Baada ya oksijeni, silicon ni kipengele kinachopatikana mara nyingi duniani. Haitokei bure kwa asili, lakini kama oksidi (silika) au silicate (feldspar, kaolinite na kadhalika) kwenye mchanga, mwamba na udongo. Njia moja ya kuandaa ni kwa kupokanzwa quartz (SiO2) na kaboni; wakati wa mchakato huu monoksidi kaboni hutolewa na silicon mbichi (98% safi) inabaki. Daraja hili ni safi vya kutosha kujumuishwa katika aloi-kwa mfano, alumini na chuma-ili kuzifanya kuwa ngumu au zisizo na brittle. Silicon safi huandaliwa kwa kupokanzwa silicon mbichi katika klorini. Wakati wa mchakato huu kiwanja tete SiCl4 hutokea na hutenganishwa na kunereka. Ikiwa kioevu hiki kinapokanzwa pamoja na hidrojeni, silicon safi hutolewa. Hii imeundwa kwa umbo la fimbo, na uchafu wa mwisho "huelea" kutoka kwa fimbo kwa kupasha joto sehemu ndogo hadi kiwango cha kuyeyuka, katika mazingira ya gesi ya ajizi, kama vile argon, iliyojumuishwa na vitu vyovyote vya ziada vya kuongezwa; ambayo huyeyushwa katika silicon ya kioevu.
Siloxanes ni misombo ambayo ina oksijeni pamoja na hidrojeni, silicon na, kwa kawaida, kaboni (ingawa kuna baadhi ya siloxanes isokaboni). Kuanzia molekuli ndogo, zinaweza kujengwa katika vitengo vikubwa (polima), ambazo mali mbalimbali (uwevu, elasticity, utulivu na kadhalika) zinaweza kutolewa. Siloxanes zipo katika mfumo wa resini, elastomers (misombo ya mpira) au mafuta.
matumizi
Inatumika kama wakala wa aloi kwa chuma, alumini, shaba, shaba na chuma. Pia hutumiwa sana katika utengenezaji wa semiconductor na katika uzalishaji wa silanes na misombo ya organosilicon.
Misombo ya Organosilicon hutumiwa kwa namna ya resini, elastomers (misombo ya rubbery) au mafuta. resini ni misombo ya organosilicon ambayo, ikichanganywa na idadi ya vitu vingine vinavyotumiwa katika tasnia ya rangi (vigumu, viongeza kasi na kadhalika), huunda tabaka thabiti na hutumika kwa urahisi hata kwa misingi ambayo rangi zingine hazizingatii vizuri (kama vile. nyuso za chuma). Kwa kuongezea, ni sugu kwa joto la muda au kushambuliwa na oksijeni, na haififu sana kwenye mwanga wa jua. Miongoni mwa mambo mengine, resini hizi pia hutumika kama misombo ya ukingo (plastiki), na katika utengenezaji wa povu ambayo inaonyesha upinzani mzuri kwa joto la juu na ni vihami muhimu vya joto. Resini zingine hutumiwa kama kinachojulikana kama foil (tabaka nyembamba zinazotumika kwenye tasnia ya elektroniki) kwa sababu ya mwako mdogo na sifa nzuri za kuhami umeme hata katika mazingira yenye unyevunyevu. Resini za silicon zina matumizi mengi kwa sababu ya utulivu wao wa joto na kuzuia maji, na upinzani wao kwa vimumunyisho, joto la juu na jua. Resini za silicon hutumiwa katika rangi, varnishes, misombo ya ukingo (plastiki), insulation ya umeme, mipako isiyo na shinikizo na kutolewa, na laminates.
Methyl silicate ni kioevu tete kinachotumika katika utengenezaji wa skrini za televisheni. Inapoharibiwa katika maji, safu ya uwazi ya asidi ya silicic husababisha, ambayo inalinda skrini kwenye ukuta wa kioo. Siliketi ya ethyl hutumika kama wakala wa kumfunga kwa kutengeneza ukungu katika michakato maalum ya uanzilishi wa chuma au kama sehemu ya kuanzia katika usanisi wa kemikali.
