Dióxido de silício | ||
Imagem superior: Fórmula de Lewis para dióxido de silício. Imagem inferior: padrão estrutural básico da maioria dos polimorfos de dióxido de silício que formam conjuntos de tetraedro de SiO 4ligados uns aos outros por seus vértices, cada átomo de oxigênio sendo comum a dois tetraedros, daí a fórmula geral de SiO 2. |
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Identificação | ||
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Sinônimos |
sílica |
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N o CAS |
sílica precipitada :amorfode sílica :stishovite :coesite :cristobalite :quartzo :tridimita :ceatita :vidro de quartzo :sílica gel :sílica ativa :sílica pirogênica |
:|
N o ECHA | 100.028.678 | |
N o EC | 231-545-4: sílica amorfa 238-455-4: cristobalita 238-878-4: quartzo 239-487-1: tridimita 262-373-8: vidro de quartzo 273-761-1: sílica ativa 601-214-2 : gel de sílica 604-037-9: estishovita 920-837-3: vidro |
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N o RTECS | VV7325000: cristobalita VV7330000: quartzo VV7335000: tridimita |
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PubChem | 24261 | |
ChEBI | 30563 | |
N o E | E551 | |
SORRISOS |
O = [Si] = O , |
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InChI |
Padrão InChI: InChI = 1S / O2Si / c1-3-2 Std. InChIKey: VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N |
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Aparência | sólido incolor, cristalino, às vezes amorfo, praticamente insolúvel em água | |
Propriedades quimicas | ||
Fórmula bruta |
O 2 Si |
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Massa molar | 60,0843 ± 0,0009 g / mol O 53,26%, Si 46,74%, |
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Propriedades físicas | ||
Fusão T ° | 1730 ° C | |
T ° fervendo | 2230 ° C | |
Solubilidade | 10 mg · L -1 a 25 ° C ( quartzo ) | |
Massa volumica | 2,334 g · cm -3 | |
Propriedades ópticas | ||
Índice de refração | 1,458 para λ = 589 nm em sílica amorfa em camada fina | |
Precauções | ||
SGH | ||
NFPA 704 | ||
0 1 0 | ||
Classificação IARC | ||
Grupo 1: carcinogênico para humanos (sílica cristalina inalada na forma de quartzo ou cristobalita de origem ocupacional) Grupo 3: inclassificável quanto à sua carcinogenicidade para humanos (sílica amorfa ) | ||
Unidades de SI e STP, salvo indicação em contrário. | ||
O dióxido de silício ou sílica , é um composto químico da fórmula SiO 2. É um sólido incolor presente em abundância no ambiente natural e em vários seres vivos . Existe no estado livre em várias formas cristalinas ou amorfas e quimicamente combinado com outros óxidos em silicatos , que são os principais constituintes da crosta terrestre e do manto . Livre ou combinado, representa 60,6% da massa da crosta continental . É particularmente abundante na forma de quartzo , especialmente em granitos . Também existe como um material sintético , como vidro de quartzo , sílica pirogênica , gel de sílica e aerogéis . É utilizado como material estrutural, na microeletrônica , como isolante elétrico , bem como como ingrediente para a indústria farmacêutica e alimentícia .
A inalação de sílica cristalina finamente dividida é tóxica e pode causar inflamação grave dos pulmões, silicose , bronquite , câncer de pulmão e doenças autoimunes , como lúpus eritematoso sistêmico e artrite reumatóide . A absorção de dióxido de silício amorfo, por outro lado, causa apenas breves inflamações reversíveis.
Em condições normais de temperatura e pressão ( T = 0 ° C , P = 0,1 MPa ), o dióxido de silício em equilíbrio está na forma de quartzo α , um material cristalino com uma estrutura trigonal ( Z = 3 padrões de SiO 2 por malha ).
Em baixa pressão ( P < 500 MPa ) e aumentando a temperatura T , a fase estável é sucessivamente:
Em baixa temperatura ( T < 600 ° C ) e aumentando a pressão P , a fase estável é sucessivamente:
As transições de fase do diagrama são de primeira ordem , com a excepção de o α ↔ quartzo quartzo β transição (de segunda ordem), que é displacive (que ocorre por deslocamento simples dos átomos sem quebrar as ligações químicas ); por esta razão, não requer nucleação , e o quartzo β não pode ser extinto a baixa temperatura.
