz koruması:
Gözlerinizi korumak için ekipman kullanın.
Güvenlik gözlükleri kullanın
*Vücut Koruması:
koruyucu giysiler giyin
*Solunum koruması:
Önerilen Filtre türü: Filtre A
-Çevresel maruziyetin kontrolü:
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyiniz.
AMORF SİLİKA'NIN TAŞINMASI ve DEPOLANMASI:
-Uyumsuzluklar dahil olmak üzere güvenli depolama koşulları:
*Saklama koşulları:
Sıkıca kapalı tutun.
Kuru tutun.
AMORF SİLİKA'NIN KARARLILIĞI ve REAKTİVİTESİ :
-Kimyasal kararlılık:
Ürün standart ortam koşullarında (oda sıcaklığı) kimyasal olarak kararlıdır.
-Tehlikeli reaksiyon olasılığı:
Veri yok