Hatari na Kinga Yake
Sehemu hii inajadili hatari za misombo ya organosilicon. Msomaji anatajwa mahali pengine katika Encyclopaedia kwa majadiliano ya athari muhimu za kiafya za kufichuliwa kwa silikati, haswa silikati za fuwele. Madhara ya carbides ya silicon pia yanajadiliwa mahali pengine.
Hatari za kitoksini za silicon ya metali hazijulikani. Kwa madhumuni mengi ya udhibiti inachukuliwa kuwa vumbi la kero. Wakati silicon inapotayarishwa na kutakaswa kwa kukosekana kwa hewa, mchakato unafanyika katika eneo lililofungwa, lisilo na gesi ambalo linapaswa kupunguza udhihirisho. Hatari zinaweza kutokea kutokana na kemikali zinazotumika pamoja na silicon katika michakato mbalimbali ya utengenezaji. Kuna aina tatu za misombo ya silicon inayozingatiwa hapa: silanes, siloxanes na heterosiloxanes.
Silanes. Silanes zina hidrojeni na silicon. Wengi wao ni imara sana, vitu vyenye mafuta ambayo wenyewe hupata matumizi kidogo ya vitendo. Ikiwa klorini, nitrojeni na kadhalika huongezwa, hata hivyo, zinaweza kutumika kwa ajili ya awali ya kemikali. Tetraklorosilane na triklorosilane, hata hivyo, ni misombo inayofanya kazi sana ambayo inaweza kutoa mvuke unaowasha sana. Zinapogusana na maji hutengana (hidrolisisi), kutoa kloridi hidrojeni. Maji katika angahewa yanaweza kuanzisha hidrolisisi hiyo. Bidhaa za hidrolisisi zinaweza kuwa na athari kali kwa macho na njia ya upumuaji. Zaidi ya hayo, trichlorosilane huwaka kwa urahisi. Vimiminika hivi huchukuliwa kama vitu vya kutu na husafirishwa kwa ampoule za quartz au masanduku ya chuma cha pua. Umwagikaji unaweza kutolewa bila madhara na soda isiyo na maji.
The siloxane mivuke ya mafuta inaweza kuwasha macho, na inaripotiwa kwamba viwango vya juu sana vinaweza kuwa na madhara makubwa kwenye mfumo wa kupumua. Tofauti na silicon misombo ya resin zimezingatiwa kuwa hazina madhara hapo awali na zilitumika sana kama vipandikizi katika mwili.
Elastomers (misombo ya mpira). Dutu hizi zina sifa ya uthabiti wao mkubwa wa juu (250 ° C) na joto la chini (hadi -75 ° C), na upinzani wa kushambuliwa na kemikali. Ajizi yao ya kemikali ni kwamba mara nyingi hutumiwa kama nyenzo za kupandikiza kwa mishipa ya damu na kadhalika. Zaidi ya hayo, haziyeyuki katika vimumunyisho vingi vya kikaboni, kama vile triklorethilini au asetoni. Utando wa mpira wa silikoni hupenyeza kwa urahisi na gesi kama vile oksijeni, hata hizi zinapoyeyushwa ndani ya maji.
Ikumbukwe kwamba kumekuwa na mabishano makubwa na mabishano ya kisheria juu ya athari za vipandikizi vya matiti vya silicon, na mamlaka zilizobainika zimegawanyika juu ya hatari zozote za kiafya zinazowezekana za muda mrefu.
