El ácido ortosilícico es un compuesto químico con fórmula Si (OH)
4. Ha sido sintetizado utilizando soluciones no acuosas . Se supone que está presente cuando el dióxido de silicio (sílice) SiO
2 se disuelve en agua a un nivel de concentración milimolar.
Nombres | |
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Nombre IUPAC Ácido ortosilícico | |
Otros nombres Ácido silícico | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
Tarjeta de información ECHA | 100.030.421 |
Número CE |
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PubChem CID | |
UNII | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
H 4 O 4 Si | |
Masa molar | 96,113 g · mol −1 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
( que es ?) | |
Referencias de Infobox | |
Introducción
El término ácido silícico se ha utilizado tradicionalmente como sinónimo de sílice , SiO 2 . Estrictamente hablando, la sílice es el anhídrido del ácido ortosilícico, Si (OH) 4 .
- Si (OH) 4 ⇌ SiO 2 ↓ + 2H 2 O
La solubilidad del dióxido de silicio en agua depende en gran medida de su estructura cristalina. La solubilidad de la sílice amorfa a la presión de vapor de soluciones de 0 a 250 ° C viene dada por la ecuación
- log C = - 731/T + 4.52
donde C es la concentración de sílice en mg / kg y T es la temperatura absoluta en kelvin. [1] Esto equivale a una solubilidad máxima de aproximadamente 2 mmol / L a temperatura ambiente. Los intentos de producir soluciones más concentradas dan como resultado la formación de gel de sílice . [2] Debido a que la concentración de ácido ortosilícico en el agua es tan baja, los compuestos que están presentes en solución no se han caracterizado completamente. Linus Pauling predijo que el ácido silícico sería un ácido muy débil. [3]
- Si (OH) 4 ⇌ Si (OH) 3 O - + H +
La situación cambió en 2017, cuando el monómero de ácido ortosilícico se obtuvo por hidrogenólisis de tetrakis (benzoiloxi) silano, (Si (OCH 2 C 6 H 5 ) 4 , en solución en dimetilacetamida o disolventes relacionados. Se determinó la estructura cristalina de este compuesto. por cristalografía de rayos X . difracción de neutrones también se utilizó para determinar la ubicación de los átomos de hidrógeno. ácido Disilicic se sintetizó por hidrogenación de sus hexakis (metilfenoxi) derivado, (CH 3 C 6 H 4 O) 3 SiOSi (OC 6 H 4 CH 3 ) 3. El ácido trisilícico cíclico, Si 3 O 3 (OH) 6 y el ácido tetrasilícico cíclico, Si 4 O 4 (OH) 8 se sintetizaron mediante variaciones de este método. [4]
Con estos nuevos descubrimientos, el término ácido silícico se ha vuelto ambiguo: además del uso tradicional como sinónimo de sílice, SiO 2 , ahora se puede usar para el compuesto Si (OH) 4 . El uso tradicional se conserva en este artículo para las citas de las publicaciones citadas que lo usan.
El derivado Si (OH) 3 F se ha caracterizado en soluciones acuosas que contienen ácido silícico y el ión fluoruro .
- Si (OH) 4 + F - ⇌ Si (OH) 3 F + OH -
Se utilizó un electrodo selectivo de iones fluoruro para determinar su constante de estabilidad . [5]
Ácido silícico oceánico
En la columna de agua más alta, la superficie del océano está subaturada con respecto a la sílice disuelta, excepto por la Corriente Circumpolar Antártica al sur de 55 ° S. La concentración de sílice disuelta aumenta con el aumento de la profundidad del agua, y a lo largo de la cinta transportadora desde el Atlántico sobre el Índico hacia el océano Pacífico. [6] [7]
Concentración de sílice disuelta en la zona pelágica superior . [8]
Concentración de sílice disuelta a 10 m de profundidad. [9] [10]
Concentración de sílice disuelta a 1000 m de profundidad. [9] [10]
Los cálculos teóricos indican que la disolución de la sílice en el agua comienza con la formación de un SiO.
2· 2 H
2O complejo, que se convierte en ácido ortosilícico. [11]
El ciclo biogeoquímico de la sílice está regulado por las algas conocidas como diatomeas . [12] [13] Estas algas polimerizan el ácido silícico en la llamada sílice biogénica , que se utiliza para construir sus paredes celulares (llamadas frústulas ). [14]
Plantas y animales
Fuera del medio marino, los compuestos de silicio tienen muy poca función biológica. Algunas plantas absorben pequeñas cantidades de sílice del suelo, para luego ser excretadas en forma de fitolitos . [15]
Se descubrió que las inyecciones subcutáneas de soluciones de ácido ortosilícico (alrededor del 1%) en ratones causaban inflamación y edema locales . Las inyecciones peritoneales de 0,1 ml de ácido recién preparado a menudo eran letales. La toxicidad disminuyó notablemente a medida que la solución envejecía, hasta el punto que después de que la solución se convirtió en un gel, no tuvo otros efectos que los mecánicos. Las soluciones eran igualmente tóxicas cuando se administraban mediante inyección intravenosa , pero las soluciones curadas o gelificadas eran casi tan tóxicas como las frescas. [2]
La investigación sobre la correlación del aluminio y la enfermedad de Alzheimer ha incluido la capacidad del ácido silícico en la cerveza para reducir la absorción de aluminio en el sistema digestivo, así como para aumentar la excreción renal de aluminio. [16] [17]
El ácido ortosilícico estabilizado con colina (ch-OSA) es un suplemento dietético . Se ha demostrado que previene la pérdida de resistencia a la tracción en el cabello humano; [18] para tener un efecto positivo sobre la superficie y las propiedades mecánicas de la piel y sobre la fragilidad del cabello y las uñas; [19] para reducir el síndrome de las uñas quebradizas; [20] para prevenir parcialmente la pérdida de hueso femoral en ratas envejecidas ovariectomizadas ; [21] para aumentar la concentración de colágeno en terneros; [22] y tener un efecto potencialmente beneficioso sobre la formación de colágeno en los huesos de mujeres osteopénicas. [23]
Referencias
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