Em todas as fases acima, cada átomo de silício está no centro de um tetraedro [SiO 4], com exceção do vapor de sílica (moléculas de SiO 2) e estishovita, em que o número de coordenação do silício é 6 (octaedro [SiO 6]).
O dióxido de silício é um sólido incolor relativamente duro (7,0 na escala de Mohs para o quartzo ) que existe nas formas cristalina e amorfa . Sua densidade é de 2,648 g / cm 3 para quartzo α , mas 2,196 g / cm 3 para SiO 2amorfo. É transparente em todo o espectro visível , daí suas aplicações em óptica , com índice de refração próximo a 1,46. Por outro lado, é menos transparente no infravermelho , o que explica em parte a vantagem obtida na horticultura pelo uso de estufas . É um bom isolante elétrico , com resistividade de 10 12 a 10 16 Ω cm para formas cristalizadas e maior que 10 18 Ω cm para formas amorfas. Sua condutividade térmica é respectivamente 1,3 e 1,4 W m −1 K −1 , e seu coeficiente de Poisson respectivamente 0,17 e 0,165 para as formas cristalina e amorfa.
Na maioria dos silicatos , os átomos de silício têm uma coordenação tetraédrica com quatro átomos de oxigênio em torno de um átomo de silício central. Os polimorfos do quartzo são exemplos de tais estruturas, que formam uma rede tridimensional na qual cada átomo de silício está ligado covalentemente a quatro átomos de oxigênio em tetraédrico manuseado.
Por exemplo, na rede cristalina do quartzo α , o tetraedro central compartilha seus quatro vértices, cada um formado por um átomo de oxigênio, enquanto os dois tetraedros centrados na face compartilham dois de seus quatro vértices, e os quatro tetraedros com bordas centralizadas compartilham apenas um de seus átomos de oxigênio com tetraedro de SiO 4vizinhos. Os 7 tetraedros da célula unitária de quartzo α são, portanto, 12 dos 24 átomos de oxigênio que são compartilhados entre dois tetraedros adjacentes.
A única forma estável de dióxido de silício em condições normais de temperatura e pressão é o quartzo α , que é a forma cristalina mais comum de SiO 2.. As impurezas na estrutura do cristal podem dar cores diferentes ao cristal. A transição entre o quartzo α e o quartzo β ocorre abruptamente a 573 ° C. Como essa transição é acompanhada por um aumento significativo no volume do cristal, ele pode facilmente fraturar rochas ou cerâmicas contendo dióxido de silício que ultrapassam essa temperatura.
Minerais de alta temperatura, cristobalita e tridimita têm densidade e índice de refração mais baixos do que o quartzo α. Em contraste, seifertite , stishovite e coesite , que são minerais de alta pressão, tem uma maior densidade e índice de refracção do que α quartzo.
Além da estishovita e das fibras de sílica, todos os polimorfos do dióxido de silício cristalizado são constituídos por tetraedros de SiO 4unidos por alguns de seus vértices em diferentes configurações tridimensionais. O comprimento da ligação Si - O varia dependendo das formas do cristal. No α quartzo, por exemplo, é 161 µm , enquanto é 154 a 171 µm na α tridimita . O ângulo de ligação Si - O - Si também varia de 140 ° para α tridimita a 180 ° para β tridimita, enquanto é 144 ° para α quartzo.
As fibras de sílica têm uma estrutura semelhante à do dissulfeto de silício SiS 2, com cadeias de tetraedros compartilhando algumas de suas bordas. A estishovita, forma estável em alta pressão, por outro lado tem uma estrutura do tipo rutilo , na qual os átomos de silício são hexacoordenados. A densidade de stishovite é 4,287 g · cm -3 , muito mais elevada do que a de α de quartzo, que é de apenas 2,648 g · cm -3 . Essa diferença de densidade deve estar relacionada à variação na coordenação , porque as ligações Si - O são mais longas na estishovita - quatro ligações equatoriais de 176 pm e duas ligações polares de 181 pm - do que no quartzo α: quatro ligações tetraédricas de 161 µm .
