Аморфный (некристаллический) диоксид кремния с высокой удельной поверхностью в природе в чистом виде почти не встречается. Его можно получить только технологическим способом. Выпускаемый нами высокочистый синтетический кремнезем (аморфный диоксид кремния) под торговой маркой КОВЕЛОС представляет собой очень легкий микронизированный (размер частиц в зависимости от марки от 6 до 40 микрон) порошок белого цвета без вкуса и запаха с нанопористой структурой частиц, с выраженными сорбционными свойствами. Его удельная площадь поверхности составляет 350-400 кв.м. на 1 грамм. Маслоемкость - 300-340 г/100 г.

Среди твёрдых тел аморфный диоксид кремния отличается самыми низкими теплопроводностью (0,02 Вт/(м. К)), скоростью распространения звука (100 м/с) и диэлектрической проницаемостью. Аморфный кремнезем нагреванием (при температуре свыше 1000 градусов по С) переходит в кристаллическую форму.

Синтетический кремнезем (аморфный диоксид кремния) является незаменимым во многих отраслях современной мировой экономики благодаря тому, что

  • нейтрален и химически стоек почти ко всем существующим на нашей планете минеральным и органическим веществам. То есть он безвреден для живых организмов, не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен во внешней среде.
  • имеет высокую площадь удельной поверхности, из-за того, что частица аморфного диоксида кремния содержит огромное количество наноразмерных пор. Эта сложнопространственная нанопоровая структура (высокоразвитая поверхность) частицы обуславливает прекрасные сорбционные свойства синтетического кремнезема. Он может избирательно поглощать из окружающей среды или связывать газы, пары и растворённые вещества. Интересно, что при синтезе аморфного диоксида кремния можно заранее задавать параметры поверхности (модифицировать поверхность), и тем самым получать продукт с избирательной сорбцией.

Таким образом, химическая нейтральность и огромная площадь удельной поверхности (высокоразвитая поверхность) аморфного (некристаллического) диоксида кремния способны придавать новые характеристики различным составам, материалам, продуктам, не меняя их химических свойств. В частности, высокочистый тонкодисперсный синтетический кремнезем с развитой поверхностью может:

  • загущать (повышать вязкость) текучие составы вплоть до сыпучего состояния (в зависимости от требуемой степени загущения в состав вводится от 1,5% до 33% синтетического кремнезема). Данное свойство используется при производстве краскок, лаков, клеев, герметиков, паст, мазей, смазок и т.д.;
  • увеличивать сыпучесть измельченных и/или порошкообразных твердых тел (специи, чипсы, сухарики, хлебцы, сухое молоко, сухие строительные смеси, комбикорма, стиральные порошки, тонеры, лекарственные средства и т.д.) и предохранять их от комкования,тем самым повышая срок их хранения.
  • повышать прочностные характеристики и износостойкость материалов (пластики, смолы, резины, каучуки, бетон, асфальт и пр.)
  • улучшать термодинамические характеристики (термостойкость, теплопроводность) материалов;
  • улучшать трибологические характеристики (повышает устойчивость к истиранию);

    ​​использоваться в качестве добавки в масла и смазки для любых узлов и механизмов, где есть металлические пары трения. В этом случаеиз аморфного диоксида кремния в процессе работы механизмов на поверхности трущихся пар о бразуются силикатные пленки, которые восстановливают геометрические размеры узлов и механизмов до их первоначального состояния, что в несколько раз снижает степень износа.

    быть носителем активных веществ в фармацевтических и косметических средствах;

    применяться в роли щадящего абразива в парфюмерии и косметике (пиллинг кожи, сорбирование грязи на коже), при производстве кремниевых полупроводниковых пластин и пр. (как полировальная суспензия);

    для выращивания кристаллов больших размеров, которые не могут быть выращены в воде. В этом случае длявыращивания используется среда геля кремнезема. Структура геля диоксида кремния предотвращает конвекцию и позволяет равномерно протекать процессу диффузии компонентов;

    для приготовления синтетических глинистых материалов. Так, каолин в присутствии аморфного диоксида кремния образуется в гидротермальных условиях при 200-300 °С.

