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Silice - Teknopedia
Silice
Struttura cristallina
Struttura cristallina
Struttura di Lewis del composto considerando la singola molecola in fase gas.
Struttura di Lewis del composto considerando la singola molecola in fase gas.
Nome IUPAC
diossido di silicio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolareSiO2
Peso formula (u)60,08
Aspettosolido cristallino bianco
Numero CAS14464-46-1
Numero EINECS231-545-4
PubChem24261
DrugBankDBDB11132
SMILES
O=[Si]=O
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)2,2
Solubilità in acqua0,15 g/l a 298 K
Temperatura di fusione1726 °C (1999 K)
Proprietà termochimiche
ΔfH0 (kJ·mol−1)−910,7
ΔfG0 (kJ·mol−1)−856,3
S0m(J·K−1mol−1)41,5
C0p,m(J·K−1mol−1)44,4
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
tossico a lungo termine irritante
attenzione
Frasi H373
Consigli P---[1]
Modifica dati su Wikidata · Manuale

La silice (/ˈsilitʃe/[2]), o anche anidride silicica o diossido di silicio secondo IUPAC, è un composto chimico non molecolare del silicio con l'ossigeno la cui formula minima è SiO2.[3][4]

È comunemente presente in natura in forma cristallina principalmente come quarzo.[5]

Descrizione

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Sabbia, la maggior fonte di silice in natura

La silice purissima per applicazioni ad alta tecnologia viene ottenuta dalla reazione in fiamma fra il tetracloruro di silicio e l'ossigeno

SiCl 4 + O 2 → SiO 2 + 2 Cl 2 {\displaystyle {\ce {SiCl4\,+\,O2\to SiO2\,+\,2Cl2}}} {\displaystyle {\mathrm {SiCl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{4}}~\,{}+{}\,~\mathrm {O} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}~\to \mathrm {SiO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}~\,{}+{}\,~2\,\mathrm {Cl} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}}}

È una pura polvere cristallina bianca che impartisce all'acqua una lieve acidità: una sospensione di 40 g in un litro di acqua ha pH compreso tra 3,7 e 4,7.

Lo stato fisico più comune in natura è quello solido cristallino, in minerali come il quarzo e i suoi polimorfi, e più raramente quello amorfo, come nell'opale; la silice cristallina è il costituente principale di diverse rocce sedimentarie (ad es. sabbia, radiolariti, quarzareniti e pelle di leopardo). Talvolta si rinviene cristallizzata da fluidi di segregazione all'interno di rocce metamorfiche e magmatiche e all'interno di rocce carbonatiche sotto forma di selce di origine metasomatica.

Moltissimi animali e piante utilizzano la silice presente come ione silicato sia nell'acqua dolce sia in quella salata purché al di sotto dei 18 °C. Le diatomee, i radiolari, le spugne silicee, moltissimi cereali ed altre piante come la canna da zucchero e l'equiseto utilizzano questo materiale come impalcatura per lo sviluppo di strutture scheletriche.

Esistono comunque anche 15 solidi cristallini composti esclusivamente di silice, tra i quali il più famoso è certamente il quarzo o le sue forme di alta e altissima temperatura tridimite e cristobalite, oltre a solidi criptocristallini quali il calcedonio.

Rischi per la salute

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L'esposizione alla silice cristallina rappresenta un rischio significativo per la salute, soprattutto in ambito lavorativo. L'inalazione prolungata di polveri contenenti silice può causare gravi patologie respiratorie, tra cui la silicosi, una malattia polmonare irreversibile caratterizzata da infiammazione e cicatrizzazione del tessuto polmonare. Inoltre, la silice cristallina è stata classificata come cancerogena per l'uomo dall'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC), con un aumento del rischio di sviluppare tumori polmonari nei soggetti esposti. Altri effetti negativi includono bronchiti croniche e una maggiore suscettibilità ad infezioni respiratorie. Questi rischi sottolineano l'importanza di adottare misure preventive, come l'uso di dispositivi di protezione individuale e il controllo delle emissioni di polveri nei luoghi di lavoro.

Le particelle respirabili di silice cristallina, cioè quelle che possono penetrare profondamente nei polmoni, hanno dimensioni generalmente inferiori a 10 micrometri (µm) di diametro aerodinamico, con una maggiore pericolosità associata a particelle di dimensioni comprese tra 0,1 e 5 µm. Queste particelle, una volta inalate, raggiungono gli alveoli polmonari, dove possono causare danni cellulari e infiammazioni croniche. Le particelle più grandi, invece, tendono a depositarsi nelle vie aeree superiori e vengono espulse più facilmente.

