Acide orthosilicique

L’acide orthosilicique est un composé chimique de formule Si(OH)₄. Il a été synthétisé à l’aide de solutions non aqueuses . Il est supposé être présent lorsque le dioxyde de silicium (Silice) SiO₂se dissout dans l’eau à un niveau de concentration millimolaire.

Acide orthosilicique

Des noms
Nom IUPAC Acide orthosilicique
Autres noms Acide silicique
Identifiants
Numero CAS	10193-36-9 Oui
Modèle 3D ( JSmol )	Image interactive
ChEBI	CHEBI:26675 Oui
ChemSpider	14236 Oui
Carte d’information de l’ECHA	100.030.421
Numéro CE	233-477-0
Référence Gmelin	2009
CID PubChem	14942
UNII	623B93YABH Oui
Tableau de bord CompTox ( EPA )	DTXSID5058721
InChI InChI=1S/H4O4Si/c1-5(2,3)4/h1-4H Oui Clé : RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N Oui InChI=1S/H4O4Si/c1-5(2,3)4/h1-4H Clé : RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N InChI=1/H4O4Si/c1-5(2,3)4/h1-4H Clé : RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYAS
SOURIRES O[Si](O)(O)O
Propriétés
Formule chimique	H4O4Si _ _ _ _
Masse molaire	96,113 g · mol -1
Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa). N ( qu’est-ce que c’est ?) OuiN Références de la boîte d’information

Introduction

Le terme acide silicique est traditionnellement utilisé comme synonyme de Silice , SiO ₂ . Au sens strict, la Silice est l’ Anhydride de l’acide orthosilicique, Si(OH) ₄ .

Si(OH) ₄ ⇌ SiO ₂ ↓ + 2H ₂ O

La solubilité du dioxyde de silicium dans l’eau dépend fortement de sa structure cristalline. La solubilité de la Silice amorphe à la pression de vapeur des solutions de 0 à 250 °C et de 200 à 1379 bar est donnée par l’équation

log C = − 731/J+ 4,52

où C est la concentration de Silice en mg/kg et T est la température absolue en kelvins. ^[1] Cela équivaut à une solubilité maximale d’environ 2 mmol/L à température ambiante. Les tentatives de produire des solutions plus concentrées entraînent la formation de gel de Silice . ^[2] Étant donné que la concentration d’acide orthosilicique dans l’eau est si faible, les composés présents en solution n’ont pas été entièrement caractérisés. Linus Pauling a prédit que l’acide silicique serait un acide très faible. ^[3]

Si(OH) ₄ ⇌ Si(OH) ₃ O ⁻ + H ⁺

La situation a changé en 2017, lorsque le monomère d’acide orthosilicique a été obtenu par hydrogénolyse de tétrakis(benzoyloxy)silane, (Si(OCH ₂ C ₆ H ₅ ) ₄ , en solution dans du diméthylacétamide ou des solvants apparentés. La structure cristalline de ce composé a été déterminée par cristallographie aux rayons X. La diffraction des neutrons a également été utilisée pour déterminer l’emplacement des atomes d’hydrogène. L’acide disilicique a été synthétisé par hydrogénation de son dérivé hexakis(méthylphénoxy), (CH ₃ C ₆ H ₄ O) ₃ SiOSi(OC ₆ H₄ CH ₃ ) ₃ . L’acide trisilicique cyclique, Si ₃ O ₃ (OH) ₆ et l’acide tétrasilicique cyclique, Si ₄ O ₄ (OH) ₈ ont été synthétisés par des variantes de cette méthode. ^[4]

Avec ces nouvelles découvertes, le terme acide silicique est devenu ambigu : en plus de l’usage traditionnel comme synonyme de Silice, SiO ₂ , il peut désormais être utilisé pour le composé Si(OH) ₄ . L’usage traditionnel est conservé dans cet article pour les citations de publications citées qui l’utilisent.

Le dérivé Si(OH) ₃ F a été caractérisé dans des solutions aqueuses contenant de l’acide silicique et l’ ion fluorure .