    связывать и выводить из организма животных и человека различные токсины, соли тяжелых металлов, радионуклеиды;

    использоваться в качестве сырья для производства специальных кварцевых стекол с прозрачностью более 99,5% для оптического излучения с длиной волны 248 нм и более 98% для оптического излучения с длиной волны 193 нм, для производства волоконных световодов;

  • использоваться в качестве сырья для изготовления высокочистых силикатов , применяемых для покрытия телевизионных и осветительных трубок;
  • в производстве микросхем и пр. электронных компонентов использоваться в качестве изолятора, наносимого путем напыления или в виде спец. пленки;
  • служить исходным материалом для получения кремния высокой чистоты, применяемого в производстве солнечных батарей и в синтезе кремнийорганических соединений;
  • применяться как теплоизолятор и шумопоглотитель в ракетных и реактивных двигателях. Это хороший теплоизолятор для различного рода проводящих систем с температурой нагрева до 1000 °С;
  • использоваться в огнетушащих порошках для тушения пожаров классов А (тлеющие материалы), В (легковоспламеняющиеся жидкости), С (горючие газы), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.

Так же использование аморфного диоксида кремния ускоряет производственный процесс (за счет упрощения технологических циклов, сокращения времени производственного цикла) и требует меньших энергозатрат. Например, для загущения жидких составов синтетическим кремнеземом достаточно комнатной температуры.

Сфера применения высокочистого аморфного диоксида кремния в мировой экономике с каждым годом расширяется, растет его роль в развитии современных отраслей, в создании новых материалов.

Оксид кремния (IV)

Химические свойства

Диоксид кремния, что это такое? Согласно Википедии, четырехвалентный оксид кремния входит в состав практически всех горных пород. Это химическое соединение имеет вид бесцветных кристаллов, с достаточно высокой температурой плавления. Формула Диоксида Кремния: SiO2 . Химическая формула кремнезема совпадает с формулой Диоксида Кремния. Температура плавления – около 1600 градусов Цельсия.

Вещество относят к группе кислотных оксидов, является диэлектриком, и имеет несколько полиморфных модификаций кристаллов. Под действием высоких температур и давления вещество превращается в коэсит и стишовит, имеет различные модификации и формы, кварцин, опал, аутигенный кварц, халцедон; аморфный Диоксид Кремния – это кварцевое стекло.

Применение кремнезема

Вещество вследствие разнообразия форм, применяется в различных областях. Минерал используют при производстве стекла, абразивов, изделий из бетона и керамики; в качестве наполнителя во время производства резины, для получения кремния; при производстве огнеупорных материалов; в хроматографии. Кварцевые кристаллы применяют для производства зажигалок, ультразвуковых установок, в радиотехнике. Некоторые водоросли способствуют накоплению кремнезема в биосфере и выполняют биохимическую функцию. Соединение также применяют в качестве эмульгатора в пищевой промышленности (Е551 ), добавляют в состав зубной пасты. Применяют в виде изолятора, при производстве волоконно-оптических кабелей, используют в виде нагревательного элемента в электронных сигаретах; в ювелирном деле и так далее. Распространено применение Диоксида Кремния в медицине в качестве вспомогательного вещества, пищевой добавки или в виде энтеросорбента.

Диоксид кремния: вред и польза

Вещество нанести особого вреда организму не может, так как при проникновении в желудочно-кишечный тракт не всасывается через стенки желудка и выводится в неизмененном виде. Пищевая добавка Е 551 присутствует во многих продуктах питания, в сахаре, сухом молоке и славках, чипсах, сухариках, алкогольных напитках и кондитерских изделиях. При правильном использовании лекарственных препаратов вред кремния диоксида коллоидного также отсутствует.

Фармакологическое действие

Адсорбирующее, регенерирующее.

Фармакодинамика и фармакокинетика

Кремнезем имеет достаточно высокую абсорбционную способность. Вещество связывает и выводит из организма различные ферменты, ангигены , продукты тканевого распада, микроорганизмы и пищевые аллергены . Вещество активно применяют для эвакуации некоторых лекарств, воды и ядов. Средство после проникновения в пищеварительный тракт не подвергается системной абсорбции, не накапливается в организме.

При местном использовании вещество препятствует некротическим изменениям тканей, способствует заживлению ран.

Показания к применению

В медицине используют Кремния Диоксид коллоидный:

  • при кишечных инфекциях, пищевых токсикоинфекциях , аллергии ;
  • при экзогенной и эндогенной интоксикации ;
  • в рамках комплексного лечения острых отравлений;
  • при алкогольной абстиненции ;
  • при лечении гнойно-воспалительных заболеваний мягких тканей, абсцессов, гнойных ран, флегмоны , мастита .

Противопоказания

Вещество противопоказано для системного использования при во время обострения; при эрозии желудка и непроходимости кишечника. Лекарство не наносят на гранулирующие и чистые асептические раны.

