Диоксид кремния (химическая формула: SiO2, кремнезем) - это бесцветное кристаллическое, стеклообразное или Этот минерал в виде широко применяют в строительстве, в производстве химической продукции и радиотехники, в авиационном строительстве и многих других отраслях.
Распространение кремнезема в природе
Диоксид кремния содержится в земной коре в виде смесей с некоторыми другими минералами (их называют граниты) и в виде силикатов, входит в состав горных пород. Наиболее распространенный в природе минерал - кварц, намного реже встречаются кристобалит, халцедоны, тридимит, опалы, лешательерит (кварцевое стекло). Мелкие кристаллы кварца образуют так называемый «жильный» кварц. При постепенном разрушении горных пород образуются кварцевые пески, которые, уплотняясь, приводят к появлению кварцитов и песчаников.
Горный хрусталь - это наиболее чистый кварц, бесцветный. Его кристаллы могут весить десятки тонн и достигать длины в несколько метров. Также кварц может быть окрашен различными примесями в фиолетовый цвет (аметист), желтый (цитрин), черный (морион), дымчатый (раухтопаз). В природе встречаются и скрытокристаллические формы кварца: это красно-розовый сердолик, зелено-яблочный хризопраз, синеватый сапфир, тонко-окрашенная яшма, ониксы и агаты песчаные, роговики и кремни.
Уникален «благородный» опал, который состоит из коллоидных однородных частиц диаметром примерно 0,2 мкм. Эти частицы плотно упакованы в упорядоченные агломераты, воды в них содержится менее одного процента (в большинстве опалов - около семи процентов). Природные месторождения диоксида кремния могут также образовывать диатомит, трепел. Из этого минерала построены панцири скелеты некоторых губок. Он входит в состав стеблей растений - таких, как тростник, хвощ, бамбук.
Как получают диоксид кремния?
Синтетический SiO2 можно получить:
Путем воздействия соляной (HCl) или серной (H2SO4) кислот на реже - на другие растворимые силикаты (этот способ является основным в развитых странах);
Используя кремния диоксид коллоидный (путем его замораживания или коагуляции под действием ионов F-, Na+);
Путем гидролиза фтористого кремния SiF4, четыреххлористого кремния SiCl4, тетраэтоксисилана (C2H5O)4Si, твердого десублимата (NH4)2SiF6 в газовой форме, а также в водно-аммиачных и водных растворах (иногда с добавлением органических оснований или этанола).
Диоксид кремния аморфный получают:
Из диатомита и трепела;
Прокаливанием рисовой шелухи;
Размалыванием плавленого кварцевого песка.
Безводные порошки кремнезема получают:
Используя химическое осаждение из газовой фазы;
Путем гидролиза и окисления паров пирогенного кремнезема и фтористого кремния;
Путем сжигания паров четыреххлористого кремния SiCl4 в смеси О2 и Н2.
Как используют диоксид кремния?
Кремнезем природный используют в производстве изделий из фарфора, бетона, абразивов, кирпича силикатного, керамики, фаянса, динаса, силикатных стекол;
Кремнезем синтетический («сажу белую») используют в качестве наполнителя в производстве резин;
Монокристаллы кварца нашли применение в радиотехнике (фильтры, стабилизаторы частоты пьезоэлектрические, резонаторы), в акустоэлектронике и акустооптике, в ювелирном деле, в оптическом приборостроении;
Горный хрусталь и синтетический диоксид кремния используются как сырье для производства кварцевого стекла, монокристаллов кварца, кварцевых волокон и керамики. В свою очередь, керамику и применяют в авиационной промышленности, оптике, электронике и других отраслях. Кварцевую ткань используют как материал, удерживающий тепло, а кварцевые волокна - для создания волоконно-оптических систем и линий связи.
Диоксид кремния SiO 2 встречается в природе в трех различных кристаллических формах: в видекварца, тридимита и кристобалита. Кроме того, содоржащая воду (в форме геля), она существует в виде опала, а также в землистой форме как кизельгур.
