硅酸（其盐有水解作用的弱酸）

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更新时间：2023-05-20
硅酸
其盐有水解作用的弱酸
硅酸，化学式为H2SiO3。是一种弱酸，它的盐在水溶液中有水解作用。游离态的硅酸，包括原硅酸(H4SiO4)、偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸 (H2Si2O5)，酸性很弱。偏硅酸的电离平衡常数K1=2*10(室温)，正硅酸在PH=2~3的范围内是稳定的，不过若将过饱和的H4SiO4 溶液长期放置，会有无定形的二氧化硅沉淀，为乳白色沉淀，并以胶态粒子、沉淀物或凝胶出现。凝胶中有部分水分蒸发掉，可得到一种多孔的干燥固态凝胶，即常见的二氧化硅凝胶。这种硅酸凝胶具有强的吸附性，可用来作吸潮干燥剂、催化剂，或用作其他催化剂的载体。
基本信息
中文名
硅酸
外观
玻璃状无色透明的不规则颗粒
别名
含水二氧化硅、矽酸
化学式
H2SiO3
熔点
150 ℃
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基本内容
中文名称：硅酸
英文名称:Silicic acid
硅酸
中文别名：水合硅酸；活性硅絮凝剂；聚硅酸絮凝剂
英文别名:Silicicacid mesh for chromatography; metasilicic acid; Silicic acid; Caswell No. 734; Cubosic; EINECS 215-683-2; EPA Pesticide Chemical Code 072602; G 952; H-Ilerit; Hydrosilisic acid; K 320DS; K 60; K 60 (silicate); Mikronisil; Neoxyl ET; Polyorthosilicic acid; Polysilicic acid; Silica acid; Silica gel; Silicic acid hydrate; Silicon hydroxide; Silton TF 06; Sipernat 17; Sipernat 50; Sipernat 50S; Sipernat D 10; Sipernat S; Sizol 030; Vulcasil S/GR; Zeosil 45; Silicic acid (polyortho); pentahydroxydisiloxanyl trihydrogen orthosilicate (non-preferred name); oxosilanediol hydrate (1:1)
CAS号:7699-41-4;1343-98-2;12673-75-5;158296-67-4;245762-04-3;42615-48-5;511311-35-6;68373-08-0;84141-05-9;9063-16-5;98530-20-2
分子式:H4O4Si
分子量:96.1149
物性数据
1. 性状：玻璃状无色透明的无定形颗粒。
2. 密度（g/mL,25/4℃）： 2.1-2.3
3. 相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：未确定
4. 熔点（ºC）：未确定
5. 沸点（ºC,常压）：未确定
6. 沸点（ºC,5.2kPa）：未确定
7. 折射率：未确定
8. 闪点（ºC）：未确定
9. 比旋光度（º）：未确定
10. 自燃点或引燃温度（ºC）：未确定
11. 蒸气压（kPa,25ºC）：未确定
12. 饱和蒸气压（kPa,60ºC）：未确定
13. 燃烧热（KJ/mol）：未确定
14. 临界温度（ºC）：未确定
15. 临界压力（KPa）：未确定
16. 油水（辛醇/水）分配系数的对数值：未确定
17. 爆炸上限（%,V/V）：未确定
18. 爆炸下限（%,V/V）：未确定
19. 溶解性：不溶于水，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。
存储方法
保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方，确保工作间有良好的通风或排气装置
存放于阴凉干燥处，避免受潮。脱附加热的温度控制在120～180℃为宜，对于蓝胶指示剂、变色硅胶、蓝色硅胶则控制在100～120℃为宜。
合成方法
实验室制法