Побочные действия

Кремнезем при приеме внутрь может вызвать , . При местном воздействии – образовать корку, препятствующую нормальной аэрации поверхности раны.

Инструкция по применению (Способ и дозировка)

Вещество принимают внутрь в соответствии с инструкцией, которая прилагается к препарату.

Передозировка

При передозировке у пациентов может возникнуть и несварение желудка . Нет сведений о случаях передозировки веществом.

Взаимодействие

Лекарство при пероральном приеме обладает способностью снижать эффективность одновременно принимаемых внутрь лекарств. Следует соблюдать промежуток в один час между приемами прочих лекарств.

Подавляющее большинство современных продуктов питания содержат в своём составе различные добавки, обозначаемые буквенно-цифровым кодом. Одни из них практически безопасны для здоровья, другие допускается употреблять лишь в строго ограниченных количествах, а третьих лучше всего избегать вовсе. Сегодня мы рассмотрим, как влияет на организм пищевая добавка, обозначаемая кодом Е551.

Использование добавки Е551 в производстве пищевой продукции

Прежде всего, следует сказать несколько слов о том, что собой представляет это химическое соединение, как и в каких областях промышленности оно используется.

Что представляет собой Е551?

Добавка е551 - это химическое соединение, носящее название диоксид кремния. Его формула выглядит следующим образом - SiO2. Диоксид кремния встречается в естественных природных условиях и представляет собой мелкие минералы кварца. Именно из них состоит самый обычный песок.

Но в производственных нуждах его часто получают искусственным путём. Для этого кремний подвергается окислению под воздействием кислорода при температуре 400 - 500 градусов. В результате получается однородное, бесцветное и очень твёрдое кристаллическое вещество.

Его широко используют при изготовлении стекла и керамических изделий, резины, абразивов, волоконно-оптического кабеля и др. Но диоксид кремния нашёл применение и в производстве пищевой продукции.

В каких продуктах можно найти добавку Е551?

Добавка Е551 представляет собой антислёживающий компонент. Она препятствует образованию комков при хранении продукции. Кроме того, диоксид кремния выступает и в качестве эмульгатора. Он позволяет соединять между собой разнородные консистенции, например, такие как масло и вода.

Чаще всего Е551 применяется при производстве различных снеков, чипсов, сухариков. Иногда добавляют такую добавку и в соль, чтобы сохранить её рассыпчатую консистенцию. Некоторые производители с этой же целью вводят диоксид титана в состав муки, сахара, специй. Можно найти этот элемент во многих видах сыров, в ряде кондитерских изделий и алкогольной продукции, а также в зубной пасте.

Правила использования Е551 в пищевой промышленности

Диоксид кремния разрешён к применению в области пищевой промышленности в таких странах как Россия, Канада, США, Беларусь, Украина, а также в Евросоюзе. В связи с этим уже можно сделать вывод, что добавка Е551 является безопасной. Однако существуют и некоторые ограничения. Так, диоксид кремния должен присутствовать в готовой продукции в малых дозах - всего 30 г на 1 кг продукта.

Влияние на организм Е551 (диоксид кремния): изучено неполноценно, но известно, что вещество выводится из организма, не оставляя негативных изменений

Е551 и здоровье человека

Поскольку в наше время довольно сложно полностью избежать употребления пищи, содержащей в своём составе диоксид кремния, то будет очень полезно изучить, каким образом эта добавка влияет на организм человека. Такие знания помогут более осознанно относиться к покупкам продуктов питания.

Воздействие диоксида кремния на организм

Сразу следует сделать оговорку, что влияние на организм Е551 на сегодняшний день изучено не полностью. Уже есть определённые выводы, сделанные на основе научных данных и экспериментов. Однако учёные продолжают работать над этой темой, и многие вопросы остаются открытыми.

Современные исследования позволили установить, что поступая в пищеварительный тракт, диоксид кремния не меняет своих свойств. Он проходит через пищевод, желудок и кишечник, а затем полностью выводится из организма. Таким образом, можно сделать вывод, что добавка Е551 является нейтральной по отношению к здоровью.

Однако есть научная гипотеза, согласно которой диоксид кремния способен оказывать даже полезное воздействие на организм. Так, существуют предположения, что он снижает риск развития болезни Альцгеймера. Но точных выводов учёные пока дать не могут.

Также компонент Е551 присутствует в некоторых лекарственных препаратах и выступает в качестве сорбента. Он помогает очищению организма, в частности, выводит вредные вещества из пищеварительной системы.

Вреден ли Е551 для здоровья?

