إنتاج ثاني أكسيد السيليكون وتفاعلاته

يعمل ثاني أكسيد السيليكون كعامل مزيل للرغوة وعامل تكييف وناقل وعامل مقاوم للبرد في مشروبات الشعير مثل البيرة ومساعدات التصفية، ويتم الحصول على السيليكا غير المتبلورة أو السيليكا المترسبة (ثاني أكسيد السيليكون) من خلال تحمض محاليل سيليكات الصوديوم، ويتم غسل وتجفيف هلام السيليكا من أجل إنتاج السيليكا الصغيرة عديمة اللون، حيث يشتمل التفاعل الكيميائي على ثلاثي سيليكات مع حمض الكبريتيك، ويتفاعل ثاني أكسيد السيليكون أيضًا مع حمض الهيدروفلوريك لتكوين حمض سداسي فلوروسيليسيك (H2SiF6).

إنتاج ثاني أكسيد السيليكون

• يتم استخلاص معظم ثاني أكسيد السيليكون حتى من تعدين الكوارتز ويمكن أيضًا تحضيره باستخدام معادلة الحمض لمحلول السيليكات القلوي المائي، ويُعرف هذا النوع من الطريقة بالعملية الرطبة ويشكل (SiO2) غير متبلور على شكل حبيبات وتحصل محاليل سيليكات الصوديوم المحمضة على السيليكا المترسبة أو السيليكا غير المتبلورة، حيث يتم غسله وتجفيفه من هلام لجعل السيليكا عديمة اللون.

• ويتم ذلك تبعا للتفاعل الكيميائي التالي والذي يشتمل على ثلاثي سيليكات مع حمض الكبريتيك:

Na2Si3O7 + H2SO4 → 3SiO2 + Na2SO4 + H2O

• الجسيمات الدقيقة التي يتراوح قطرها بين 100 و 400 نانومتر.

SiCl4 + 2H2 + O2 → SiO2 + 4HCl

تفاعلات ثاني أكسيد السيليكون

• يتم تحويل السيليكا إلى سيليكون عن طريق اختزال الكربون، وعندما يتفاعل الفلور مع ثاني أكسيد السيليكون فإنه ينتج الأكسجين (O2) ورباعي فلوريد السليكون (SiF4)، ويتفاعل ثاني أكسيد السيليكون مع حمض الهيدروفلوريك من أجل إنتاج حمض سداسي فلوروسيليسيك (H2SiF6)، وذلك تبعا للتفاعل الكيميائي التالي:

SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

• في ثاني أكسيد السيليكون تُحاط كل ذرة سليكون بـ 4 ذرات أكسجين وكل ذرة أكسجين مرتبطة بذرتين من السيليكون، وتشكل الطرق الأخرى سيليكا مولدة للحرارة، لها احتراق سيلاني مثل رباعي كلوريد السيليكون، في موقد الأكسجين والهيدروجين.

تطبيقات ثاني أكسيد السيليكون

• توجد السيليكا كمسحوق رقيق وأبيض يتم إنتاجه من خلال عملية رطبة، مما ينتج عنه طريق حراري، السيليكا أو هلام السيليكا، مما ينتج عنه سيليكا مولدة للحرارة (مدخنة)، في الأطعمة البودرة تلتصق السيليكا بجزيئات الطعام وتمنعها من التكتل، يسمح القيام بذلك بتدفق المنتجات البودرة بحرية، وفصل المنتجات الأخرى بسهولة، أيضًا، يعمل ثاني أكسيد السيليكون كعامل مزيل للرغوة، وعامل تكييف.

• يعمل ثاني أكسيد السيليكون كناقل، وعامل مقاوم للبرد في مشروبات الشعير مثل البيرة ومساعدات التصفية، إلى جانب ذلك فإنه يتم استخدامه في تصنيع المواد مثل الورق والمواد اللاصقة لمواد تغليف المواد الغذائية، ووفقًا للإضافات المباشرة للوائح إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، لا يمكن أن تتجاوز مستويات SAS) 2٪) بوزن الطعام، وكمادة مضافة غير مباشرة، يمكن استخدامها فقط بالكمية المطلوبة لإنتاج التأثير الوظيفي المقصود.

الآثار الصحية لثاني أكسيد السيليكون

• إن السيليكا عند تناولها عن طريق الفم غير سامة، وفقًا لدراسة أجريت في عام 2008 ميلادي، وجدت أنه كلما ارتفعت مستويات السيليكا في الماء، انخفض خطر الإصابة بالخرف، لذلك فقد تمت زيادة الجرعة إلى 10 ملغ لكل يوم من السيليكا في مياه الشرب حيث انخفض خطر الإصابة بالخرف، عندما يتم استنشاق غبار السيليكا المتبلور جيدًا فإنه يمكن أن يؤدي إلى التهاب الشعب الهوائية أو سرطان الرئة أو السحار السيليسي بسبب تراكم الغبار في الرئتين.

• عندما يتم استنشاق جزيئات السيليكا الدقيقة بكميات كبيرة بما يكفي، فإنها تزيد من خطر الإصابة بالتهاب المفاصل الروماتويدي والذئبة، ويمكن أن يؤدي استنشاق غبار السيليكا البلوري المقسم بدقة بكميات صغيرة جدًا (يسمح OSHA بـ 0.1 مجم لكل م مكعب) بمرور الوقت إلى الإصابة بالسحار السيليسي والتهاب الشعب الهوائية أو (نادرًا جدًا) السرطان حيث يتجمع الغبار في الرئتين ويهيجهما باستمرار مما يقلل من سعة الرئة (السيليكا لا تذوب بمرور الوقت).

• يمكن أن يكون هذا التأثير خطرًا مهنيًا للأشخاص الذين يعملون مع معدات السفع الرملي، والمنتجات التي تحتوي على مسحوق السيليكا، وما إلى ذلك، لكن الأطفال ومرضى الربو في أي عمر والذين يعانون من الحساسية وكبار السن، وجميعهم يعانون من انخفاض قدرة الرئة، يمكن أن يتأثروا في فترات زمنية أقصر بكثير، من جميع النواحي الأخرى فإن ثاني أكسيد السيليكون خامل وغير ضار، عندما يتم تناول السيليكا عن طريق الفم فإنها تمر دون تغيير عبر الجهاز الهضمي وتخرج في البراز ولا تترك أي أثر وراءها.

• إن القطع الصغيرة من ثاني أكسيد السيليكون غير ضارة بنفس القدر طالما أنها ليست كبيرة بما يكفي لعرقلة الجهاز الهضمي ميكانيكيًا، أو خشنة بما يكفي لتمزيق البطانة، لا ينتج ثاني أكسيد السيليكون أبخرة وهو غير قابل للذوبان في الجسم الحي، وهو غير قابل للهضم ولا قيمة غذائية له ولا سمية.