Диоксид кремния

IUPAC по русски

диоксид кремния

IUPAC по англ.

dioxosilane

Номер CAS

7631-86-9


Синонимы

Диоксид кремния, Кремнезем

По английски

Silicon dioxide

Эмпирическая формула

O2Si

Группа на сайте

Химический класс

Неорганические вещества

Препаративная форма

80% Порошок Порошок (дуст)


Способ проникновения

Действие на организмы

Способы применения


Диоксид кремния – действующее вещество пестицидов (инсектицидов), разрешенных к применению для обработки зерна и незагруженных складских помещений против насекомых и клещей вредителей хлебных запасов[1].

Физические и химические свойства

Диоксид кремния (оксид кремния (IV) – бесцветные кристаллы, обладают высокой твердостью и прочностью. В природе встречается в форме песка, кварца. Диоксид кремния – главный компонент почвы и практически всех земных пород, химически инертен, не токсичен, в воде не растворяется[3].

Физические свойства

  • плотность – 2,6;
  • температура плавления – 1610ºC;
  • молекулярный вес – 60,084[5].

Диоксид кремния характеризуется наличием трех основных кристаллических разновидностей: кварц, тридимит, кристобалит. Все разновидности идентичны по химическому составу, но имеют различное расположение атомов. Соединения кремнезема делят на две группы: кристаллический (или c-диоксид кремния) и аморфный диоксид кремния (a-диоксид кремния или некристаллический диоксид кремния)[5].

Соединения c-диоксида кремния – это структуры с повторяющимися связями из кремния и кислорода. Химические структуры a-диоксид кремния связаны случайными образами[5].

Все формы кремнезема – твёрдые вещества без запаха, состоящие из атомов кремния и кислорода[5].

Частицы кремнезема способны образовывать невзрывоопасную пыль. При соединении с другими металлами и оксидами диоксид кремния образует силикаты[5].

Действие на вредные организмы

Диоксид кремния в природной форме не оказывает отрицательного влияния на вредные организмы. Но в форме тонкодисперсного высокопористого светло-серого порошка диоксида (средний размер частиц 3,8 мкм) кремнезем нарушает жизнедеятельность насекомых и клещей – вредителей хлебных запасов[2].

Попадая на вредителей с обработанного зерна, диоксид кремния разрушает липопротеиновый слой кутикулы, что приводит к неконтролируемой потере организмом вредителя влаги и гемолимфы. Мелкодисперсный порошок закупоривает дыхальца, оседает на поверхностях пищеварительной системы, органах передвижения, осязания, выделения и копулятивных органах, затрудняя жизнедеятельность организма вредителя[2].

Это приводит к большим потерям энергии, невозможности дыхания и обезвоживании, что вызывает смерть и прерывают дальнейшее развитие популяции[2].

Применение

Диоксид кремния (кремнезем) очень широко применяется во многих отраслях производства. Это химическое соединение издавна применяется для изготовления строительных материалов[3].

Аморфный непористый кремнезем используется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества под кодом E551. В этом случае от препятствует слеживанию и комкованию. Для этой же цели он используется в фармацевтике, а также в качестве лекарственного препарата[3].

Диоксид кремния применяется при производстве стекла, керамики, абразивов, кремния, резин, кремнеземистых огнеупоров, в хроматографии, волоконно-оптических кабелей. Искусственно полученные плёнки диоксида кремния применяют как изолятор в микросхемах и других электронных компонентах[3].

В сфере защиты растений диоксид кремния в форме тонкодисперсного высокопористого порошка является действующим вещество инсектицидов, разрешенных к применению против насекомых и клещей вредителей хлебных запасов. В частности, разрешен к применению инсектицид Агростраж, П[1].

Данный препарат показывает высокую биологическую эффективность в отношении широкого спектра вредителей хлебных запасов, в том числе рисового долгоносика, амбарного долгоносика, зернового точильщика, малого мучного хрущака, суринамского мукоеда, короткоусого мукоеда, хлебных клещей[2].

Токсикологические свойства и характеристики

Диоксид кремния (кремнезем) – относится к малоопасным веществам, химически инертен, не токсичен, отличается сильными абразивными свойствами, в воде нерастворим. При использовании и хранении согласно регламента не наносит вред человеку, животным и окружающей среде[2][1].

Однако при использовании препаратов с данным действующим веществом необходимо помнить, что кремнеземная пыль вызывает длительное прогрессирующее повреждение легких – силикоз[5].

