Formuła, właściwości, zagrożenia i zastosowania kwasu ortokrzemowego



The kwas ortokrzemowy jest dominującym związkiem chemicznym w rodzinie związków znanych jako kwasy krzemowe. Kwasy te zawierają pierwiastek krzemu związany z tlenem i wodorotlenkami, których ogólnym wzorem jest [SiOx(OH)4-2x]n. Jego wzór chemiczny to H4SiO4 a jego struktura jest przedstawiona na rysunku 1.

Kwas ortokrzemowy jest uwodnioną postacią dwutlenku krzemu z rodziny Miscellaneous Silicates. Są to związki nieorganiczne, w których największym oksoanionem metalu jest krzemian, do którego nie jest przyłączony żaden atom lub atom niemetaliczny.

Rysunek 1: Struktura kwasu ortokrzemowego.

Jest uważany za substancję macierzystą, z której pochodzi duża rodzina minerałów (krzemianów), soli i estrów. Kwas można przygotować tylko jako niestabilny roztwór w wodzie;

Ich cząsteczki łatwo kondensują się ze sobą, tworząc łańcuchy wodne i polimerowe, pierścienie, arkusze lub sieci trójwymiarowe, które tworzą jednostki strukturalne żelu krzemionkowego i wielu minerałów, które mają bardzo niską rozpuszczalność w wodzie (Britannica, 1998).

Kwas ortokrzemowy występuje naturalnie w wodzie słodkiej i morskiej, występuje również w niektórych napojach, takich jak piwo.

Jest wytwarzany w procesie niebiologicznym zwanym hydratacją, który obejmuje wodę i kwarc, który jest znany na Ziemi. Reakcja, która wytwarza kwas krzemowy z kwarcu, można zapisać jako:

SiO2 + 2H2O → H4SiO4

Związek jest powszechnie nazywany rozpuszczalną krzemionką, ponieważ kwas ortokrzemowy jest sposobem, w jaki organizm uzyskuje mineralny krzem, który jest niezbędny w syntezie kolagenu i tworzeniu kości..

Chociaż kwas ortokrzemowy występuje w wodzie, znane są przypadki osób z brakiem krzemu. W rezultacie zwiększyło się stosowanie suplementów kwasu ortokrzemowego (kwas ortosilikowy, S.F.).

Indeks

  • 1 Właściwości fizyczne i chemiczne
  • 2 Reaktywność i zagrożenia
  • 3 zastosowania
  • 4 odniesienia

Właściwości fizyczne i chemiczne

Kwas ortokrzemowy jest białym amorficznym ciałem stałym (niekrystalicznym) bez charakterystycznego zapachu (National Center for Biotechnology Information, 2017). Jego wygląd pokazano na rysunku 2.

Figura 2: wygląd kwasu ortokrzemowego.

Jego masa cząsteczkowa wynosi 60,06 g / mol, jego gęstość wynosi 1,8 g / ml i jest nierozpuszczalna w zimnej wodzie i rozpuszczalna w gorącej wodzie i etanolu (Royal Society of Chemistry, 2015).

Związek jest niekompatybilny z fluorkami, takimi jak fluorowodór, heksafluorek zenonu, difluorek tlenu i trifluorek chloru. Substancja może wybuchnąć, gdy zostanie zwilżona i podgrzana magnezem.

Reaktywność i zagrożenia

Kwas ortokrzemowy jest sklasyfikowany jako związek trwały, jednak dla komórek somatycznych niektórych ssaków innych niż człowiek stwierdzono działanie mutagenne.

Substancja działa jako środek osuszający i może powodować podrażnienia, suchość skóry oraz powodować wysuszenie i podrażnienie błon śluzowych i dróg oddechowych w przypadku silnego narażenia.

W przypadku kontaktu z oczami nie oczekuje się żadnych niepożądanych skutków, ale pył może powodować mechaniczne podrażnienie.

Może być szkodliwy po połknięciu w dużych ilościach. Nie oczekuje się jednak niekorzystnych skutków dla przemysłowego zarządzania numerycznego. Badania epidemiologiczne wskazują na niski potencjał niekorzystnych skutków dla zdrowia (Karta charakterystyki substancji niebezpiecznej Kwas krzemowy, 2013).

Używa

Kwas ortokrzemowy jest główną formą biodostępnego krzemu. Zaproponowano, że względnie nierozpuszczalne formy krzemionki mogą również uwalniać małe, ale znaczące ilości krzemu w przedziałach biologicznych.