Si(OH) ₄ + F ⁻ ⇌ Si(OH) ₃ F + OH ⁻

Une électrode sélective d’ions fluorure a été utilisée pour déterminer sa constante de stabilité . ^[5]

Acide silicique océanique

Dans la colonne d’eau la plus élevée, l’ océan de surface est sous-saturé en Silice dissoute, à l’exception du courant circumpolaire antarctique au sud de 55° S. La concentration de Silice dissoute augmente avec l’augmentation de la profondeur de l’eau et le long du tapis roulant de l’Atlantique à l’Indien. l’océan Pacifique. ^{[6] [7]}

• Concentration de Silice dissoute dans la zone pélagique supérieure . ^[8]

• Concentration de Silice dissoute à 10 m de profondeur. ^{[9] [10]}

• Concentration de Silice dissoute à 1000 m de profondeur. ^{[9] [10]}

Les calculs théoriques indiquent que la dissolution de la Silice dans l’eau commence par la formation d’un SiO₂·2 heures₂O complexe, qui est converti en acide orthosilicique. ^[11]

Le cycle biogéochimique de la Silice est régulé par les algues appelées diatomées . ^{[12] [13]} Ces algues polymérisent l’acide silicique en soi-disant Silice biogénique , qui est utilisée pour construire leurs parois cellulaires (appelées frustules ). ^[14]

Plantes et animaux

En dehors du milieu marin, les composés de silicium ont très peu de fonction biologique. De petites quantités de Silice sont absorbées du sol par certaines plantes, pour être ensuite excrétées sous forme de phytolithes . ^[15]

La recherche concernant la corrélation entre l’ aluminium et la maladie d’Alzheimer a inclus la capacité de l’acide silicique dans la bière à réduire l’absorption d’aluminium dans le système digestif ainsi qu’à augmenter l’excrétion rénale de l’aluminium. ^{[16] [17]}

L’acide orthosilicique stabilisé à la choline (ch-OSA) est un complément alimentaire . Il a été démontré qu’il prévient la perte de résistance à la traction des cheveux humains; ^[18] avoir un effet positif sur la surface et les propriétés mécaniques de la peau, ainsi que sur la fragilité des cheveux et des ongles ; ^[19] pour atténuer le syndrome des ongles cassants ; ^[20] pour prévenir partiellement la perte osseuse fémorale chez les rats âgés ovariectomisés ; ^[21] pour augmenter la concentration de collagène chez les veaux ; ^[22] et d’avoir un effet potentiellement bénéfique sur la formation de collagène dans les os des femmes ostéopéniques. ^[23]

Références

1. ^ Fournier, Robert O.; Rowe, Jack L. (1977). “La solubilité de la Silice amorphe dans l’eau à hautes températures et hautes pressions” (PDF) . Minéralogiste américain . 62 : 1052–1056.
2. ^ Gye, NOUS; Purdy, WJ (1922). “Les propriétés toxiques de la Silice colloïdale. I : Les effets de l’administration parentérale de fortes doses” . Journal britannique de pathologie expérimentale . 3 (2): 75–85. PMC 2047780 .
3. ^ Pauling, Linus (1960). La nature de la liaison chimique (3e éd.). Ithaque, New York : Cornell University Press. p. 557 .
4. ^ Igarashi, Masayasu; Matsumoto, Tomohiro ; Yagahashi, Fujio ; Yamashita, Hiroshi; Ohhara, Takashi ; Hanashima, Takayasu ; Nakao, Akiko ; Moyosh, Taketo ; Sato, Kazuhiko; Shimada, Shigeru (2017). “Synthèse sélective non aqueuse de l’acide orthosilicique et de ses oligomères” . Communication Nature . 8 (1): 140. Bibcode : 2017NatCo…8..140I . doi : 10.1038/s41467-017-00168-5 . PMC 5529440 . PMID 28747652 .
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7. ^ “Atlas mondial des océans 1994” .
8. ^ Information, Département américain du commerce, Centres nationaux de la NOAA pour l’environnement. “Atlas mondial des océans 2009” . www.nodc.noaa.gov . Récupéré le 17 avril 2018 .
9. ^ ^{a b} Les chiffres ici ont été dessinés à l’aide du site Web interactif qui se nourrit des valeurs DSi annuelles de LEVITUS94: World Ocean Atlas 1994, un atlas des champs analysés objectivement des principaux paramètres océaniques aux échelles de temps annuelles, saisonnières et mensuelles . Remplacé par WOA98. Edité par Syd Levitus.
10. ^ ^{un b} “l’Atlas d’Océan Mondial 1994” .
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