实验室采用水玻璃（硅酸钠水溶液）和盐酸反应或者硅酸钠和二氧化碳和水反应制得硅酸胶体。
化学方程式：Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
电离平衡常数：K1=2.2*10(30℃)
工业制法
1.盐酸法将细孔球形硅胶用盐酸浸泡4～6h后用纯水洗涤，烘干72h以上，用纯水洗涤后，再在70～80℃二次烘干，制得硅酸
2.在硅酸钠溶液中加入酸与电解质，搅拌下反应生成硅酸凝胶，再经老化、洗涤、干燥、活化制得硅胶。不同的原料配比及工艺条件可制得不同规格的产品。
3.在硅酸钠溶液中加入酸及一定量电解质，在搅拌下反应生成硅酸凝胶，再经老化、洗涤干燥活化制得硅胶。采用不同原料配比及工艺条件可制得不同规格的产品。
4.生产方法 硅酸结构式制备：盐酸和硅酸钠反应可生成硅酸(酸性强于硅酸的酸和硅酸盐) 反应方程式:Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓ (强酸换弱酸) 电离平衡常数K1=2.2*10-10(30℃) 注意：硅酸是原硅酸脱水而生成的，原硅酸是Si(OH)4，或写成H4SiO4，硅酸是H2SiO3 硅酸 盐酸和Na2SiO3溶液起反应时生成白色胶状沉淀，这种白色胶状物沉淀叫做硅酸(H2SiO3) 工业上采用硫酸法。即将硅酸钠与硫酸反应生成硅溶胶，经凝聚、洗涤、干燥和浓盐酸浸泡，再经洗涤、干燥而得。
化学性质
不溶于酸（溶于氢氟酸），溶于苛性碱溶液。和硅胶相比含有较多羟基，是一种高纯试剂硅胶。加热到150℃分解为二氧化硅。
硅酸化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应，与氢氟酸激烈反应并分解。
二氧化硅不与水反应，即与水接触不生成硅酸，但人为规定二氧化硅为硅酸的酸酐。
主要用途
1.用于油脂和蜡的脱色。制造催化剂及催化剂载体。用作化学试剂和钨丝加工中的熔剂。2.用作各种工业气体干燥剂及设备、仪器、药品和食品等的防潮剂；在实验室、工厂车间及公共场所用作空气湿度调节剂及环境相对湿度指示剂；在水处理工业用作离子交换剂；在石油化工领域用于产品的精制分离和有机产品脱水精制；在苯酐、苯胺、顺酐、丙烯腈和顺丁橡胶等化工产品的生产中用作催化剂及载体；在大气监测中用作有毒气体的载体及色谱用载体等。3.用于各种工业气体（如Ｈ2,Ｏ2,Ｃｌ2,ＳＯ2,ＣＯ2等）的干燥；设备仪器家用电器药品和食品等的防潮，实验室工厂车间及公共场所的空气湿度调节。用于石油化工产品的精制分离和有机产品的脱水精制；用作生产苯酐苯胺顺酐丙烯腈和顺丁橡胶等化工产品的催化剂及载体等。还用作锅炉停用保护剂脱除水中多价有害元素的离子交换剂环境相对湿度指示剂大气监测中有毒气体的载体及色谱用载体等。
2. 用于气体及蒸汽的吸附，油脂、蜡的脱色，催化剂及其载体的制备。用于生产钨丝的溶剂，分析化学上的化学试剂、接触剂和色谱分离的吸附剂，制造硅胶和硅酸盐的原料。在分析化学中能将不溶性氟化物如氟化钙、氟化铝转化为可溶性溶液，进行氟的测定。
毒理学数据
多剂量毒性数据：小鼠吸入TCLo：680mg/m3/6H/2W-I
硅胶有很强的吸附能力，对人的皮肤能产生干燥作用，
计算化学数据
1、氢键供体数量：4
2、氢键受体数量：4
3、可旋转化学键数量：0
4、拓扑分子极性表面积（TPSA）：80.9
5、重原子数量：5
6、表面电荷：0
7、复杂度：19.1
8、同位素原子数量：0
9、确定原子立构中心数量：0
10、不确定原子立构中心数量：0
11、确定化学键立构中心数量：0
12、不确定化学键立构中心数量：0
13、共价键单元数量：1
生态学数据
对是水稍微有危害的不要让未稀释或大量的产品接触地下水、水道或者污水系统，若无政府许可，勿将材料排入周围环境。
性质与稳定性
是一种非晶态二氧化硅，呈透明色。硅胶无毒、无臭、耐酸、耐碱、耐溶剂，热稳定性好。
具有比表面积大，内部孔隙率高和吸附能力强等特点，是一种高活性吸附材料。其吸附气体中的水分可达自身质量的50％，而在湿度为60％的空气流中，微孔硅胶吸附水分的量也可达硅胶质量的24％。硅胶吸附水蒸气后可通过热脱附方式将水分除去获得再生。各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。
因此，操作时应穿戴好工作服。若硅胶进入眼中，需用大量的水冲洗，并尽快找医生治疗。工作场所应注意通风，控制车间粉尘含量不大于10mg/m3。蓝色硅胶常含有少量的氯化钴，应避免与食品接触。硅胶在使用过程中因吸附了介质中的水蒸气或其他有机物质，吸附能力下降，可通过脱附加热再生后重复使用。