A faujasita é outra forma de sílica cristalina. É obtido por desaluminação de zeólitas Y ultra-estáveis com baixo teor de sódio por tratamento térmico na presença de um ácido. O produto resultante contém mais de 99% de sílica com alta cristalinidade e alta superfície específica (mais de 800 m 2 · g -1 ). É um material muito estável em relação à temperatura e ácidos. Em particular, ele retém sua cristalinidade e seu alto grau de ordem molecular a uma grande distância após ser colocado em ácido clorídrico concentrado em ebulição.
Polimórfico | Estrutura |
Sistema , Pearson , n o do grupo espacial |
ρ g cm –3 |
Observações |
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Quartzo α |
Trigonal romboédrica HP9, P3 1 21 N O 152 |
2.648 | Correntes helicoidais tornando os monocristais opticamente ativos. O α quartzo transforma em quartzo β a 846 K . | |
Quartzo β |
Hexagonal HP18, P6 2 22, n o 180 |
2.533 | Intimamente relacionado ao quartzo α , com ângulo Si - O - Si de 155 ° e opticamente ativo. O β quartzo transforma em tridimita β para 1140 K . | |
Α tridimite |
Ortorrômbica oS24, C222 1 , n o 20 |
2.265 | Metaestável à pressão atmosférica . | |
Β tridimite | Hexagonal HP12, P6 3 / MMC, n o 194 |
Intimamente relacionado com α tridimite. Tridimita β é transformada em cristobalita β a 2010 K . | ||
Cristobalite α |
Tetragonal tP12, P4 1 2 1 2, 92 |
2.334 | Metaestável à pressão atmosférica . | |
Cristobalita β |
Cúbico cF104, Fd 3 m, n o 227 |
Intimamente relacionado com α cristobalita . Antecedentes 1.978 K . | ||
Keatite |
Tetragonal tP36, P4 1 2 1 2, n o 92 |
3.011 | Ciclos Si 5 O 10, Se 4 O 14e Si 8 O 16. Produzido em quartzo e vidro alcalino 600 a 900 K e 40 a 400 MPa . | |
Moganite |
Monoclínico mS46, C2 / c, n o 15 |
Ciclos Si 4 O 8e Si 6 O 12. | ||
Coesite | Monoclínico mS48, C2 / c, n o 15 |
2.911 | Ciclos Si 4 O 8e Si 8 O 16. Treinamento em 900 K e 3 a 3,5 GPa . | |
Estishovita | Tetragonal TP6, P4 2 / mnm, n o 136 |
4.287 | Uma das formas mais densas de dióxido de silício , pouco mais baixa em densidade do que a seifertita . Estrutura de cristal semelhante a rutilo com silício hexcoordenado . Formação de 7,5 a 8,5 GPa . | |
Seifertita | Ortorrômbico oP, Pbcn |
4.294 | Uma das formas mais densas de dióxido de silício , ligeiramente mais alta em densidade do que a estishovita . Forma-se a pressões acima de 40 GPa . | |
Melanoflogita | Cúbico (cP *, P4 2 32, n o 208) ou tetragonal (P4 2 / NBC) | 2.04 | Ciclos Si 5 O 10, Se 6 O 12. Presente com hidrocarbonetos em espaços intersticiais. | |
Sílica fibrosa | Ortorrômbica oI12, Ibam, n o 72 |
1,97 | Estrutura semelhante à do dissulfeto de silício SiS 2composto por cadeias de tetraedro SiO 4unidos por algumas de suas arestas. Ele derrete a cerca de 1700 K | |
Sílica 2D | Hexagonal | Estrutura de duas camadas de folhas de sílica hexagonais. |
Existe uma grande variedade de minerais compostos por uma fração maior ou menor de SiO 2amorfo . A principal delas é a opala , que é um dióxido de silício hidratado amorfo, cuja água geralmente representa entre 6 e 10% em massa, os valores extremos variam de 3 a 21%. A geysérite é uma variante da opala formada em torno das fontes termais e gêiseres .