Кварц − кристаллическая форма диоксида кремния, устойчивая при температуре ниже 870 °С. В интервале температур 870 и 575 °С кварц принадлежит к трапецоэдрической гемиэдрии гексагональной системы; ниже 575°С к трапецоэдрической гемиэдрии тригональной системы. Нередко кварц встречается в форме чрезвычайно хорошо образованных кристаллов, иногда значительной величины. Кварц обладает двойным лучепреломлением. Он истречается в двух формах, из которых одна вращает плоскость поляризации вправо, другая − влево. Поэтому различают левый и правый кварц.
Разновидности кварца: горный хрусталь прозрачный как вода; дымчатый кварц (называемый также дымчатым топазом) темно-коричневый; морион черный; цитрин желтый; розовый кварц; хризопраз цвета зеленого лука; аметист (большей частью) фиолетовый. Как драгоцеипый камень особенно часто используют аметист в виде очень прозрачных кристаллов. Кварц принадлежит к числу чрезвычайно распространенных минералов. Очень часто он встречается в качестве составной части изверженных горных пород (гранита, порфира, липарита) и кристаллических сланцев (гнейса, слюдяного сланца). Среди осадочных пород из прозрачных зернышек кварца состоят песчаник и кварцит, а такжо некоторые носки (кварцевый песок).
Тридимит является стабильной модификацией кристаллического диоксида кремния в интервале температур 870−1470 °С; однако он встречается также и при обычной температуре, но в метастабильной форме. Эта форма диоксида кремния тоже часто встречается в природе как в метеоритах, так и в горных породах, однако в очень небольших количествах.
Но она представляет интерес, поскольку ее присутствие в горных породах может дать сведения об истории их возникновения.
Кристобалит (названный по имени горы San Сristobal в Мексике) представляет собой форму диоксида кремния, устойчивую выше 1470 °С и до температуры плавления. Ниже точки превращения в отсутствие ускоряющих превращение растворителей кристобалит метастабилен. В природе он иногда встречается в виде мелких, кристалликов, включенных в лаву. В общем его месторождения подобны месторождениям тридимита.
Диоксид кремния в форме кристобалита плавится при 1705 °С. Кварц плавится приблизительно на 150 °С ниже. Охлажденный плав остается в стекловидном аморфном состоянии. Стекловидный диоксид кремния при обычной температуре также метастабильный. При продолжительном и сильном нагревание происходит медленная кристаллизация («расстекловывание»). В связи со сказанным выше вполне понятно, почему в отсутствие минерализаторов кристаллизация приводит к образованию кристобалита.
Как показали рентгеновские исследования, аморфный застывшый в виде стекла диоксид кремния (кварцевое стекло) построен не из молекул SiO 2 , а из атомов Si, связанных через атомы О таким образом, что образуется сетчатая структура. Она состоит из атомов кислорода, расположенных в виде тетраэдров вокруг каждого атома кремния; как и в кристаллических модификациях, тетраэдры имеют общие углы. Однако в кварцевом стекле тетраэдры SiO 4 расположены не закономерно, как в кристаллических модификациях, а совершенно беспорядочно. Кварцевое стекло обладает чрезвычайно малым коэффициентом расширения, который при 100 °C равен 5,85∙10 -7 , при 500 °C 6,2∙10 -7 и при 1000 ºC 5,45∙10 -7 .
Обезвоживанием осажденных из водных растворов кремневых гелей можно получить аморфный диоксид кремния в виде белого порошка. Однако полное обезвоживание происходит с большим трудом. В природе диоксид кремния встречается в обезвоженной форме в виде кизельгура. Он состоит из остатков кремневых панцырей «инфузорий» (диатомовых водорослей), живших в глубокой древности, и поэтому называется также инфузорной землей. Он обладает исключительной способностью впитывать жидкости и поэтому его применяют в качестве упаковочного материала для баллонов с кислотами. Пропитыванием кизельгура нитроглицерином (причем кизельгур может впитать тройное количество нитроглицерина по сравпению с собственным весом) получают гурдинамит. Ввиду высокой теплоизоляционной способности кизельгур применяют для обкладки паровых труб. Кроме того, его используют в качестве звукоизоляционных покрытий, а также для многих других целей.
