Mikä on kiteinen piidioksidi?

Kiteinen piidioksidi on tieteellinen nimi kemialliselle yhdisteelle SiO2, jota esiintyy kaikilla maapallon alueilla ja kaikilla geologisen tietueen kerroksilla. Sitä on käytetty monilla teollisuudenaloilla tuhansia vuosia, muinaisesta Egyptistä lähtien. Yleisin kiteisen piidioksidin muoto on kvartsi.
Piidioksidia ei pidä sekoittaa silikoniin, silikaatteihin tai silikoniin. Pii on alkuaine Si, joka yhdessä hapen kanssa muodostaa piidioksidin. Pii on toiseksi yleisin alkuaine maapallolla hapen vieressä. Silikaatteja muodostuu myös yhdistämällä pii ja happi, mutta ne sisältävät myös metallia kemiallisessa koostumuksessaan. Silikonit ovat polymeerejä, synteettisesti valmistettuja yhdisteitä.

Kahdessa muodossa piidioksidi voi olla kiteistä tai amorfista. Jotta piidioksidi olisi kiteistä, sen molekyylit on järjestettävä kolmiulotteiseen toistuvaan kuvioon. Amorfisella piidioksidilla ei ole kiteistä rakennetta. Opaalit ovat eräänlainen ei-kiteinen piidioksidi.

Koska se on polymorfista, kiteistä piidioksidia voi esiintyä useammassa kuin yhdessä tilassa. SiO2: lla on seitsemän polymorfia eli muotoa. Neljä näistä tyypeistä on erittäin harvinaisia. Muut kolme – kvartsi, kristobaliitti ja tridymiitti – löytyvät yleisesti.
Kvartsilla on myös kaksi tilaa, alfa ja beta. Alfa -kvartsia löytyy yleensä luonnosta. Kun kvartsia kuumennetaan yli 1,063.4 ° F (573 ° C), se muuttuu beeta -kvartsiksi. Valmistusprosessit luovat tämän muutoksen, mutta salama tai meteorit voivat myös viedä prosessin loppuun.

Lasin valmistuksessa käytetään usein kiteistä piidioksidia, joka on maaperän ja hiekan komponentti. Kuumennettaessa SiO2: ta sisältävä hiekka kovettuu lasiksi. Ensimmäinen lasin valmistus tapahtui Egyptissä noin 5,000 vuotta sitten.
Hiekan lisäksi kiteistä piidioksidia esiintyy kaikentyyppisissä kivimuodostelmissa. Magneettikivissä on vähiten kvartsia verrattuna sedimenttikiviin tai muodonmuutokseen. Lavasta valmistettu magneettikivi sisältää piitä, happea ja metalleja, joten yleensä muodostuu piitä. Jos metallin tyhjenemisen jälkeen jää ylimäärä piitä ja happea, muodostuu myös kvartsia. Noin 12 prosenttia magneettikivistä on SiO2.

Kiteistä piidioksidia käytetään monilla valmistusteollisuuksilla sekä keramiikassa, lasinvalmistuksessa ja muovi- ja kumitäyteaineissa. Lisäksi sitä löytyy betonista, graniitista, hiekkakivestä ja muista kivityypeistä. Monet kuuluisat rakenteet, kuten Washingtonin Valkoinen talo, sisältävät kiteistä piidioksidia.

Työskentely kiteisen piidioksidin kanssa voi olla vaarallista. Porauksen tai leikkaamisen aiheuttama pöly on helppo hengittää ja aiheuttaa silikoosia, joka muodostaa arpikudoksen keuhkoihin ja tekee sairastuneesta alttiimman muille keuhkosairauksille, kuten tuberkuloosille. Tämän materiaalin kanssa työskentelyssä on oltava erittäin varovainen.