Algumas rochas siliciosas são de origem biológica, como os radiolaritos e os diatomitos , como o diatomito , como os kieselguhr , formados por diagênese a partir de esqueletos de miríades de radiolários , frústulas de diatomáceas , esponjas siliciosas e até mesmo tesas de amebas testáceas . Outros, como o sílex e o arenito , são rochas sedimentares mais ou menos cristalinas , sendo o sílex geralmente qualificado como criptocristalino, pois seus cristais de quartzo são pequenos e dispostos de maneira desordenada.
A sílica amorfa também é formada a partir de sílica cristalina fundida e resfriada rapidamente. É, portanto, encontrado em várias rochas vulcânicas , como obsidiana e taquilita , ou em material ejetado de crateras de impacto , como tektitas . Uma variedade especial dessas rochas é formada a partir de solos siliciosos atingidos por raios : fulguritos e lechateliérita .
As plantas produzem fitólitos, alguns dos quais consistem em dióxido de silício. Na medida em que os fitólitos ricos em SiO 2, que promovem o desgaste de dentes e mandíbulas , são encontrados em particular em gramíneas consumidas como pasto ( gramíneas ) por vários herbívoros que variam de insetos a ungulados , acredita-se ser um mecanismo de defesa desenvolvido por essas plantas para limitar seu consumo. A sílica também é encontrada na cinza da casca de arroz , que pode ser usada na filtração e na fabricação de cimentos .
SiO 2A geometria molecular a linear O = Si = O é produzida quando o monóxido de silício SiO é condensado em uma matriz de argônio criogênica resfriada com hélio líquido na presença de átomos de oxigênio liberados por descarga de microondas. Dióxido de silício dimérico (SiO 2 ) 2foi obtido pela reação de moléculas de oxigênio O 2com monóxido de silício dimérico (SiO) 2. O dióxido de silício dimérico tem dois átomos de oxigênio em ponte entre os átomos de silício com um ângulo Si - O - Si de 94 ° e um comprimento de ligação de 164,6 µm , enquanto a ligação Si - O terminal é de 150,2 µm .
No estado líquido, o dióxido de silício exibe certas propriedades semelhantes às da água, como coeficiente de expansão térmica negativo, densidade máxima em torno de 5000 ° C , além de capacidade térmica mínima . A sua densidade diminui a partir de 2,08 g · cm -3 a 1 950 ° C a 2,03 g · cm -3 a 2200 ° C .
A solubilidade do dióxido de silício em água é altamente dependente de sua forma cristalina. É muito mais alto para a sílica amorfa do que para o quartzo - 120 e 10 mg · L -1 a 25 ° C respectivamente - e é máximo a 340 ° C com 1660 mg · kg -1 na pressão de vapor saturado ; esta propriedade é usada para cultivar monocristais de quartzo por um processo hidrotérmico no qual o quartzo natural é dissolvido em água superaquecida em um recipiente pressurizado que é resfriado a partir do topo: cristais de 0,5 a 1 kg por um período de um a dois meses. Esses cristais de quartzo muito puros podem ser usados para aplicações eletrônicas. A solubilidade de SiO 2é ainda maior na água supercrítica , chegando a 20% a 500 ° C e 1000 bar.
SiO 2dissolvido em água forma ácido silícico H 4 SiO 4, que é um ácido fraco , com máximo de 120 mg · L -1 a 25 ° C em água purificada . Esse valor aumenta com a temperatura, a pressão, mas também o pH , as soluções básicas realmente promovem a formação de íons silicato de SiO 4 .4– . O ácido silícico forma suspensões coloidais em água, conferindo-lhe uma certa opacidade. É o caso da água dos gêiseres , como a do Geysir na Islândia . Para uma dada concentração de sílica coloidal, a cor azul é tanto mais intensa quanto a água está mais fria, sendo a solubilidade do ácido silícico menor.
O dióxido de silício pode dar silício por reação carbotérmica em fornos a arco a mais de 2.000 ° C, dependendo da reação:
SiO 2+ 2 C ⟶ Si + 2 CO .O flúor F 2reage com dióxido de silício para formar tetrafluoreto de silício SiF 4ao liberar oxigênio O 2, enquanto os outros halogênios ( cloro Cl 2, bromo Br 2e iodo I 2) não reaja com ele.