Прочитав всё описанное выше, можно посчитать, что диоксид кремния абсолютно безвреден и даже полезен для здоровья. Однако важно помнить и об ограничениях, которые наложены на его применение в производстве пищевой продукции. А это значит, что некоторые риски нанесения вреда всё же существуют. Назвать их точно пока невозможно. Как уже упоминалось выше, исследования ведутся по сей день. Учёные могут утверждать лишь то, что в малых дозах Е551 безопасен для здоровья.

Но при наличии каких-либо серьёзных заболеваний, а также при неумеренном потреблении продуктов, содержащих диоксид кремния, есть риск возникновения различных проблем. В частности, Е551 может медленно накапливаться в организме, образуя камни в почках и печени. Помимо этого, есть версия, что он при определённых условиях вступает в химическую реакцию с некоторыми веществами, находящимися в организме. В результате этого могут возникать новые химические соединения, имеющие канцерогенные свойства и способные нанести вред здоровью.

Итак, влияние на организм Е551 - тема, не изученная до конца. Однозначно можно сказать лишь то, что умеренное употребление этой добавки здоровым человеком не нанесёт вреда здоровью. Однако важно помнить, что многие вопросы остаются открытыми. Поэтому старайтесь выбирать полностью натуральную продукцию.

Полное название Е551 - диоксид кремния аморфного, однако данное вещество имеет много других обозначений, например, «белая сажа», биосил, коэсит, кварц, асил, аэросил, кремнезем.

Он встречается в естественном виде в виде минералов, их смесей, а также им является обычный, привычный нам песок. Различные оксиды кремния - это самые распространенные минералы на нашей планете, они являются частью горных пород, образуют существенную часть мантии и 12% коры Земли.

В кристаллической форме очень твердое, не имеющее цвета и запаха вещество. Для применения в промышленности удобна форма белого сыпучего порошка или шариков. Для применения как пищевую добавку аморфный диоксид кремния синтезируют химическим путем, получая высокочистый продукт.

Важно. Е551 не меняет цвета готовых изделий и никак не влияет на вкусовые ощущения.

Е-номер 551 назначен диоксиду кремния по Международной системе классификации INS, согласно ей он является эмульгатором - веществом, сохраняющим структуру изделия. Согласно ГОСТ 32770-2014 эмульгатор - это добавка, предназначенная для создания и/или сохранения однородной смеси двух или более несмешивающихся фаз в пищевом изделии.

Вещество имеет множество модификаций. До сих пор продолжаются открытия разных форм. Например, пару лет назад ученые из США открыли 5 новых его форм.

Для справки. Искусственным путем «белая сажа» была впервые получена в 1953 году ученым Л. Коэсом.

Химические характеристики

Рассматриваемое вещество химически инертно: не растворяется в воде и этаноле, не взаимодействует с кислотами. Для вступления в реакцию с щелочами нужно повышение температуры. Является стеклообразующим веществом.

При производстве продуктов питания строго отслеживается, чтобы влага и температура не навредили структуре изделия, а также не засорили оборудование. Для этих целей используют антислеживатели, такие как рассматриваемое химическое соединение.

Е551 несет вспомогательную функцию: с ее помощью избегают комкования. Ее иногда называют улучшителем сыпучести.

Цель применения

Данная примесь необходима, чтобы препятствовать комкованию несмешиваемых компонентов. Комкование негативно сказывается на сроке годности и качестве продукта, поэтому антислеживатель продлевает хранение и сохраняет свойства пищевых изделий. Другие его функции:

  • является пеногасителем;
  • улучшает сыпучесть;
  • позволяет избежать слеживания;
  • улучшает текучесть порошков;
  • может использоваться как стабилизатор (загуститель).

Используют добавку не только для пищевых продуктов для людей, но и для кормов животным. Ее найдете в составе всех сыпучих изделий:

  • муки;
  • яичного порошка;
  • соли или ее заменителей;
  • сахара;
  • специй;
  • какао;
  • сухого молока, сливок.

Также добавляют в следующие группы товаров:

  • снеки, закуски, чипсы, сухарики, орешки;
  • алкоголь;
  • кисломолочку;
  • сладости.

Также применяют в фармацевтике, например, в составе «Эспумизана», используемого даже для новорожденных или энтеросорбента. Е551 частый компонент зубных паст, картона, бумаги.

Е551 — какой вред для человека?

Улучшитель сыпучести в желудочно-кишечном тракте не всасывается и организмом не накапливается, поэтому его употребление абсолютно безопасно.

