Kwas krzemowy

Te kwasy krzemowe są rodziną związków chemicznych , których cząsteczki zawierają jeden atom z krzemu związany z grupy okso, lub grupę hydroksylową . Związki z tej rodziny mają ogólny wzór [SiO x (OH) 4–2 x ] n. Kiedy mówimy o „kwasie krzemowym”, jest to kwas ortokrzemowy (patrz poniżej).

Zidentyfikowano kilka prostych kwasów krzemowych, ale tylko w bardzo rozcieńczonych roztworach wodnych:

Jednak w stanie stałym związki te prawdopodobnie kondensują, tworząc polimeryczne kwasy krzemowe o złożonej strukturze.

Reakcje chemiczne

Ogólnie reakcje kwasów krzemowych są trudne do kontrolowania. Na przykład częściowe odwodnienie do kwasu metakrzemowego jest trudne, ponieważ reakcja na ogół prowadzi do produkcji dwutlenku krzemu i wody .

Reakcje kwasowo-zasadowe

Podobnie jak inne silanole , kwas krzemowy jest słabym kwasem . Można go deprotonować w roztworze, w którym to przypadku wytwarza swoją sprzężoną zasadę , jon krzemianowy .

Produkcja

Kwas krzemowy została odkryta przez Jöns Jacob Berzelius między 1810 i 1836 , podczas studiowania krzem wyprodukowany przez jego eksperymentów. Jednak nie rozpoznał tego związku w odróżnieniu od dwutlenku krzemu .

Uwodnienie

Naturalny kwas krzemowy jest wytwarzany w procesie niebiologicznym zwanym hydratacją , obejmującym wodę i kwarc , znane jako zwyczajowe na Ziemi. Reakcję, w której powstaje kwas krzemowy z kwarcu, można zapisać jako:

KwarcSiO 2 + woda2 H 2 O → Kwas krzemowyH 4 SiO 4.

Jeśli produkty pozostaną w powietrzu, powstają suche .

Synteza laboratoryjna

Kwas krzemowy może być wytwarzana przez zakwaszenie z krzemianem sodu w roztworze wodnym . Głównym problemem związanym ze stosowaniem kwasu krzemowego w syntezie chemicznej jest to, że kwasy krzemowe mogą łatwo tracić wodę, tworząc losowo polimery żelu krzemionkowego , postać dwutlenku krzemu . Taka konwersja obejmuje kondensację .

Oceaniczny kwas krzemowy

Krzem rozpuszczony w wodzie morskiej występuje głównie w postaci kwasu ortokrzemowego (H 4 SiO 4).

Kwas krzemowy a zdrowie

W 2003 roku wykazano, że fizjologiczne stężenie kwasu ortokrzemowego stymuluje syntezę kolagenu typu 1 i różnicowanie osteoblastów w ludzkich komórkach in vitro, podobnie jak osteoblasty.

W latach 2006 i 2008, w ramach badań na korelację między obecnością aluminium w diecie i Alzheimera , zmniejszenie wchłaniania aluminium w układzie pokarmowym i zwiększenie jej choroby wydalanie nerek uzyskano przez dodanie kwasu krzemowego napój.

Cholina stabilizowany kwas ortokrzemowego jest biologicznie odżywczym . Badania przeprowadzone w latach 2005 i 2008 wydają się wskazywać, że przywraca tekstury i wytrzymałość mechaniczną włosami , że zmniejsza szorstkość skóry i kruchość paznokci i włosów, częściowo zapobiega udowej utracie masy kostnej w modelowych szczurów. Wieku poddane jajników zwiększa stężenie kolagenu u cieląt i ma potencjalnie korzystny wpływ na tworzenie się kolagenu kostnego u samic z osteopenią .