O dióxido de silício é atacado por ácido fluorídrico HF para dar ácido hexafluorossilícico H 2 SiF 6, reação usada em particular na indústria de semicondutores para gravar ou remover camadas finas de SiO 2 :
SiO 2 (s)+ 6 HF (aq) ⟶ H 2 SiF 6 (aq)+ 2 H 2 O.O dióxido de silício é um óxido ácido dentro do significado de Lux-Flood, que reage com óxidos básicos para dar silicatos , por exemplo, na forma de íons metassilicato SiO 32– , análogo ao íon carbonato CO 32– , e ortossilicato SiO 44– . Assim, o óxido de cálcio CaO reage com o dióxido de silício e dá silicatos de cálcio , por exemplo, wollastonita CaSiO 3 :
CaO + SiO 2⟶ CaSiO 3.A presença onipresente de silicatos entre os minerais torna o silício o segundo elemento químico mais abundante na crosta terrestre , depois do oxigênio .
O dióxido de silício é dissolvido no concentrado a quente em bases ou hidróxidos de metais alcalinos fundidos, conforme mostrado por exemplo esta equação idealizada:
SiO 2+ 2 NaOH ⟶ Na 2 SiO 3+ H 2 S.Dióxido de silício neutraliza óxidos de metal básicos, como óxido de sódio Na 2 O, óxido de potássio K 2 O, óxido de chumbo (II) PbO ou óxido de zinco ZnO, formando silicatos e vidros à medida que as ligações Si - O - Si são gradualmente quebradas. Assim, a reação de óxido de sódio e dióxido de silício pode produzir ortossilicato de sódio Na 4 SiO 4, silicato de sódio Na 2 SiO 3e vidros , de acordo com as proporções dos reagentes:
2 Na 2 O+ SiO 2⟶ Na 4 SiO 4 ; Na 2 O+ SiO 2⟶ Na 2 SiO 3 ; (0,25-0,8) Na 2 O+ SiO 2⟶ vidro .Alguns desses vidros são de importância comercial, por exemplo , vidro de cal sodada (com carbonato de sódio Na 2 CO 3e óxido de cálcio CaO), vidro de borossilicato (com carbonato de sódio Na 2 CO 3e sesquióxido de boro B 2 O 3) e cristal (com óxido de chumbo (II) PbO).
O dióxido de silício reage quente com o silício para dar monóxido de silício SiO:
SiO 2+ Si ⟶ 2 SiO .Entre os serviços ecossistêmicos fornecidos pelas esponjas siliciosas (e radiolários ) está seu papel no ciclo oceânico da sílica. Enquanto o oceano recebe continuamente a origem terrígena de sílica, enterrando esqueletos siliciosos (particularmente formas insolúveis de sílica biogênica) desempenha um papel importante no ciclo geoquímico (na) sílica oceânica.
Por muito tempo se acreditou que o ciclo marinho do Si estava em equilíbrio graças ao soterramento de esqueletos siliciosos de algas (diatomáceas) ou sua transformação em argila autigênica (um fenômeno conhecido como "intemperismo reverso", mas foi demonstrado que as geleiras e as águas subterrâneas trazem um excedente de sílica para o oceano global. A digestão química de amostras de sedimentos e seu exame microscópico mostram que o papel de enterrar esqueletos esponjosos insolúveis foi muito subestimado em inventários biogeoquímicos. As esponjas siliciosas são agora consideradas o primeiro sumidouro de sílica marinha.
A maior parte do dióxido de silício vem da mineração, incluindo extração de areia e purificação de quartzo .
A sílica pirogênica é obtida como subproduto de processos a quente como a produção de ferrossilício . É menos pura que a sílica pirogênica e não deve ser confundida com ela, suas propriedades físicas e aplicações também são diferentes.
A sílica pirogênica é uma forma de sílica em pó ou coloidal obtida pela queima de tetracloreto de silício SiCl 4em uma chama de hidrogênio H 2O 2 rico em oxigênio :
SiCl 4+ 2 H 2+ O 2⟶ SiO 2+ 4 HCl .A sílica precipitada é uma forma amorfa de dióxido de silício obtida por acidificação de soluções de silicato de sódio Na 2 SiO 3. Forma um precipitado gelatinoso, ou sílica gel , primeiro lavado e depois desidratado para dar sílica microporosa. A equação idealizada envolvendo um trissilicato de sódio Na 2 Si 3 O 7e ácido sulfúrico H 2 SO 4 pode ser resumido da seguinte forma:
Na 2 Si 3 O 7+ H 2 SO 4⟶ 3 SiO 2+ Na 2 SO 4+ H 2 S.Cerca de um milhão de toneladas de sílica foram produzidas dessa forma em 1999, destinadas principalmente ao uso em materiais compostos ( pneus e solas de calçados ).