В форме компактных ксеровелей диоксид кремния встречается в природе в виде минерала опала. Красивые экземпляры его используют в качестве драгоценных камней.
Осажденный обычным образом диоксид кремния и ее гели, в общем, не дают рентгеновской интерференции, которая указывала бы на кристаллическую структуру. То же относится и к опалам, образующимся при обычной температуре при выделении SiO 2 из воды. Напротив, образованные из горячих магматических вод опалы в зависимости от их происхождения показывают интерференцию, характерную для кристобалита или для кварца.
Халцедон − это минерал, возникший в результате старения опала. В соответствии с этим он беднее водой, чем опал (часто совершенно безводный), и уже обычными средствами можно обнаружить его кристаллическую структуру. Под микроскопом, особенно в поляризованном свете видно его волокнистое строение. Разновидностями халцедона является агат, оникс, карнеол, гелиотроп и яшма, используемые в качестве драгоценных камней, а также кремень, который служил в каменном веке для изготовления инструментов и оружия, а позднее для добывания огня. В настоящее время его также применяют, например, в шаровых мельницах и в керамике. Окраска этих минералов вызывается незначительными примесями, присутствующими в них; так, кремень окрашен в черный цвет примесью угля.
Аморфный диоксид кремния (как осажденный в виде порошка, так и стекловидный) полностью переходит в кварц при многодневном нагревании при 400−500 °С в автоклавах с раствором карбоната натрия. То же относится к тридимиту и кристобалиту.
Диоксид кремния с химической точки зрения представляет собой чрезвычайно устойчивое вещество. Из кислот его может растворять только плавиковая, вступающая с диоксидом кремния во взаимодействие с образованием тетрафторида кремния или кремнефтористоводородной кислоты. В воде диоксид кремния практически нерастворим. Являясь ангидридом кремневой кислоты, он легко переходит в силикат при сплавлении со щелочами:
SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O
Аналогичным образом он реагирует при сплавлении с карбонатами щелочных металлов, выделяя при этом диоксид углерода:
SiO 2 + Na 2 СО 3 → Na 2 SiO 3 + СO 2 .
Аморфный диоксид кремния можно легко перевести в раствор кипячением с растворами гидроксидов или карбонатов щелочных металлов; при этом образуются растворимые в воде силикаты щелочных металлов.
Диоксид кремния в виде кварцевого песка находит самое широкое применение. В строительном деле его добавляют в известковый раствор и примешивают к цементу. Самый чистый кварцевый песок применяют в стекольном и фарфоровом производствах. Из спеченного при высокой температуре кварца (при этом перешедшего в кварцевое стекло) изготовляют химическую посуду, исключительно устойчивую к резким изменениям температуры (вследствие очень малого коэффициента расширения кварцевого стекла) и выдерживающую нагревание до очень высоких температур. Еще в большей степени это относится к совершенно прозрачной посуде, изготовленной из полностью расплавленного кварца. Однако при работе с такой посудой следует учитывать чувствительность кварцевого стекла к щелочам. Раньше одна из главных трудностей при работе с кварцевым стеклом заключалась в том, чтобы при тех высоких температурах (иблизи точки плавления кварца), при которых должно проводиться выдувание этих приборов, предотвратить кристаллизацию, вызываемую следами щелочей. Для этого достаточно уже тех ничтожных количеств, которые можно нанести на материал, дотронувшись до него перед плавлением и выдуванием потной или сальной рукой. Постепенная кристаллизация кварцевого стекла наступает также при работе с кварцевыми изделиями. «Расстекловывание» (помутнение) наступает тем быстрее, чем выше температуры, которым подвергалось кварцевое стекло в процессе работы. Прозрачный горный хрусталь применяют для изготовлепия оптических приборов и украшений. Как было указано ранее, для украшений применяют также и некоторые упомянутые выше разновидности кварца.