Utilizzi

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  • La silice è il pressoché unico costituente della selce, materiale di base delle tecnologie preistoriche di lavorazione della pietra, nonché un componente essenziale nella costruzione degli acciarini, strumenti medievali per l'accensione di fuochi ed armi da fuoco.
  • Materia prima per la produzione di silicio elementare. La natura di semiconduttore del silicio ne favorisce l'utilizzo nel campo dell'ingegneria elettronica, nella costruzione di circuiti integrati, transistor e altri componenti elettronici.
  • Nella sua forma più pura, è il costituente principale delle fibre ottiche, utilizzate per le trasmissioni a lungo raggio.
  • Col nome di biossido di silicio, per realizzare l'ossido di isolamento all'interno dei circuiti integrati, e l'ossido di gate dei transistor MOSFET.
  • Inadatta come conduttore di calore viene utilizzata in materiali ceramici come isolante. Un esempio ne è lo scudo termico delle sonde spaziali o dello space shuttle.
  • Avendo durezza 7 nella scala di Mohs è un materiale relativamente duro, pertanto viene utilizzata come abrasivo; proprio questa capacità abrasiva può portare a specifiche malattie, quali la silicosi, una patologia polmonare legata all'inalazione di ingenti quantità di polvere.
  • La scarsa reattività con altre sostanze chimiche ne fanno un materiale inerte nella dinamite.
  • Materiale refrattario utilizzato nei forni.
  • Insieme ai suoi derivati è uno dei materiali d'elezione nella chimica analitica per separare composti tramite cromatografia: la maggior parte delle fasi stazionarie per cromatografia contengono appunto derivati della silice o silice pura.
  • La produzione di aerogel, la sostanza solida meno densa conosciuta, circa tre volte più pesante dell'aria e 1000 volte meno densa del vetro.
  • Come mescola degli pneumatici moderni per ridurre la resistenza al rotolamento e migliorare la tenuta sul bagnato.
  • Nei dentifrici sotto il nome di "Hydrated silica" come agente abrasivo della superficie dei denti.
  • Come additivo alimentare, con funzione di antiagglomerante e supportante per aromi e coloranti, sigla E551.

Medioevo

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Nei lapidari medievali la silice appuntita è chiamata pietra del tuono, perché si credeva che fosse la punta di un fulmine caduto a terra. Siccome si riteneva che un fulmine non cadesse mai due volte sullo stesso punto, le pietre del tuono venivano ricercate e appese al collo delle persone per proteggerle dai fulmini, oppure murate sui tetti delle case affinché le saette si dirigessero altrove.

Note

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  1. ↑ Sigma Aldrich; rev. del 19.10.2022
  2. ↑ Luciano Canepari, silice, in Il DiPI: dizionario di pronuncia italiana, Bologna, Zanichelli, 1999, ISBN 88-08-09344-1.
  3. ↑ Michael Binnewies, Maik Finze e Manfred Jäckel, Allgemeine und Anorganische Chemie, 3. Aufl. 2016, Springer Berlin Heidelberg, 2016, p. 108, ISBN 978-3-662-45066-6.
  4. ↑ Erwin Riedel e Christoph Janiak, Anorganische Chemie, collana De Gruyter Studium, 10. Auflage, De Gruyter, 2022, p. 125, ISBN 978-3-11-069604-2.
  5. ↑ N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2ª ed., Butterworth - Heinemann, 1997, p. 342, ISBN 0-7506-3365-4.

Voci correlate

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  • Gel di silice
  • Silicosi
  • Carbonia (composto)

Altri progetti

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Altri progetti

  • Wikizionario
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Collegamenti esterni

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  • (EN, FR) Silice, su Enciclopedia canadese. Modifica su Wikidata
V · D · M
Composti del silicio
Si(II)SiO · SiS
Si(IV)SiBr4 · SiC · SiCl4 · SiF4 · SiH4 · SiI4 · SiO2 · SiS2 · Si3N4
V · D · M
Ossidi
D2O
H2O
                                He
Li2O BeO   B2O3 CO
CO2
C2O3
NO · NO2
N2O · N2O3
N2O4 · N2O5
O F2O Ne
Na2O MgO   Al2O3 SiO
SiO2
PO · P2O3
P2O4 · P4O10
SO2
SO3
ClO2 · Cl2O
Cl2O3 · Cl2O4
Cl2O6 · Cl2O7
Ar
K2O CaO Sc2O3 TiO
Ti2O3
TiO2
V2O3
VO2
V2O5
CrO · Cr2O3
CrO2 · CrO3
MnO · Mn3O4
Mn2O3 · Mn5O8
MnO2 · MnO3
Mn2O7
FeO
Fe2O3
Fe3O4
CoO
Co3O4
Co2O3
NiO Cu2O
CuO
ZnO Ga2O
Ga2O3
GeO
GeO2
As2O3
As2O5
SeO2
SeO3
BrO2
Br2O3
Br2O5
Kr
Rb2O SrO Y2O3 ZrO2 NbO
NbO2
MoO2
MoO3
Mo2O3
Tc2O7 Ru2O3 · RuO2
RuO3 · RuO4
Rh2O3
RhO2
PdO AgO CdO In2O3 SnO
SnO2
Sb2O3 TeO
TeO2
TeO3
I2O4 · I2O5
I2O6 · I4O9
XeO3
Cs2O3 BaO * HfO2 Ta2O5 W2O3 · WO2
WO3 · W2O5
ReO2
ReO3
Re2O7
OsO2
OsO4
IrO2
IrO4
PtO2 Au2O3 Hg2O
HgO
Tl2O
Tl2O3
PbO
PbO2
Pb3O4
Bi2O3
BiO2
Bi2O5
PoO
PoO2
PoO3
At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
 
  ↓
  * La2O3 Ce2O3
Ce3O4
CeO2
Pr2O3
PrO2
Pr6O11
Nd2O3 Pm2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 Tb2O3
Tb4O7
TbO2
Dy2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3
  ** Ac2O3 ThO
ThO2
PaO2
Pa2O5
UO2 · U2O5
U3O8 · UO3
UO4 · UO6
NpO2 PuO2 Am2O3
AmO2
Cm2O3
CmO2
Bk2O3 Cf2O3
CfO2
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