Silicon Dioxide

Další názvy: Oxid křemičitý, Silica, Dioxosilane

Skóre škodlivosti: 2 (Deriváty přírodních látek)

Křemík oxid – nenápadná, ale klíčová látka mnoha odvětví

Oxid křemičitý, známý též jako křemík oxid (systematický název: oxid křemičitý, anglicky silicon dioxide, CAS číslo: 7631-86-9), je anorganická sloučenina složená z křemíku a kyslíku. Patří mezi nejhojnější sloučeniny na Zemi a je základní stavební jednotkou mnoha přírodních minerálů. Najdeme ho v písku, křemeni, žule i ve sklech. Využití látky je extrémně široké – od potravinářství přes farmacii až po stavebnictví nebo kosmetiku.

Díky své inertnosti, tvrdosti a chemické stabilitě hraje oxid křemičitý zásadní roli v moderním průmyslu. Ať už se s ním setkáme ve formě jemného bílého prášku nebo průhledného krystalu, jeho vlastnosti zůstávají jedinečné.

Chemické vlastnosti

Oxid křemičitý má chemický vzorec SiO₂ a v přírodě se nejčastěji vyskytuje ve formě minerálů jako je křemen, tridymit nebo cristobalit. Má pevné skupenství, je bezbarvý až bílý a bez zápachu. Je velmi tvrdý (tvrdost až 7 na Mohsově stupnici) a prakticky nerozpustný ve vodě i v běžných rozpouštědlech.

Bod tání silica je velmi vysoký, přibližně 1 600–1 720 °C, v závislosti na krystalové formě. Neexistuje forma, která by oxid křemičitý odpařovala při běžných teplotách – místo toho při vysokých teplotách sublimuje. Díky své stabilitě si velmi dobře zachovává strukturu i při tepelném, chemickém či mechanickém namáhání.

V přírodě tvoří více než 60 % zemské kůry. Je hlavní složkou písku a skal, a právě proto je jeho výskyt prakticky všudypřítomný.

Využití a aplikace

Silicon dioxide nachází široké uplatnění v nejrůznějších odvětvích. V potravinářském průmyslu se používá jako protispékavé činidlo (např. v sypkých směsích jako mouka, koření, cukr). Má označení E551 a pomáhá zabránit hromadění nebo vlhnutí výrobků.

Ve farmacii působí jako pojivo, plnidlo nebo nosič – jeho inertnost a chemická stabilita umožňují bezpečné použití v tabletách a kapslích. Kosmetický průmysl ho využívá v zubních pastách, peelingových produktech nebo pudrech, kde přispívá k správné konzistenci a mírnému abrazivnímu účinku.

Průmyslové aplikace jsou mimořádně rozsáhlé. Oxid křemičitý je základní surovinou pro výrobu skla, zejména křemenného a laboratorního. Používá se také při výrobě keramických materiálů, betonů, silikonů i při výrobě elektronických komponent – například polovodiče obsahují formy SiO₂ jako izolační materiál. Využívá se i v katalyzátorech nebo jako adsorbent v chromatografii.

Na webu Ferwer.cz upozorňují na to, že oxid křemičitý je běžnou a bezpečnou složkou i v přírodní kosmetice, která splňuje přísné ekologické standardy.

Přirozený výskyt a výroba

Oxid křemičitý je druhou nejrozšířenější sloučeninou v zemské kůře, hned po kyslíku. Vyskytuje se v krystalických i amorfních formách, přičemž nejznámější formou je křemen (krystalický).

Přirozeně se vyskytuje v horninách sedimentárního i magmatického původu, a to ve formách jako je písek, žula nebo vápenec s obsahem SiO₂. Mnoho přírodních biologických struktur (např. schránky rozsivek nebo některé druhy travin) obsahují biosilikáty.

Průmyslová výroba obvykle využívá tavení čistého křemene s uhličitanem sodným nebo vápenatým při vysokých teplotách. Alternativně se oxid křemičitý produkuje pyrolýzou silikonových sloučenin nebo hydrolýzou tetrakřemičitanů.

Aby splňoval farmaceutické nebo potravinářské standardy čistoty, prochází následnou rafinací, při které se odstraňují nečistoty a upravuje se velikost částic.

Bezpečnost a ekologie

Oxid křemičitý je obecně považovaný za bezpečný pro zdraví, pokud se používá v souladu s určeným účelem. V nerozpustné formě (např. prášek nebo mikrogranule) není toxický a není klasifikován jako nebezpečný. Problémem může být vdechování velmi jemného prášku (respirabilní frakce), který může při dlouhodobé expozici způsobit silikózu – onemocnění plic.

Z tohoto důvodu je manipulace s prašným SiO₂ v průmyslu regulována a pracovníci musí používat ochranné prostředky.

Z ekologického hlediska se jedná o neškodnou látku, neboť se přirozeně vyskytuje v prostředí a není perzistentní v biosféře jako některé těkavé organické látky nebo těžké kovy. EPA (U.S. Environmental Protection Agency zmiňuje, že hlavní ekologickou výzvou je regulace částic ve vzduchu, nikoliv přítomnost látky jako takové.

Zajímavosti a souvislosti

S oxidem křemičitým se běžně setkáváme i v každodenním životě – například jako balicí prostředek "silikagel", který slouží k vysoušení a ochraně proti vlhkosti. Najdeme ho v nových kabelkách, botách nebo elektronice jako malé sáčky s nápisem „nejíst".

Dalším příkladem je sklo, které je z klimatického hlediska mnohdy udržitelnější než plasty, protože je recyklovatelné a vyráběné převážně právě z křemičitého písku. Přesto je výroba skla energeticky náročná a vyžaduje vysoké teploty, což představuje environmentální výzvu.

Vědecky vzato sehrává oxid křemičitý klíčovou roli při studiu povrchu Země – z jeho přítomnosti geologové vyvozují informace o historii hornin a geologickém vývoji planet.

Shrnutí

Oxid křemičitý, křemík oxid nebo silicon dioxide je látka mimořádného významu. Jeho hojný výskyt, chemická stabilita a funkční vlastnosti z něj činí nezastupitelnou součást mnoha oborů – od potravinářství po hi-tech průmysl. Ať už ve formě písku, skla či jemného prášku, jeho přínosy pro společnost jsou nepopiratelné. Bez této látky by svět, jak ho známe, vypadal zcela jinak.