Кремнезем, по латыни Silicondioxide, silica – это двуокись кремния.Что же представляет собой такое соединение? Это твердые кристаллы без цвета, не имеющие запаха, они достаточно твердые, прочные, пластичные и тугоплавкие. В природе это самый обычный кварц, мельчайшие прозрачные песчинки, которые образуются при окислении кремния (Si).
SiO₂ – молекулярная (химическая) формула диоксида кремния.
Свойства диоксида кремния
Это соединение – высший, четырехвалентный кислотный оксид кремния. Он обладает идеальной устойчивостью к действию кислорода, различных кислот (при температуре плавления, равной 1 600 ºС, растворяется плавиковой кислотой, щелочами). Диоксид кремния не растворяется водой, является диэлектриком (не проводит ток).
Siliconiumdioxide- идеальный нейтрализатор щелочи.
Производство кремнезема для пищевой промышленности
В пищевой промышленности SiO₂ используют как добавку в пищу, которая имеет собственный индекс в европейской системе кодов – Е551.
Диоксид кремния в чистом виде не применяется в пищевой промышленности. В ней используют порошковый SiliconDioxide, другими словами, «белую сажу», аморфный кремнезем.
Производство Е551 осуществляется на специализированных заводах двумя методами искусственного синтезирования: нагреванием Si в кислородной среде при температуре, равной пятистам градусам по Цельсию, происходит окислительная реакция, в результате которой получается белая сажа, и в специальных стерилизаторах при tº 1 000 ºС происходит реакция паров SiliconаTetrachloridа в пламени водорода (второй метод).
Синтезированный Silicondioxide относится к группе эмульгаторов, которые обеспечивают однородность смесям несмешивающихся веществ в природе, таких, как масло (растительного и животного происхождения) и жир с водой.
Применение эмульгатора Е551 в пищевом производстве разрешено во всех странах без исключения (в том числе в РФ, Беларуси, Украине, европейских странах) при условии, что его содержание в готовом продукте не превышает лимита, т.е. 30 гр/кг. Он не наносит вред здоровью, безопасен в употреблении.
Особые требования предъявляются к упаковке и условиям хранения пищевой добавки.
Для упаковки применяют мешки, изготовленные из прочного полиэтилена или специальной оберточной бумаги (kraft), а также полипропилена (обязательное присутствие вставки из полиэтилена).
Хранить пищевую добавку Е551 следует в сухом, закрытом помещении при установленном режиме влажности и определенной вентиляции.
Использование диоксида кремния
Пока уникальные свойства вещества не были изучены, оно главным образом применялось для изготовления строительных материалов, таких как бетон и цемент.
Но по мере исследования Siliconаdioxide учеными, медиками, физиологами, химиками стали известны и другие его признаки. Вещество стали применять в радиотехнике, в производстве огнеупорных материалов и резины.
Благодаря своим свойствам вещество нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе пищевой, фармацевтической, косметологической.
| Вещество широко распространено в природе. Оно содержится в горных породах – минералах, в агате, яшме, халцедоне, аметисте, горном хрустале.Широко применяется в строительстве, а также в производстве стекла, керамических и бетонных изделий. В этих индустриях не важна его чистота. | Это вещество встречается в природе в чистом виде достаточно редко. Это трепел (кизельгур), который образовывается на морском дне на протяжении длительного времени.В наши дни получают синтетическим способом в заводских условиях. Его используют главным образом в промышленных целях. | Вещество нашло широкое применение в медицине, как абсорбент (Siliciumdioxidecolloidal выводит токсичные вещества из организма) и загуститель (в изготовлении мазей, гелей, вазелина, суспензий). В косметологии (в составе зубных паст, как отбеливающее средство; в скрабах, пудрах, лосьонах). Его получение происходит в промышленных условиях из высокодисперсной двуокиси кремния. |
В пищевой промышленности эмульгатор используют как антикоагулятор (стабилизатор) и нейтрализатор, а также как загуститель. Он помогает продуктам сохранять сыпучесть, предотвращает образование комков и слеживание:
- диоксид кремния добавляют в готовые сыпучие продукты, такие как сахар, соль, мука, специи, а также сухое молоко и сливки, крахмал, яичный порошок, различные приправы и пряности, и другие;
- в молочной продукции при изготовлении сыров (для сохранения их структуры) также применяют кремнезем;
- незаменимым компонентом он является и в производстве кофе, какао;
- Е551 входит и в состав пива как абсорбент, способствует осветлению напитка, повышает его выдержку;
- широко применяется он и при производстве чипсов, сухариков, всевозможных закусок, усиливает аромат продуктов потребления;
- при изготовлении алкогольных напитков, для стабилизации кислотности и нейтрализации излишка щелочей тоже используют кремнезем;
- производство кондитерских и кулинарных изделий не обходится без применения эмульгатора Е551, им обрабатывают сладкие поверхности, за исключением тех, которые покрыты шоколадом. Он влияет на сроки реализации продукции, продлевает ее (обеспечивает свежесть, не дает слипаться изделиям), усиливает вкусовые качества и аромат.