Именно поэтому обработка препаратами, содержащими диоксид кремния, проводится в отсутствии людей и домашних животных. Допуск на обработанные объекты возможен только через сутки после обработки (после оседания пыли на поверхности)[2][1].

Безопасность диоксида кремния подтверждена следующими документами:

  • по ГОСТ Р 56508-2015 допускает применение диоксида кремния при производстве органических продуктов растительного происхождения;
  • по приложению Е «Кормовые добавки и некоторые вещества, используемые в кормлении животных» допускает применени коллоидного диоксида кремния в качестве добавки в корма для животных;
  • по приложению И «Пищевые добавки и технологические вспомогательные средства для использования в производстве органических пищевых продуктов и дрожжей», предусматривает использование при производстве пищевых продуктов растительного происхождения Е 551 диоксид кремния в качестве вещества, препятствующего слеживанию и комкованию приправ и пряностей;
  • по п. И.2 «Технологические вспомогательные средства, которые могут быть использованы при производстве органических продуктов», предусматривается при производстве пищевых продуктов растительного происхождения применение диоксида кремния в качестве геля или коллоидного раствора, а также диатомовой земли при производстве желатина;
  • по ГН 1.2.3539-18 в отношении диоксида кремния не требуется нормирование максимально допустимых уровней (МДУ) в зерне, семенах бобовых и масличных культур;
  • по Международной цифровой системе классификации пищевых добавок INS диоксиду кремния назначен номер Е551 в категории «эмульгаторы», создающие однородные смеси из несмешивающихся в природе веществ (например, вода и масло);
  • Е551 разрешена в РФ, Украине, Беларуси, Евросоюзе, США, Канаде. Ее количество не должно превышать 30 мг в 1 кг готового продукта[2].

Кроме того, установлено, что при употреблении диоксида кремния вовнутрь он проходит неизменным через желудочно-кишечный тракт и выводится из организма. По исследованиям французских ученых, позволили выдвинуть предположение, что употребление воды с высоким содержанием диоксида кремния снижает риск болезни альцгеймера на 11%[2].

Класс опасности

  • 3 – для человека[1].

Получение

В настоящее время кроме природного диоксида кремния разработано получения множества синтетических его форм. Синтетический кремнезем получают различными методами:

  • осаждением из раствора силиката натрия (осажденный диоксид кремния и силикагель);
  • пламенным гидролизом летучих кремнийсодержащих веществ (пирогенный диоксид кремния);
  • жидкофазный метод, основанный на взаимодействии кремнийсодержащих веществ (силикаты металлов, песок, кремнийсодержащие руды) с раствором кислот[3].

Исходными компонентами для выработки синтетического диоксида кремния является кремнийсодержащее сырье: песок (кварц), силикаты металлов, галогениды кремния[3].

Для получения высокодисперсного диоксида кремния существует целый ряд технологий.

В частности, одна из них состоит в получении диоксида кремния путем выщелачивания кремнеземистого сырья при нагревании с последующим фильтрованием. В результате на промежуточном этапе получают раствор натриевого или калиевого жидкого стекла и нерастворимую часть. Раствор жидкого стекла смешивают с раствором осадителя (водным раствором нитрата магния). Образуется осадок силиката магния. Его отделяют фильтрацией от раствора нитрата натрия без промывки и обрабатывают раствором азотной кислоты. В результате получают диоксид кремния и раствор нитрата магния. Диоксид кремния отделяют при помощи фильтрации, промывают и сушат[4].

 

Оставьте свой отзыв:

Отзывы:

Комментарии для сайта Cackle

Составитель:

 

Страница внесена:

Последнее обновление: 18.12.23 16:48

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:
1.

Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2023 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)

2.

Закладной Г.А. Агростраж для защиты органического зерна. Международный научный сборник. Выпуск XII. Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд, Москва – 2019, с.120–125.

3.

Кутищева Е.С., Усольцева И.О., Передерин Ю. В. Способы получения высокодисперсного диоксида кремния. Ползуновский вестник. 2021. № 2. с. 188‒193.

4.

RU 2 593 861 C1 Способ получения высокодисперсного диоксида кремния. Владелец патента: Габдуллин Альфред Нафитович. Автор: Габдуллин Альфред Нафитович Начало действия: 2015.04.30 Публикация: 2016.08.10 Подача: 2015.04.30

Источники из сети интернет:
5.

ChemSrc.com

Свернуть Список всех источников