Mafuta. Michanganyiko hii pia huhifadhi uthabiti wao inapokabiliwa na mabadiliko makali ya halijoto. Kwa sababu hii mara nyingi hutumiwa kama mafuta, kwani mnato wao unabaki thabiti kwa joto tofauti. Pia hutumiwa kama dawa za kuzuia maji, kwa mfano, kwenye kuta, nguo au ngozi. Sehemu zilizoshinikizwa zinaweza kuondolewa kwa urahisi kutoka kwa ukungu uliopakwa kwa misombo hii, na pia hufanya kama mawakala wa kuzuia kutokwa na povu (sifa ya mwisho ni pamoja na mengine ya msaada kwa wagonjwa wa bronchitis sugu, kwani kuvuta pumzi ya mvuke wa mafuta haya husaidia kuondoa kohozi) . Katika wanyama wa majaribio imeonekana kuwa vitu hivi huondolewa polepole sana kutoka kwenye mapafu, lakini kwamba uwepo wao huko husababisha hakuna athari mbaya. Mafuta yaliyotayarishwa na silicones pia yanavumiliwa vizuri sana na, kwa sababu ya mali zao za kuzuia maji, huchangia kuzuia-au kupona kutoka kwa - eczemas, kwa vile huzuia kuwasiliana na vitu vinavyosababisha athari kutokana na hypersensitivity.
Majaribio ya wanyama pia yameonyesha kuwa ikiwa mvuke huo umevutwa katika viwango vya juu sana narcosis mbaya inaweza kusababisha; ikiwa wanyama waliojitokeza walinusurika na narcosis, hata hivyo, urejesho kamili ulitokea. Mafuta ya silicone yanakera mucosa ya ocular kwa kiasi kidogo, na kusababisha urekundu, uchungu na lacrimation; dalili mbaya zaidi husababishwa tu na misombo ya uzito mdogo wa Masi.
Heterosiloxanes. Mbali na silicon, hidrojeni na oksijeni, heterosiloxanes ina vipengele vingine fulani kama vile metali (alumini, bati, risasi na kadhalika) pamoja na boroni au arseniki, n.k. Hutoa hidrolisisi kwa urahisi na hivyo ni hatari kwa mwili wa binadamu, jambo kuu. sehemu ambayo inajumuisha maji. Heterosiloxanes kwa ujumla huundwa kama bidhaa za kati katika usanisi wa kemikali. Methyl silicate na silicate ya ethyl kuchukua nafasi maalum katika kundi hili. Methyl silicate, kioevu cha kutosha cha tete, hutumiwa katika utengenezaji wa skrini za televisheni. Wakati ni kuoza katika maji, safu ya uwazi ya asidi ya silicic matokeo, ambayo huhifadhi skrini kwenye ukuta wa glasi. Kioevu cha methyl silicate au mvuke ambayo hufika machoni haitoi athari ya haraka, lakini baada ya 10 hadi 12 h hutoa maumivu makali ya macho, ikifuatana na uwekundu na machozi. Konea inakuwa opaque, na vidonda vinaweza kutokea, ambayo inaweza kusababisha upofu. Ikiwa mvuke hupumuliwa, uharibifu mbaya kwa mapafu au figo unaweza kutokea. Kwa kuwa kugusa mvuke au kioevu hakutoi maumivu ya papo hapo, tahadhari maalum zinahitajika kwa dutu hii. Uvunjaji wa flasks lazima uepukwe. Macho lazima yalindwe na glasi zisizo na gesi, na hatari ya kuvuta pumzi ya mvuke katika kesi ya kumwagika, nk, lazima iepukwe kwa kufunga mfumo wa uingizaji hewa wa kutolea nje.
Ethyl silicate, ambayo hutumiwa kama wakala wa kumfunga kwa kutengeneza ukungu katika michakato maalum ya msingi wa chuma au kama sehemu ya kuanzia katika mchanganyiko wa kemikali, ina shinikizo la chini la mvuke; mali hii ya kimwili husaidia kupunguza mfiduo. Katika viwango vya juu inakera utando wa mucous na ngozi, na katika viwango vya juu sana imeonekana kuwa mbaya kwa wanyama.
Wakati uzito wa Masi ya silicates huongezeka, kuna kupungua kwa reactivity.
Jedwali la misombo ya silicon na organosilicon
Jedwali 1 - Taarifa za kemikali.
Jedwali 2 - Hatari za kiafya.
Jedwali 3 - Hatari za kimwili na kemikali.
Jedwali 4 - Tabia za kimwili na kemikali.