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二氧化硅,是一种无机化合物,化学式为SiO2,硅原子和氧原子长程有序排列形成晶态二氧化硅,短程有序或长程无序排列形成非晶态二氧化硅。 ! k9 S" P' [6 Q: S' K, C6 U; A
二氧化硅晶体中,硅原子位于正四面体的中心,四个氧原子位于正四面体的四个顶角上,许多个这样的四面体又通过顶角的氧原子相连,每个氧原子为两个四面体共有,即每个氧原子与两个硅原子相结合。 # t- C, O H. L7 W. p y
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纯净的天然二氧化硅晶体,是一种坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体,常用于制造光学仪器等。
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( s! _$ p+ e. Z2 b1 a( k& W中文名 二氧化硅
# A3 A2 m1 I- y# p; `外文名 Silicon dioxide
" e; E) X8 Z& ?化学式 SiO2
, M9 X8 Q, y% ?" k. s: ^) Z. T- G熔 点 1723 ℃
; ?- a: ?. L2 u O- f( U$ N沸 点 2230 ℃ * r& m* ]4 H6 ^" l: E; \- [& }
水溶性 不溶
+ W' m/ ^! D6 T* P外 观 坚硬、脆性、不溶的无色透明的固体 , @& c4 g. X0 O9 o; [5 t
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化学性质比较稳定。不跟水反应。具有较高的耐火、耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及其独特的光学特性。 . i* B# Y4 y3 W* t5 w7 @. K7 y
是酸性氧化物,不跟一般酸反应。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。二氧化硅的性质不活泼,它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外)。 9 K* e. z' k# y7 d g _) ~
常见的浓磷酸(或者说焦磷酸)在高温下即可腐蚀二氧化硅,生成杂多酸,高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅,鉴于此性质,硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂,除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸,生成易溶于水的氟硅酸。 4 X! d/ h9 p% z+ l, h* R' ~
g& l/ ~( T: s A二氧化硅的化学式为SiO2。二氧化硅有晶态和无定形两种形态。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石。纯石英为无色晶体,大而透明的棱柱状石英晶体叫做水晶,含微量杂质而呈紫色的叫紫水晶,浅黄、金黄和褐色的称烟水晶。玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。沙子是混有杂质的石英细粒。蛋白石、硅藻土则是无定形二氧化硅。二氧化硅用途很广泛,主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等,在古代,二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成。
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1 n% ?( L# C% L4 S" A0 o+ V晶态二氧化硅的熔点1723℃,沸点2230℃,不溶于水。除氟气和氢氟酸外,二氧化硅跟卤素、卤化氢和无机酸均不反应,但能溶于热的浓碱、熔融的强碱或碳酸钠中。此外,高温时二氧化硅能被焦炭、镁等还原。常温时强碱溶液与SiO2会缓慢反应生成硅酸盐,故贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞(玻璃中含SiO2),否则会生成有黏性的硅酸钠Na2SiO3,使瓶塞和瓶口黏结在一起。由于SiO2能与氢氟酸反应,因此不能用玻璃容器盛放氢氟酸。
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物质用途
$ F2 B* I" N2 w. E k二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,是科学研究的重要材料。
# P$ A& G) k2 p当二氧化硅结晶完就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源,晶体属三方晶系的氧化物矿物,即低温石英(α-石英),是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英(β-石英)。石英块又名硅石,主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料,也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。
' v2 \7 l2 a5 A. @" W2 x6 A9 ]除此之外,二氧化硅还可以作为润滑剂,是一种优良 的流动促进剂,主要作为润滑剂、抗黏剂、助流剂。特别适宜油类、浸膏类药物的制粒,制成的颗粒具有很好的流动性和可压性。还可以在直接压片中用作助流剂。作为崩解剂可大大改善颗粒流动性,提高松密度,使制得的片剂硬度增加,缩短崩解时限,提高药物溶出速度。颗粒剂制造中可作内干燥剂,以增强药物的稳定性。还可以作助滤剂、澄清剂、消泡剂以及液体制剂的助悬剂、增稠剂。
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) T! l% r) ]5 L& B) v# u4 a食用建议 $ i F+ d* ]: Z; h! D: P3 i" r
FAO/WHO(2001)规定最大使用量用于乳粉、可可粉、加糖可可粉、食用纳脂、可可脂,用量10mg/kg;奶油脂为1g/kg;涂敷用蔗糖粉和葡萄糖粉、汤粉、汤块15g/kg;美国FDA规定本品作为抗结剂最高限量为2%。GB 2760—2011《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》规定将其用于蛋粉、乳粉、可可制品、脱水蛋白制品、糖粉、植脂性粉末、固体饮料、孕产妇配方食品,最大使用量为15g/kg;香辛料类、固体复合调味料最大使用量为20g/kg;豆制品加工最大使用量0.025g/kg。除以上之外,我国还有磷酸三钙做抗结剂,常用于乳粉和奶油粉,最大使用量10.0g/kg;小麦粉,最大使用量0.03g/kg;复合调味料,最大使用量20.0g/kg;固体饮料,最大使用量8.0g/kg;油炸小食品,最大使用量2.0g/kg。 ) s; r3 ~( ^' M' @/ S0 i
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