Влияние на организм человека, польза и вред
До конца влияние на организм двуокиси кремния учеными не изучено, но из их исследований на сегодняшний день можно сделать вывод, что вещество не наносит вред здоровью при его правильном употреблении.
Диоксид кремния полностью выводится из организма, не всасывается в желудочно-кишечный тракт.
Помимо этого, Silicondioxide присутствует в организме, в крови и плазме.
Немецким физиологом на основе его практики было доказано, что кремнезем полезен для человека, он предупреждает и предотвращает атеросклероз, укрепляет и очищает сосуды. Вода кремния имеет не только абсорбирующие свойства, выводит шлаки и токсичные вещества из человеческого организма, но еще и антибактериальные.
Существует теория, что вещество оказывает положительное влияние на организм человека и сокращает риск дальнейшего развития такого заболевания, как болезнь Альцгеймера. Однако это лишь гипотеза, которую следует доказать ученым.
Ясно одно, что существенный вред здоровью может нанести пыль диоксида кремния при ее вдыхании (только на промышленных производствах). Она может послужить развитию таких заболеваний, как силикоз легких. Умеренное использование пищевой добавки Е551 безопасно для здоровья.
Диоксид кремния (Е551)
обновлено:
Декабрь 21, 2017
Источник: https://FoodandHealth.ru/dobavki/dioksid-kremniya-e551/
Пищевая добавка диоксид кремния (Е551) - влияние на организм человека и свойства
Влияние кремния на организм человека трудно переоценить. Минерал отвечает за гибкость и эластичность костей, прочность ногтей, здоровье волос, способствует восстановлению тканей. «Никакой организм не может существовать и развиваться без кремния», - утверждал академик В. И. Вернадский.
В природе кремний в натуральном виде не встречается. В виде диоксида он присутствует в яшме, горном хрустале, агате, аметисте, топазе и других ценных поделочных минералах.
В пищевой промышленности диоксид кремния применяют как безопасную многофункциональную пищевую добавку.
Название продукта
Диоксид кремния - общепринятое наименование добавки. Международный вариант - Silicon Dioxide. Код в европейской цифровой системе пищевых добавок - E 551 (Е–551).
Синонимы:
- кремнезем;
- диоксид кремния аморфный;
- белая сажа;
- оксид кремния (IV);
- кремниевый ангидрид;
- аэросил;
- силикагель;
- Silizium dioxid, немецкий;
- dioxyde de silizium, французский.
Тип вещества
Добавка Е 551 относится к группе эмульгаторов.
Диоксид кремния - это природное вещество. В натуральном виде существует в виде кварца (минерала, из которого состоит песок).
В пищевой промышленности применяют искусственно синтезированное вещество высокой степени чистоты (диоксид кремния аморфный). Получают его путем нагревания кремния в атмосфере кислорода. Окислительная реакция протекает при температуре до 500°C.
Другой способ - гидролиз паров тетрахлорида кремния в водородном пламени. Синтез осуществляют в специальных автоклавах при температуре от 1000ºC.
