Γιατί το διοξείδιο του πυριτίου δεν διαλύεται στο νερό;
1. Ισχυροί δεσμοί SI-O: Οι δεσμοί μεταξύ πυριτίου και οξυγόνου στο SiO2 είναι απίστευτα ισχυροί, απαιτώντας μια σημαντική ποσότητα ενέργειας για να σπάσει. Τα μόρια του νερού, με τους σχετικά αδύναμους δεσμούς υδρογόνου τους, απλά δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να διαταράξουν αυτούς τους ισχυρούς δεσμούς.
2. Αναντιστοιχία πολικότητας: Το νερό είναι ένα πολικό μόριο, που σημαίνει ότι έχει θετικό και αρνητικό τέλος. Το SiO2, από την άλλη πλευρά, είναι ένα πολύ μη πολικό μόριο. Η έλλειψη πολικότητας μεταξύ νερού και SiO2 τους εμποδίζει να σχηματίζουν ευνοϊκές αλληλεπιδράσεις και να διαλύονται.
3. Σχηματισμός μιας σταθερής δομής πλέγματος: Το διοξείδιο του πυριτίου σχηματίζει μια άκαμπτη, τρισδιάστατη δομή δικτύου με ισχυρούς ομοιοπολικούς δεσμούς. Αυτή η δομή είναι εξαιρετικά σταθερή και αντιστέκεται στη διαταραχή από μόρια νερού.
4. Προϊόν χαμηλής διαλυτότητας: Το προϊόν διαλυτότητας του SiO2 στο νερό είναι εξαιρετικά χαμηλό, πράγμα που σημαίνει ότι μόνο μια μικροσκοπική ποσότητα SiO2 μπορεί να διαλύεται υπό τυποποιημένες συνθήκες.
5. Ο σχηματισμός ενός ενυδατωμένου στρώματος: Παρόλο που το SiO2 δεν διαλύεται, μπορεί να σχηματίσει ένα λεπτό στρώμα ενυδατωμένου πυριτίου στην επιφάνεια του όταν εκτίθεται σε νερό. Αυτό το στρώμα λειτουργεί ως εμπόδιο, εμποδίζοντας περαιτέρω τη χύδην διάλυση του στερεού.
Εξαιρέσεις:
Ενώ το SiO2 θεωρείται γενικά αδιάλυτο στο νερό, υπάρχουν μερικές εξαιρέσεις:
* Υψηλό pH: Σε εξαιρετικά αλκαλικές συνθήκες (υψηλό ρΗ), το SiO2 μπορεί να διαλύεται σε μεγαλύτερο βαθμό, σχηματίζοντας διαλυτά ιόντα πυριτικού άλατος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ορισμένοι τύποι γυαλιού μπορούν να χαθούν από ισχυρές βάσεις.
* υδροφθορικό οξύ: Το SiO2 αντιδρά με υδροφθορικό οξύ (HF) για να σχηματίσει τετραφολίδη πυριτίου (SIF4), το οποίο είναι αέριο. Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται για το Getch Glass.
Συνοπτικά: Οι ισχυροί δεσμοί του διοξειδίου του πυριτίου, η έλλειψη πολικότητας, η σταθερή δομή του πλέγματος, το προϊόν χαμηλής διαλυτότητας και ο σχηματισμός ενός ενυδατωμένου στρώματος συμβάλλουν στην ανυπαρξία του στο νερό.