Na przykład koloidalny kwas krzemowy, żel krzemionkowy i zeolity, chociaż stosunkowo nierozpuszczalne w wodzie, mogą zwiększać stężenie krzemionki rozpuszczalnej w wodzie i uważa się, że zależą od specyficznych strukturalnych właściwości fizykochemicznych (Lela Munjas Jurkić, 2013).

Podsumowując, zaopatrzenie w żywność zapewnia wystarczającą ilość krzemu na sposoby wymienione powyżej, które mogą zostać wchłonięte i znacznie poprawić ogólne zdrowie człowieka pomimo negatywnego postrzegania krzemionki jako zagrożenia dla zdrowia..

Źródła pokarmowe dostępnego biologicznie krzemu obejmują pełne ziarna, zboża, piwo i niektóre warzywa, takie jak zielona fasola. Krzem w postaci krzemionki lub dwutlenku krzemu (SiO2) jest powszechnym dodatkiem do żywności, ale ma ograniczoną absorpcję jelitową. (Ray Sahelian, 2016).

Krzem był już związany z mineralizacją kości, syntezą kolagenu, skórą, włosami i paznokciami, miażdżycą, chorobą Alzheimera, wzmocnieniem układu odpornościowego, a także innymi zaburzeniami lub działaniami farmakologicznymi.

Sugerowano, że krzem odgrywa rolę w tworzeniu tkanki łącznej i występuje we włosach w stężeniu 1-10 ppm.

Kwas ortokrzemowy stabilizowany choliną jest biodostępną formą krzemu, która, jak stwierdzono, poprawia mikrorelację skóry i właściwości mechaniczne skóry u kobiet ze skórą fotostarzoną.

Doustne przyjmowanie stabilizowanego kwasu ortokrzemowego z choliną miało pozytywny wpływ na wytrzymałość na rozciąganie, w tym elastyczność i obciążenie niszczące włosów, i powodowało grubsze włosy (Barel A, 2005).

W badaniu z 2008 r. 136 kobiet z osteopenią przyjmowało kwas ortokrzemowy wraz z wapniem i witaminą D lub prostą placebo codziennie przez rok. Po zakończeniu roku uczestnicy, którzy otrzymali kwas ortokrzemowy, wykazali większą poprawę w tworzeniu kości.

Naukowcy przypisali to zdolności kwasu ortokrzemowego do stymulowania produkcji kolagenu (białka znajdującego się w tkance łącznej) i promowania rozwoju „komórek tworzących kości”.

Jedno z pierwszych badań przeprowadzonych w 1997 r. Dotyczyło wpływu kwasu ortokrzemowego na zdrowie stawów u cieląt.

Naukowcy odkryli, że cielęta karmione suplementem kwasu ortokrzemowego zazwyczaj miały wyższe stężenie kolagenu w chrząstce, co wskazywałoby na silniejsze i zdrowsze stawy.

Naukowcy nie byli do końca pewni, czy suplementacja kwasu ortokrzemowego przyniesie takie same efekty u ludzi, chociaż nowsze badania sugerują, że OSA może replikować podobne wyniki.

Referencje

  1. Barel A, C. M. (2005). Wpływ doustnego przyjmowania stabilizowanego choliną kwasu ortokrzemowego na skórę, paznokcie i włosy u kobiet z fotouszkodzoną skórą. Arch Dermatol Res. 297 (4), 147-153. Zaczerpnięty z ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Britannica, T. E. (1998, 20 lipca). Kwas krzemowy Źródło: Encyclopædia Britannica: britannica.com.
  3. Lela Munjas Jurkić, I. C. (2013). Biologiczne i terapeutyczne działanie kwasu orto-krzemowego i niektórych związków uwalniających kwas orto-krzemowy: nowe perspektywy terapii. Nutr Metab (Lond). 10: 2. Pobrane z ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Karta charakterystyki materiału Kwas krzemowy. (2013, 21 maja). Źródło: sciencelab: wykonane z sciencelab.com.
  5. National Center for Biotechnology Information. (2017, 4 marca). PubChem Compound Database; CID = 14942.Zostano z PubChem: pobrane z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  6. Kwas ortokrzemowy. (S.F.). Źródło z uzupełnienia: pobrane z suplementpolice.com.
  7. Ray Sahelian, M. (2016, 4 marca). Krzemowe uzupełnienie korzyści zdrowotnych, ryzyko, skutki uboczne, kwas ortokrzemowy. Źródło: raysahelian: wykonane z raysahelian.com.
  8. Królewskie Towarzystwo Chemiczne. (2015). Kwas krzemowy Źródło: chemspider: pobrane z chemspider.com.