Натуральный диоксид кремния используют только в строительном, стекольном и подобных производствах, где чистота материала не играет существенной роли.
Свойства
Добавку E 551 обычно расфасовывают в мешки из крафт-бумаги или плотного полиэтилена. Допускается упаковка продукта в мешки из полипропилена при наличии дополнительной полиэтиленовой вставки.
Применение
Эмульгатор Е 551 входит в список разрешенных для производства продуктов питания.
Диоксид кремния в качестве вспомогательного вещества:
- предупреждает слеживание и комкование сыпучих продуктов. Добавляют в муку, манную крупу, пряные приправы, сухое молоко, сахар, яичный порошок, соль и ее аналоги;
- стабилизирует текстуру тертых или нарезанных ломтиками сыров;
- эффективно конвертирует жидкость в сыпучую массу, сохраняет и подчеркивает аромат (чипсы, закуски к пиву, сухарики и подобные изделия);
- стабилизирует кислотность, нейтрализует избыток щелочи в составе спиртных напитков (включая коньячные);
- осветляет пиво за счет адсорбции замутняющих напиток белков, увеличивает его стойкость.
Эмульгатор используют для обработки поверхности сахаристых кондитерских изделий (кроме шоколада). Это предупреждает ломкость, слипание, продлевает срок хранения.
Добавка разрешена во всех странах. Ее количество не должно превышать 30 г/кг готового продукта питания.
Значительное количество эмульгатора E 551 идет на нужды фармацевтики и медицины. Обычно под наименованием аэросил вещество используют как активный высокодисперсный наполнитель в эмульсиях, таблетках, гелях, мазях. Диоксид кремния включен в фармакопеи Австрии, Венгрии, Дании.
Продукт выполняет ряд активных и вспомогательных функций:
- Диоксид кремния коллоидный в форме рыхлого порошка используют как эффективный энтеросорбент. Вещество связывает и выводит из организма токсины, включая соли тяжелых металлов.
- Добавка входит в состав суспензий, облегчающих состояние при метеоризме (например, Эспумизана). Диоксид кремния стабилизирует эмульсию, усиливает действие активного компонента.
- Благодаря адсорбирующим качествам вещество в виде геля или мази применяют наружно для обработки гнойных ран, лечения флегмоны, мастита и других заболеваний. Препарат обладает антимикробным действием, легко распределяется по поверхности кожи, не раздражает, не вызывает аллергии.
- В качестве загустителя используют в составе рыбьего жира, вазелина, глицерина, цетилового спирта.
Не обошли вниманием добавку Е 551 производители косметических средств. В основном вещество используют в составе зубных паст как абсолютно безопасный отбеливающий абразив. Диоксид кремния не разрушает зубную эмаль, безопасен при случайном проглатывании.
Вещество в качестве вспомогательного компонента используют в производстве кремов, лосьонов, пудр, скрабов для различных типов кожи. Аэросил помогает маскировать неровности кожи, устранять жирный блеск, разглаживать мелкие морщины. Эффективно удаляет отмершие клетки и очищает дерму.
Диоксид кремния не проводит электрический ток, считается одним из лучших диэлектриков (при условии, что нет посторонних примесей).
Польза и вред
Добавку E 551 можно считать безопасной для здоровья. Диоксид кремния присутствует в крови и плазме человека. Поступая извне, вещество не расщепляется в пищеварительной системе, не всасывается, выходит естественным образом в практически неизменном виде.
Опасность представляет вдыхание порошка кремнезема. Мелкие частички могут спровоцировать развитие гранулематозного воспаления, силикоза легких и других тяжелых заболеваний.
Основные производители
Диоксид кремния высокой чистоты производит компания «Экокремний» (Брянская область).
Основные зарубежные поставщики:
- Гомельский химический завод (Республика Беларусь);
- Evolik Industries (Германия);
- RHONE-POULENC (Франция).
В начале прошлого века немецкий физиолог В. Кюне доказал: соединения кремния очищают и восстанавливают сосуды, препятствуют развитию атеросклероза. Позже его выводы были подкреплены многочисленными исследованиями.
