硅(Si)和水

硅与水反应的方式和形式是什么?

自然界中从未发现过以自由形式存在的硅。结晶形式的它只有在极高温的条件下才会发生反应。水和水蒸气可能对硅的溶解度影响不大，因为二氧化硅的保护层会迅速形成。
硅化合物与水反应的例子有很多。四氟化硅与水反应生成氟化氢。四氯化硅与水发生剧烈反应。第一和第二组硅化物通常比过渡金属反应性强。典型的反应产物包括氢和/或硅烷(SiH₄)，例如Na₂如果h + 3₂O - > Na₂SiO_3.+ 3 h₂．

硅和硅化合物的溶解度

硅化合物的水溶性不同。
与其他矿物相比，氧化硅是相对不溶于水的。溶解后形成以下平衡:

SiO₂(s) + 2₂O (l) < - > H₄SiO₄(年代)

这种平衡含有硅酸，这是一种弱酸，在硅矿物水解过程中也会形成:

H₄SiO₄(s) + H₂O (l) < - > H_3.O + (aq) + H_3.SiO₄^-(aq)

二氧化硅的水溶性为0.12克/升，而碳化硅则不溶于水。

为什么硅会存在于水中?

正如前面所解释的，硅是各种矿物的一部分，它可能在风化过程中被释放出来。火山活动时也会在水下释放。海洋沉积物间隙中的水比海洋表面含有更多的硅。目前的电流导致硅从沉积物流向海水。南极的风化作用也会释放硅。硅是通过浮游生物的固定、沉积物的沉淀或溶解的硅与粘土矿物的反应(反向风化)从水中自然去除的。
沙是商业化生产硅的主要物质。滑石、云母、长石、霞石、橄榄石、蛭石、珍珠岩和高岭石等矿物也含有硅。猫眼石和紫水晶等宝石也含有硅。
建筑业加工沙子和水泥中的硅化合物，一种硅酸钙。玻璃和瓷器的生产是基于沙子。
硅在钢铁、化工和电子工业中被用作辅助材料，在高温下进行加工。罗马尼亚瑞士赔率钢铁和其他合金最终被加工成发动机缸体或气缸盖等。
工业上重要的硅化合物是橡胶或树脂类化合物，它们通常防水，也经得起氧化过程和化学风化。它们在高温下被用作润滑剂，作为窗户、屋顶和管道的密封组件，用于橡胶软管和汽车发动机的塑料部件。硅油应用于化妆品和纺织品浸渍。在微芯片中，这种元素是半导体，就像在晶体管和其他电子部件中一样。
太阳能电池板由n个硅和半导体组成砷硅的p半导体和硼．它以基本形式出现在红外光学透镜和棱镜中。
碳化硅几乎和金刚石一样硬，被用作磨料。天然存在和化学合成的石英晶体，在与电接触时，具有以非常精确的频率振动的特性。这可以应用在手表、收音机和电视机上。碱性硅酮被添加到纺织品的清洗剂、胶水和漂白剂中。
沸石是硅酮，在洗涤剂中用作泡沫调节剂。这些直接影响水质。其他硅化合物可用作吸收剂。

水中的硅对环境有什么影响?

二氧化硅是各种生物的膳食需求。摄取的机制目前还不清楚。硅藻和海绵利用硅来加强骨骼。荨麻上的小绒毛也由硅组成。鸡和老鼠的骨骼发育需要硅。硅很可能是人类的饮食需求，因为皮肤和结缔组织含有大量的这种元素。
硅也是植物生长所必需的。各种植物含有大约200-62,000 ppm(干质量)的硅。蒲公英和竹子等植物的茎和叶中含有硅，增加了稳定性。
当硅存在于水中时，通常是无害的，因为它自然地大量存在。异常高浓度可能会限制藻类的生长。沸石是一种磷酸盐的替代物，它可能会影响水中的生物。
硅有三种天然同位素，它们都是无放射性的。我们现在知道七种不稳定同位素的存在。

水中的硅对健康有什么影响?

人体含有1克硅，随着年龄的增长，硅含量会减少。对于一些生物体来说，硅是一种膳食需求，因此它也被认为是人类的一种膳食需求。生物的骨骼发育主要需要硅，而硅元素主要存在于皮肤和结缔组织中。每天的摄入量可能在20到1200毫克之间，大部分是通过吃谷物来满足的。短缺是未知的。
所有天然存在的硅、砂和硅化合物都是无毒的。元素硅没有明确的毒性机制。高浓度的可溶硅化合物可能会干扰磷化作用。许多硅化合物具有纤维状结构，具有致癌性，例如石棉。微粒大量的硅化合物可能导致矽肺病，这是一种典型的职业相关疾病，例如矿工或石磨工。肺泡变硬，弹性降低。这会导致呼吸急促、喘气和睡懒觉。只有吸入硅颗粒才会造成这些影响。
硅乳房植入物可能导致自身免疫紊乱甚至癌症。然而，没有科学证据证实这些说法。硅存在于胃片中，用于治疗绞痛和肠道气体。
许多硅化合物，如硅卤素，具有腐蚀性和剧毒。四氯化硅是一种眼睛刺激物，也可能引起呼吸问题和皮肤刺激。
饮用水中只有硅酸，相对安全。

哪些净水技术可以用于去除水中的硅?

硅主要以硅酸的形式存在于饮用水中，对人体健康不需要去除。
硅化合物可作为水净化的吸附剂。

文学和其他元素及其与水的相互作用