Гидратированный окисел кремния условно называют гидроксидом кремния. Это неустойчивое вещество, проявляющее слабые свойства кислот. О свойствах гидроксида кремния и его реакциях с другими элементами читайте в нашей статье.
Диоксид кремния является слабым кислотным оксидом. При присоединении водорода оксид кремния (IV) способен образовывать кремниевые кислоты. Поэтому правильнее записать формулу гидроксида кремния как nSiO2∙mH2O.
Кремниевые кислоты
В зависимости от количества атомов водорода, кремния и кислорода выделяют несколько кремниевых кислот:
- метакремниевая – H2SiO3;
- ортокремниевая – H4SiO4;
- дикремниевые – H2Si2O5 и H10Si2O9;
- пирокремниевая – H6Si2O7;
- поликремниевые – nSiO2∙mH2O.
Соли кремниевых кислот называются силикатами.
Получить кремниевые кислоты непосредственным взаимодействием оксида кремния (IV) с водой невозможно, т.к. диоксид не реагирует с водой даже при высоких температурах. При реакции с водородом образуется чистый кремний:
Поэтому в лабораториях кислоты получают двумя способами:
- воздействием сильных кислот на силикаты натрия или калия:
Na2SiO3 + 2HCl → H2SiO3↓ + 2NaCl;
- гидролизом силанов:
SiH2Cl2 + 3H2O → H2SiO3↓ + 2HCl + 2H2.
Кремниевые кислоты самопроизвольно разлагаются на диоксид кремния и воду: H2SiO3 → SiO2 + H2O.
Свойства
Кремниевые кислоты – слабые кислоты (слабее угольной кислоты), не имеющие кислого вкуса и плохо растворимые в воде. Кислоты кремния значительно отличаются от остальных органических кислот:
- при взаимодействии с водой образуют коллоидный раствор;
- не диссоциируют;
- не меняют окраску индикатора.
Кремниевые кислоты способны растворятся в расплавах и растворах щелочей с образованием силикатов:
Как и все соединения, содержащие кремний, реагируют с плавиковой кислотой:
Кремниевые кислоты используются в производстве керамики и керамических покрытий. Они содержатся в фотоматериалах, применяются для получения стекла, силикагеля, фильтров.
Силикаты
Соли кремниевой кислоты не растворимы в воде. Исключение составляют силикаты натрия и калия, которые называются жидким стеклом и входят в состав силикатного клея.
Обычное стекло также является силикатом. Его формула –
Стекло получают при сплавлении соды, известняка, песка:
Структурной единицей силикатов является SiO4. Кремний легко замещается атомами алюминия. В результате образуются алюмосиликаты.
Силикаты широко распространены в природе. Некоторые из них (топаз, гранат, изумруд) используют в ювелирном деле.
Что мы узнали?
Гидроксидом кремния называются кремниевые кислоты. Это слабокислые соединения, легко разрушающиеся на диоксид кремния и воду. Кислоты кремния можно получить косвенно при реакции силикатов с сильными кислотами или при гидролизе силанов. Кремниевые кислоты не проявляют обычные свойства кислот: не меняют цвет индикатора, не реагируют с водой, не диссоциируют. Взаимодействуют только со щелочами и плавиковой кислотой. Используются при производстве фотоматериалов, керамики, силикагеля.