Диоксид кремния структурирует молекулы воды, придавая им способность выталкивать токсины, чужеродные соединения, патогенные микроорганизмы. Кремниевая вода приобретает бактерицидные свойства и особый свежий вкус.
Источник: http://vkusologia.ru/dobavki/stabilizatory-emulgatory/e551.html
Диоксид Кремния
Оксид кремния (IV)
Химические свойства
Диоксид кремния, что это такое? Согласно Википедии, четырехвалентный оксид кремния входит в состав практически всех горных пород. Это химическое соединение имеет вид бесцветных кристаллов, с достаточно высокой температурой плавления. Формула Диоксида Кремния: SiO2. Химическая формула кремнезема совпадает с формулой Диоксида Кремния. Температура плавления – около 1600 градусов Цельсия.
Вещество относят к группе кислотных оксидов, является диэлектриком, и имеет несколько полиморфных модификаций кристаллов. Под действием высоких температур и давления вещество превращается в коэсит и стишовит, имеет различные модификации и формы, кварцин, опал, аутигенный кварц, халцедон; аморфный Диоксид Кремния – это кварцевое стекло.
Применение кремнезема
Вещество вследствие разнообразия форм, применяется в различных областях. Минерал используют при производстве стекла, абразивов, изделий из бетона и керамики; в качестве наполнителя во время производства резины, для получения кремния; при производстве огнеупорных материалов; в хроматографии.
Кварцевые кристаллы применяют для производства зажигалок, ультразвуковых установок, в радиотехнике. Некоторые водоросли способствуют накоплению кремнезема в биосфере и выполняют биохимическую функцию.
Соединение также применяют в качестве эмульгатора в пищевой промышленности (Е551), добавляют в состав зубной пасты. Применяют в виде изолятора, при производстве волоконно-оптических кабелей, используют в виде нагревательного элемента в электронных сигаретах; в ювелирном деле и так далее.
Распространено применение Диоксида Кремния в медицине в качестве вспомогательного вещества, пищевой добавки или в виде энтеросорбента.
Диоксид кремния: вред и польза
Вещество нанести особого вреда организму не может, так как при проникновении в желудочно-кишечный тракт не всасывается через стенки желудка и выводится в неизмененном виде.
Пищевая добавка Е 551 присутствует во многих продуктах питания, в сахаре, сухом молоке и славках, чипсах, сухариках, алкогольных напитках и кондитерских изделиях.
При правильном использовании лекарственных препаратов вред кремния диоксида коллоидного также отсутствует.
Фармакологическое действие
Адсорбирующее, регенерирующее.
Фармакодинамика и фармакокинетика
Кремнезем имеет достаточно высокую абсорбционную способность.
Вещество связывает и выводит из организма различные ферменты, антитела , ангигены , токсины , продукты тканевого распада, микроорганизмы и пищевые аллергены .
Вещество активно применяют для эвакуации некоторых лекарств, воды и ядов. Средство после проникновения в пищеварительный тракт не подвергается системной абсорбции, не накапливается в организме.
При местном использовании вещество препятствует некротическим изменениям тканей, способствует заживлению ран.
Показания к применению
В медицине используют Кремния Диоксид коллоидный:
- при кишечных инфекциях, пищевых токсикоинфекциях , аллергии ;
- при экзогенной и эндогенной интоксикации ;
- в рамках комплексного лечения острых отравлений;
- при алкогольной абстиненции ;
- при лечении гнойно-воспалительных заболеваний мягких тканей, абсцессов, гнойных ран, флегмоны , мастита .
Противопоказания
Вещество противопоказано для системного использования при язве желудка и 12-перстной кишки во время обострения; при эрозии желудка и непроходимости кишечника. Лекарство не наносят на гранулирующие и чистые асептические раны.
Побочные действия
Кремнезем при приеме внутрь может вызвать несварение желудка , запор . При местном воздействии – образовать корку, препятствующую нормальной аэрации поверхности раны.