De finas camadas de dióxido de silício se desenvolvem espontaneamente em wafers de silício por oxidação de calor, dando uma camada muito fina de cerca de 1 nm de óxido nativo. É possível fazer crescer camadas de dióxido de silício em silício, por exemplo, em temperaturas de 600 a 1200 ° C usando oxigênio (oxidação seca) ou água (oxidação úmida):
Si + O 2⟶ SiO 2 ; Si + 2 H 2 O⟶ SiO 2+ 2 H 2.Esta camada de óxido nativo é útil em microeletrônica porque atua como um isolante elétrico com alta estabilidade química. Pode proteger o silício, permitir que uma carga elétrica ( capacitor ) seja acumulada , bloquear a corrente elétrica ou mesmo regular a intensidade da corrente.
Muitos processos que levam ao dióxido de silício começam a partir de compostos de organossilício , como hexametildisiloxano O [Si (CH 3 ) 3 ] 2(HMDSO) e ortossilicato de tetraetila Si (OEt) 4(TEOS). Assim, simplesmente aquecer o TEOS de 680 a 730 ° C dá dióxido de silício:
If (OEt) 4⟶ SiO 2+ 2 OEt 2.Da mesma forma, TEOS queima em torno de 400 ° C :
Si (OC 2 H 5 ) 4+ 12 O 2⟶ SiO 2+ 10 H 2 O+ 8 CO 2.O TEOS é hidrolisado pelo processo sol-gel . O curso da reação e a natureza do produto dependem dos catalisadores , mas a equação idealizada pode ser escrita:
If (OEt) 4+ 2 H 2 O⟶ SiO 2+ 4 EtOH.Como o dióxido de silício é um composto muito estável, ele aparece durante muitas reações químicas. Assim, a combustão do silano SiH 4dá dióxido de silício da mesma forma que a combustão de metano CH 4dá dióxido de carbono CO 2 :
SiH 4+ 2 O 2⟶ SiO 2+ 2 H 2 O.A deposição de vapor químico ( CVD ) de SiO 2na superfície dos cristais de silano foi realizada em um fluxo de nitrogênio N 2a uma temperatura de 200 para 500 ° C .
Cerca de 95% do dióxido de silício ( areia ) produzido é consumido na indústria da construção , por exemplo para a produção de concreto de cimento ( cimento Portland ). O dióxido de silício é o principal componente da fundição em areia usada para fazer peças de metal em engenharia e outras aplicações tecnológicas. O alto ponto de fusão da sílica é particularmente útil neste uso.
A sílica cristalizada é usada no fraturamento hidráulico de formações geológicas contendo petróleo de reservatórios apertados e gás de xisto .
A sílica é a principal matéria-prima utilizada para a produção da maioria dos vidros . A temperatura de transição vítrea de dióxido de silício puro é de cerca de 1 201,85 ° C . Quando o dióxido de silício fundido é resfriado rapidamente, ele não cristaliza, mas se solidifica como um sólido amorfo, neste caso um vidro. A ausência de ordem em uma grande distância não implica que o material também esteja desordenado em uma escala menor, e uma organização ordenada é observada na sílica amorfa em escalas que excedem em muito o comprimento da ligação Si - O ; este é, por exemplo, o caso dos ciclos de seis tetraedros de SiO 4.
A maioria das fibras ópticas para telecomunicações é feita de dióxido de silício. Este último é a matéria-prima de muitas cerâmicas , como a terracota , o grés e a porcelana .