Bibliografia

  1. NN Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements , wyd. 2, Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997.
  2. RK Iler, The Chemistry of Silica , Wiley, Nowy Jork, 1979.
  3. http://www.nodc.noaa.gov/OC5/WOA09/pr_woa09.html
  4. (w) Paul Tréguer , David M. Nelson , Aleido J. Van Bennekom i David J. DeMaster , „  The Silica Balance in the World Ocean: A Reestimate  ” , Science , vol.  268 n O  5209,21 kwietnia 1995, s.  375–379 ( ISSN  0036-8075 i 1095-9203 , PMID  17746543 , DOI  10.1126 / science.268.5209.375 , czytaj online , dostęp 23 grudnia 2016 ).
  5. (w) DM Reffitt, Ogston N., R. Jugdaohsingh, HFJ Cheung, BAJ Evans, RPH Thompson, JJ Powell i GN Hampson, „  Orthosilicic acid Stymulates collagen type 1 and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cell in vitro  ” , Bone , vol.  32 N O  22003, s.  127-135 ( PMID  12633784 , DOI  10.1016 / S8756-3282 (02) 00950-X ).
  6. .
  7. (w) J. González-Muñoz, A. Peña i I. Meseguer, „  Rola piwa może mieć czynnik ochronny w zapobieganiu chorobie Alzheimera  ” , Food and Chemical Toxicology , tom.  46, n o  1,Styczeń 2008, s.  49-56 ( PMID  17697731 , DOI  10.1016 / j.fct.2007.06.036 ).
  8. (w) MJ Gonzalez-Munoz, I. Meseguer, MI Sanchez Reus, A. Schultz, R. Olivero, J.Benedí i FJSánchez-Muniz, „  Spożycie piwa Zmniejsza utlenianie mózgowe spowodowane toksycznością glinu przez normalizację genu Ekspresja martwicy guza czynnik alfa i kilka enzymów przeciwutleniających  ” , Food and Chemical Toxicology , vol.  46, n o  3,Marzec 2008, s.  1111-1118 ( PMID  18096288 , DOI  10.1016 / j.fct.2007.11.006 ).
  9. (w) RR Wickett, E. Kossmann, A. Barel, N. Demeester, P. Clarys, D. Vanden Berghe i Mr. Calomme, „  Wpływ doustnego przyjmowania kwasu stabilizowanego choliną to ortokrzemowa wytrzymałość na rozciąganie i morfologia włosów w kobiety z cienkimi włosami  ” , Archives of Dermatological Research , t.  299 n O  10,grudzień 2007, s.  499-505 ( PMID  17960402 , DOI  10.1007 / s00403-007-0796-z ).
  10. (w) A. Barel, Mr. Calomme, A. Timchenko, K. .. Paepe N. Demeester V. Rogiers, P. Clarys i D. Vanden Berghe, "  Wpływ doustnego spożycia stabilizowanego choliną kwasu ortokrzemowego na skórę, paznokcie i włosy kobiet ze skórą fotouszkodzoną  ” , Archives of Dermatological Research , t.  297 n O  4,Październik 2005, s.  147-153 ( PMID  16205932 , DOI  10.1007 / s00403-005-0584-6 ).
  11. (w) Noah Scheinfeld, Maurice J. Dahdah i Richard Scher, „  Witaminy i minerały: ich rola w zdrowiu i chorobach paznokci  ” , Journal of Drugs in Dermatology , tom.  6, n O  8,sierpień 2007, s.  782-787 ( PMID  17763607 ).
  12. (w) Pan Calomme P. Geusens N. Demeester, GJ Behets, P. D'Haese, JB Sindambiwe, V. Van Hoof i D. Vanden Berghe, „  Częściowe zapobieganie długoterminowej utracie kości udowej u starszych szczurów z wyciętymi jajnikami uzupełniony stabilizowanym choliną kwasem ortokrzemowym  ” , Calcified Tissue International , vol.  78, n o  4,Kwiecień 2006, s.  227-232 ( PMID  16604283 , DOI  10.1007 / s00223-005-0288-0 ).
  13. (w) Mario R. Calomme i Dirk A. Vanden Berghe, „  Suplementacja cieląt stabilizowanym kwasem ortokrzemowym. Wpływ na stężenie Si, Ca, Mg i P w surowicy oraz stężenie kolagenu w skórze i chrząstce  ” , Biological Trace Element Research , t.  56 N O  2Luty 1997, s.  153-165 ( PMID  9164661 , DOI  10.1007 / BF02785389 ).
  14. TD Spector, MR Calomme, SH Anderson, G. Clement, L. Bevan, N. Demeester, R. Swaminathan R, Jugdaohsingh, DA Berghe i JJ Powell, „ Stabilizowana choliną suplementacja  kwasu ortokrzemowego jako dodatek do wapnia / witaminy D3 stymuluje markery tworzenia kości u kobiet z osteopenią: randomizowane badanie kontrolowane placebo  ”, BMC Musculoskelet Disorders , vol.  9,11 czerwca 2008, s.  85 ( PMID  18547426 , PMCID  2442067 , DOI  10.1186 / 1471-2474-9-85 ).

Linki zewnętrzne