硅酸

具有混合体系的弱酸
硅酸(Silicic acid)是硅的含氧酸,是一种极弱的酸。[1][5]硅酸可看作是无定形二氧化硅水合物,外观为白色无定形粉末或块状,其组成随形成条件不同而异,其通式可以表示为xSiO2·yH2O,属于无机化合物。[1][2][5][6]硅酸的种类很多,其体系为混合酸体系,已证明具有一定稳定性且能独立存在的硅酸有偏硅酸H2SiO3(x=1,y=1)、二偏硅酸H2Si2O5(x=2,y=1)、正硅酸H4SiO4(x=1,y=2)和焦硅酸H6Si2O7(x=2,y=3)。[7][8]其中,正硅酸H4SiO4是硅酸的原酸,偏硅酸H2SiO3的形式最简单,因此常用偏硅酸的分子式来代表硅酸。[8]
硅酸不溶于水或大多数无机酸,易溶于氢氟酸,且溶于氢氧化钠氢氧化钾溶液,可以通过可溶性硅酸盐与酸作用制得,也可以通过硅酸酯水解制得。[1][4]硅酸既可以用于制造含硅的催化剂及其载体、吸附剂硅胶和硅酸盐,也可以用作钨丝加工中的熔剂、色谱分离的吸附剂,还可以用于油脂、蜡等的脱色。[4]此外,硅酸还可用于制备层析柱,广泛应用于单纯脂类及复合脂类的相互分离。[9]

研究历史

19世纪初,永斯·雅各布·贝采利乌斯(Jöns Jacob Berzelius)引入“硅酸”以解释二氧化硅在水中的溶解。[10]莱诺特·威廉·范·贝梅伦(Reinout Willem Van Bemellen)根据硅胶的蒸气压曲线认为并不存在二氧化硅水合物,只存在硅胶;而古斯塔夫·切尔马克·冯·塞塞内格(Gustav Tschermak von Seysenegg)则观察到不同硅酸是天然硅酸盐凝胶的分解产物。[10]1924年,由层状硅酸盐硅矿(Na2Si2O5)制备了第一个结晶性的硅酸。[11]

物质结构