O dióxido de silício torna possível a obtenção de silício puro, por um processo que envolve uma reação carbotérmica em um forno elétrico a arco :
SiO 2+ 2 C ⟶ Si + 2 CO .O dióxido de silício também é amplamente utilizado na indústria de microeletrônica, onde atua como uma camada de passagem de óxido ( dielétrico ) de passivação para um transistor MOSFET ou mesmo como uma camada anti-reflexo . Suas aplicações são semelhantes às de outros óxidos relacionados, como o dióxido de zircônio ZrO 2, dióxido de titânio TiO 2ou também óxido de háfnio (IV) HfO 2.
O dióxido de silício é um aditivo (E 551) comumente usado na indústria alimentícia , principalmente como agente fluidificante para alimentos em pó ou para absorção de umidade em aplicações higroscópicas . É encontrado como um agente antiaglomerante em alimentos em pó, como especiarias e cremes de café em pó.
A sílica coloidal é usada como agente de colagem na clarificação e estabilização de vinho , cerveja e sucos de frutas ; seu número E é E551 .
O dióxido de silício é utilizado no método de separação de DNA por adsorção em sílica (en) , aplicável tanto ao DNA quanto ao RNA , devido à capacidade do SiO 2para se ligar a ácidos nucléicos na presença de caótropos .
O dióxido de silício é o principal constituinte do diatomito , ou terra diatomácea , cujas propriedades mecânicas especiais são usadas em muitas aplicações, que vão desde a abrasão em pasta de dente até o isolamento térmico, passando pela estabilização. Da nitroglicerina nas varas de dinamite , a função de absorção na cama por gatos , os inseticidas mecânicos (especialmente contra baratas ), os catalisadores de suporte em catálise heterogênea , ativação experimental de laboratório de coagulação sanguínea , etc.
A sílica hidrofóbica (in) pode ser usada como antiespumante , ou pode ser usada para produzir a água seca , uma substância que ocorre como um pó branco fino formado a partir de gotículas de água revestidas com um filme de nanopartículas de sílica.
A ingestão de dióxido de silício por via oral é essencialmente atóxica, com DL 50 de 5 g / kg . Um estudo de 2008 concluiu, após seguir indivíduos por 15 anos, que um nível de SiO 2mais alto na água parece reduzir o risco de demência ; uma adição de 10 mg / dia de SiO 2 na água potável foi associado a um risco 11% menor de demência.
O dióxido de silício não é quimicamente tóxico , mas o pó de sílica cristalina ( quartzo e cristobalita , em particular) é tóxico devido ao seu pequeno tamanho, dureza e inalterabilidade, principalmente por inalação . Mesmo uma breve exposição pode causar irritação nos olhos e no sistema respiratório . As partículas mais finas podem ser inaladas e atingir as partes mais profundas dos pulmões ( alvéolos ). Estas partículas não são eliminadas pelo organismo e podem causar lesões pulmonares graves, como silicose ( pneumoconiose fibrosante). Eles podem activar a NLRP3 inflamassoma de macrófagos e células dendríticas e assim levar à produção de interleucina , uma fortemente pró-inflamatórias de citocinas do sistema imunológico . Eles também promovem o aparecimento de câncer de pulmão . Uma única exposição a altas doses pode causar efeitos duradouros e irremediáveis, portanto a prevenção de riscos é essencial (proteção pessoal, combate à contaminação do ar, contenção). A inalação dessas partículas em grandes quantidades, por exemplo no local de trabalho, aumenta o risco de desenvolver doenças autoimunes , como lúpus eritematoso sistêmico e artrite reumatóide .
O pó de sílica amorfa não apresenta este grau de toxicidade porque possui baixa biopersistência (é solúvel em fluidos biológicos).
A sílica é um risco ocupacional para pessoas que usam jato de areia ou trabalham com produtos que contêm sílica cristalina em pó. A sílica amorfa, como a sílica pirogênica , pode, em alguns casos, induzir danos pulmonares irreversíveis, mas não está associada ao desenvolvimento de silicose . Crianças, asmáticos de todas as idades, alérgicos e idosos, todos com capacidade pulmonar reduzida, podem ser afetados mais rapidamente.
A sílica cristalina também é um risco ocupacional para quem produz pedras para bancadas , pois o processo de corte e instalação das bancadas libera grandes quantidades de sílica em suspensão no ar. A sílica cristalina usada no fraturamento hidráulico também representa um risco para a saúde dos trabalhadores.