حمض السيليسيك

حمض السيليسيك هو مركب كيميائي ، ويسمى أحيانا سيلانول . حمض السيليسيك هو اسم عام لعائلة من مركبات تحتوي على السيليكون مرتبطا بأكسيد أو مرتبطا بمجموعة هيدروكسيل. لتلك المركبات الصيغة الكيميائية العامة [SiOx(OH)4-2x]n.N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.R. K. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley, New York, 1979. وقد تعرف العلماء على عدد من أحماض السيليسيك ولكنها جانت جميعها في محاليا مائية منخفضة التركيز جدا ، من أمثالها «حمض ميتاسيليسيك» (H2SiO3), وحمض أرثوسيليسيك (H4SiO4, pKa1=9.84, pKa2=13.2 at 25 °C), «وحمض ديسيليسيك»
(H2Si2O5), و«حمض بيروسيليسيك» (H6Si2O7); ومن المحتمل أنه عند تجمد تلك الأحماض إنها تكوّن مركبات معقدة مبلمرة .

الصيغة الكيميائية العامة هي : SiO2 · n H2O ; حيث لا يكون الماء ماء التبلور ، وانما من الممكن أن ينفصل خلال تفاعلات كيميائية وتتكون مجموعات هيدروكسيل.

عندما يفقد «حمض أورثوسليكات» الماء فهو يتحول إلى ثاني أكسيد السيليكون . وتسمى أملاح الحمض سيليكات .

كما من الممكن ان تتكون منه إستر عندما يتفاعل جزيء عضوي معه.

طبيعيا يوجد حمض السيليسيك في الأحفورات والترسيبات الجيولوجية ، وهي المادة الطبيعية في دروع بعض الطحالب ، ومنه الصناعي ويسمى «زجاج سيليكوني» ، وصيغتهم العامة : SiO2 , أي أنهم جميعا ثاني أكسيد السيليكون.

 تفاعلاته الكيميائية 

تفاعلات حمض السيليسيك تكون بصفة عامة خارجة عن إطار السيطرة . يحدث له فقد للهيدروجين وينتج «حمض ميتاسيليسيك» ، ولا يستقر على ذلك بل يكمل التفاعل حتى ينتج ثاني أكسيد السيليكون وماء .

 تفاعلات حمض-قلوي 

مثل حمض السيليسيك هو مثل «السيلانول» فهو حمض ضعيف . يمكن نزع بروتون (أيون الهيدروجين) منه في محلول ، منتجا سيليكات حمض مرافق .

 وجوده 

يوجد حمض السيليسيك الأحادي في جميع المياه ، وحتى في مياه الشرب ، وفي سوائل أجسام الحيوان والنبات . وتستغل طحالب السيليكون حمض السيليسيك لتكوين دروعها . ويتعادل استهلاك حمض السيليسيك البيولوجي في البيئة عن طريق ماء الأمطار ومياه الرشح ، التي تتخلل التربة وتذيب حمض السيليسيك من سيليكات التربة .

كما أن حمض السيليسيك هو الفعال في تكوين الأحفورات مثل تكوين الأشجار المتحجرة والغابات المتحجرة.

 تحضيره 

يحضر حمص السليسيك الأحادي عن طريق التحليل الكهربائي من محاليل هالوجينات السيليكون مثل رابع فلوريد السيليكون و رابع كلوريد السيليكون ، أو "تترا
ميثيل أورثوسيليكات" .

في العوالق المائية يتحول ثاني أكسيد السيليكون SiO2 ببطء شديد إلى حمض السيليسيك الأحادي . وعند درجة حرارة 25 °C تذوب نحو 120 مليجرام من SiO2 في لتر واحد من الماء :

ويتكون حمض السيليسيك أيضا من ذوبان «ألكالي سيليكات» Alkalisilicate والذي يسمى احيانا «الزجاج المائي» في أحماض فلزات . وتتضمن الطريقة الصناعية تحضيره التبادل الكاتيوني بدلا من استخدام أحماض فلزات.

 ذوبانــه 
تصغير|270px|يسار|ذوبان حمض السيليسيك في الماء واعتماده على الباهاء pH ، ودرجة الحرارة .

1زبان حمض السيليسليك في الماء ضعيف جدا ويسير ببطء شديد. عند باهاء 
7 ودرجة حرارة 25 °C يذوب منه 0,12 جرام (في صورة أكسيد السيليكون ) في لتر واحد من الماء .

وبارتفاع درجة الحرارة وارتفاع الباهاء يرتفع بالتالي ذوبانه في الماء . فعند درجة حرارة 
75 °C ; تبلغ نسبته 330 جزء في مليون جزء من الماء .J. Schlomach: Feststoffbildung bei technischen Fällprozessen. Dissertation, Universität Fridericiana Karlsruhe, 2006, ISBN 3-86644-024-3 S. 9. Z. Amjad: Water soluble polymers: solution properties and applications. Verlag Springer, 1998, ISBN 0-306-45931-0 .

 توزيع حمض السيليسيك في البحار 

تصغير|280px |يمين|توزيع تركيز حمض السيليسيك على سطح المحيطات ، من أطلس محيطات العالم لعام 2009 .World Ocean Atlas 2009 

يتكون حمض السيليسيك بالقرب من سطح المحيطات عن طريق تفاعل إماهة . وينتقل إلى الاعماق عن طريق سقوط المياه (الباردة ) عند القطبين . ويقوم العلماء بقياس معدلات وجود حمض السيليسيك في المحيطات والبحار ، حيث من الممكن أن يتغير تركيزه في المياه بفعل ما يقوم به الإنسان من أنشطة . وهو ينزع ابتدائيا عن طريق تحويله إلى ثاني أكسيد السيليكون وماء .

وفي المحيطات يتكون حمض السليسليك غالبا في هيئة حمض أورثو السيليسيك (H4SiO4), وتنتظم دورته البيولوجية (الحيوية) تحت فعل مجموعة من الطحالب تسمى دياتوم.Siever, R. (1991). Silica in the oceans: biological-geological interplay. In: Schneider, S. H., Boston, P. H. (eds.), Scientists On Gaia, The MIT Press, Cambridge MA, USA, pp. 287-295.Treguer, P., Nelson, D. M., Van Bennekom, A. J., DeMaster, D. J., Leynaert, A. and Queguiner, B. (1995). The silica balance in the world ocean: A reestimate. Science 268, 375-379. 

تلك الطحالب تعمل على بلمرة حمض السيليسيك إلى «سيليكا حيوية» ، تدخل بدورها في بنية جدران خلايا الطحالب وتسمى «فروستولز».

 اقرأ أيضا 
 حمض أورثو السيليسيك
 حمض ميتا السيليسيك
 حمض سداسي فلوروسيليسيك

 المراجع 

تصنيف:أحماض معدنية
تصنيف:سيلانولات
تصنيف:علم البيئة المائي
تصنيف:علم المحيطات
تصنيف:كيمياء
تصنيف:مركبات السيليكون
تصنيف:مركبات الهيدروجين