Более того, лекарства с данным веществом выводят из желудка, печени и кишечника токсины и свободные радикалы, однако постоянно принимать их тоже не стоит, они могут снизить работоспособность печени.

Единственный способ, при котором химическое соединение действительно может нанести существенный вред - это в форме пыли попасть в живые ткани, например, в легкие или кровь, тогда медленно развивается гранулематозное воспаления, а также другие тяжелые заболевания.

ВАЖНО. Если производство продуктов питания соответствовало гигиеническим требованиям СанПин 2.3.21078-01 , то можно говорить об абсолютном отсутствии вреда Е551 для человека.

«Белая сажа» широко распространена в природе, однако в продуктах питания применяется высокочистое вещество, синтезированное химическим путем. Данная добавка несет вспомогательную функцию, не меняет вкус, запах, цвет, а предотвращает слеживание и комкование продуктов.

Диоксид кремния (химическая формула: SiO2, кремнезем) - это бесцветное кристаллическое, стеклообразное или Этот минерал в виде широко применяют в строительстве, в производстве химической продукции и радиотехники, в авиационном строительстве и многих других отраслях.

Распространение кремнезема в природе

Диоксид кремния содержится в земной коре в виде смесей с некоторыми другими минералами (их называют граниты) и в виде силикатов, входит в состав горных пород. Наиболее распространенный в природе минерал - кварц, намного реже встречаются кристобалит, халцедоны, тридимит, опалы, лешательерит (кварцевое стекло). Мелкие кристаллы кварца образуют так называемый «жильный» кварц. При постепенном разрушении горных пород образуются кварцевые пески, которые, уплотняясь, приводят к появлению кварцитов и песчаников.

Горный хрусталь - это наиболее чистый кварц, бесцветный. Его кристаллы могут весить десятки тонн и достигать длины в несколько метров. Также кварц может быть окрашен различными примесями в фиолетовый цвет (аметист), желтый (цитрин), черный (морион), дымчатый (раухтопаз). В природе встречаются и скрытокристаллические формы кварца: это красно-розовый сердолик, зелено-яблочный хризопраз, синеватый сапфир, тонко-окрашенная яшма, ониксы и агаты песчаные, роговики и кремни.

Уникален «благородный» опал, который состоит из коллоидных однородных частиц диаметром примерно 0,2 мкм. Эти частицы плотно упакованы в упорядоченные агломераты, воды в них содержится менее одного процента (в большинстве опалов - около семи процентов). Природные месторождения диоксида кремния могут также образовывать диатомит, трепел. Из этого минерала построены панцири скелеты некоторых губок. Он входит в состав стеблей растений - таких, как тростник, хвощ, бамбук.

Как получают диоксид кремния?

Синтетический SiO2 можно получить:

Путем воздействия соляной (HCl) или серной (H2SO4) кислот на реже - на другие растворимые силикаты (этот способ является основным в развитых странах);

Используя кремния диоксид коллоидный (путем его замораживания или коагуляции под действием ионов F-, Na+);

Путем гидролиза фтористого кремния SiF4, четыреххлористого кремния SiCl4, тетраэтоксисилана (C2H5O)4Si, твердого десублимата (NH4)2SiF6 в газовой форме, а также в водно-аммиачных и водных растворах (иногда с добавлением органических оснований или этанола).

Диоксид кремния аморфный получают:

Из диатомита и трепела;

Прокаливанием рисовой шелухи;

Размалыванием плавленого кварцевого песка.

Безводные порошки кремнезема получают:

Используя химическое осаждение из газовой фазы;

Путем гидролиза и окисления паров пирогенного кремнезема и фтористого кремния;

Путем сжигания паров четыреххлористого кремния SiCl4 в смеси О2 и Н2.

Как используют диоксид кремния?

Кремнезем природный используют в производстве изделий из фарфора, бетона, абразивов, кирпича силикатного, керамики, фаянса, динаса, силикатных стекол;

Кремнезем синтетический («сажу белую») используют в качестве наполнителя в производстве резин;

Монокристаллы кварца нашли применение в радиотехнике (фильтры, стабилизаторы частоты пьезоэлектрические, резонаторы), в акустоэлектронике и акустооптике, в ювелирном деле, в оптическом приборостроении;

Горный хрусталь и синтетический диоксид кремния используются как сырье для производства кварцевого стекла, монокристаллов кварца, кварцевых волокон и керамики. В свою очередь, керамику и применяют в авиационной промышленности, оптике, электронике и других отраслях. Кварцевую ткань используют как материал, удерживающий тепло, а кварцевые волокна - для создания волоконно-оптических систем и линий связи.