硅和水

硅以何种方式和何种形式与水发生反应?

硅在自然界中从未以自由形态存在过。在结晶状态下，它只有在极端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在表面迅速形成。
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。第一组和第二组硅化物通常比过渡金属反应性更强。典型的反应产物包括氢和/或硅烷(SiH₄)，例如Na₂Si + 3H₂O -> Na₂SiO_3.+ 3 h₂．

硅和硅化合物的溶解度

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

SiO₂(s) + 2 H₂O(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。

为什么硅会出现在水中?

如前所述，硅是各种矿物的一部分，在风化过程中可能会被释放出来。火山活动时也会在水下释放。海洋沉积物间隙中的水比海面含有更多的硅。电流使硅从沉积物流向海水。南极风化作用也会释放硅。通过浮游生物固定、沉积物沉淀或溶解的硅与粘土矿物的反应(逆风化作用)，硅可以自然地从水中去除。
沙子是商业生产硅的主要原料。矿物如滑石、云母、长石、霞石、橄榄石、蛭石、珍珠岩和高岭石也含有硅。像蛋白石和紫水晶这样的宝石也含有硅。
建筑工艺处理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的。
硅在钢铁、化学和电子工业中被用作助剂，在高温下进行加工。罗马尼亚瑞士赔率钢和其他合金最终被加工成例如发动机缸体或气缸盖。
工业上重要的硅化合物是橡胶或树脂类化合物，通常是防水的，也可以承受氧化过程和化学风化。它们被用作高温下的润滑剂，用作窗户、屋顶和管道的密封套件，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。
太阳能电池板由硅和硅的n半导体组成砷和硅的p型半导体硼．它以基本形式出现在用于红外光的光学透镜和棱镜中。
碳化硅几乎和钻石一样硬，被用作磨料。石英晶体是天然存在的，是化学合成的，当它们与电接触时，具有以非常精确的频率振动的特征。这可用于手表、收音机和电视机。碱性硅酮被添加到纺织品的清洁剂、胶水和漂白剂中。
沸石是一种硅酮，在洗涤剂中用作泡沫调节剂。这些直接影响水质。其他硅化合物可作为吸附剂使用。

水中的硅对环境有什么影响?

二氧化硅是各种生物的食物需求。其摄入机制目前尚不清楚。硅藻和海绵用硅来增强骨骼。荨麻上的小毛也是由硅组成的。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。
硅在水中通常是无害的，因为它自然存在于大量的水中。异常高浓度可能会限制藻类生长。沸石可能会影响水中生物，沸石是洗涤剂中的磷酸盐替代品。
硅有三种无放射性的天然同位素。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1g的硅，随着年龄的增长而减少。对于许多生物来说，硅是一种饮食必需品，因此它也被认为是人类的一种饮食必需品。生物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、硅砂和硅化合物都是无毒的。基本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酸化。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，这是一种典型的与职业有关的疾病，例如矿工或石磨工。肺泡变硬，弹性降低。这会导致呼吸短促、喘气和卧倒。只有吸入硅颗粒才会引起这些影响。
硅质乳房植入物可能导致自身免疫系统紊乱甚至癌症。然而，并没有科学证据来证实这些说法。硅存在于胃片中，用于治疗绞痛和肠道气体。
一些硅化合物，如硅卤素，具有腐蚀性和剧毒。四氯化硅是一种眼睛刺激物，也可能导致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。
硅化合物可作为吸附剂应用于水净化。

文学另一个元素及其与水的相互作用