Инструкция по применению (Способ и дозировка)
Вещество принимают внутрь в соответствии с инструкцией, которая прилагается к препарату.
Передозировка
При передозировке у пациентов может возникнуть запор и несварение желудка . Нет сведений о случаях передозировки веществом.
Взаимодействие
Лекарство при пероральном приеме обладает способностью снижать эффективность одновременно принимаемых внутрь лекарств. Следует соблюдать промежуток в один час между приемами прочих лекарств.
При сочетании препаратов Диоксида Кремния с ацетилсалициловой кислотой усиливаются процессы дезагрегации тромбоцитов .
При одновременном приеме лекарства, никотиновой кислоты и атоксила повышается уровень холестерина ЛПВП.
Средство при проведении интракорпоральной сорбционной детоксикации рекомендуется сочетать с бифураном , фурацилином , хлоргексидин биглюконатом .
Условия продажи
Безрецептурный отпуск.
При беременности и лактации
Лекарство можно назначать во время кормления грудью и при беременности .
Общая характеристика и получение
Вещество Е551 известно под многими названиями. Это кремнезем, белая сажа и аэросил. В природе мы знаем его как кварцевые частички песка, кристаллы опала и горного хрусталя. Если не требуется особая чистота сырья, то кремниевый диоксид получают из природного кварца путем сплавления со щелочами. Для применения в лекарствах и продуктах получают синтетическую форму Е551, разлагая кремниевый пар в присутствии кислорода при высоких температурах.
Природный кремниевый диоксид выглядит как твердые бесцветные кристаллы. Вещество, полученное синтетическим путем – это голубоватый порошок из мелких рыхлых гранул. Он не растворяется ни в воде, ни в спиртах, ни в кислотах. Чтобы его расплавить, требуются очень высокие температуры. Молекула Е551 обладает большой поверхностью с рыхлой структурой, без жесткой кристаллической решетки. Это обусловливает аморфность вещества. При попадании в организм оно не всасывается и быстро выводится естественным путем, не изменяясь.
Назначение
Аморфность Е551, то есть специфичное состояние его молекулярной кристаллической решетки, обусловило способность вещества прочно присоединять к себе молекулы других веществ. Ему нашли применение как разделителю жидких сред, разрыхлителю, осветлителю, антивспенивающему агенту.
Прекрасные адсорбирующие свойства Е551 делают его отличным осветлителем пива. Вещество способно втягивать молекулы, которые способствуют помутнению напитка. При этом молекулы, стабилизирующие пену, остаются в пиве.
Способность втягивать влагу обусловила предназначение Е551 препятствовать созданию комков и слеживанию разных сыпучих продуктов – от сахара и соли до пивных закусок и мелких глазированных сладостей. Благодаря этому же свойству добавки удается сохранить текстуру тертого или нарезанного ломтиками сыра.
Отсутствие жесткой кристаллической структуры делает вещество удобной матрицей для создания лекарств с определенными свойствами. Как вспомогательный компонент его включают в состав таблеток и суппозиториев, стоматологических материалов для пломб.
Влияние на организм человека: польза и вред
Преимущества и недостатки Е551 связаны с особенностью строения молекулы этого вещества. С одной стороны – это прекрасный абсорбент, если попадает внутрь организма. С другой – при оседании на слизистых оболочках дыхательных путей он тоже оказывает абсорбирующее действие, чем сильно раздражает ткани и вызывает воспаление.
Особенно полезен диоксид кремния в фармацевтике. Во многих странах он внесен в нормативные документы (фармакопеи), где регламентируются требования к качеству лекарств. Вещество способно замедлять выход биоактивных веществ из проглоченной таблетки или капсулы. Оно помогает сделать мазь гуще, а суспензию или линимент – стабильнее, предотвращает порчу сухих экстрактов. Известен в качестве основного компонента препарата Полисорб.
Проведенные французскими исследователями наблюдения показали, что если в природной воде много Е551, у населения, которое ее пьет, значительно снижается риск болезни Альцгеймера.
Опасность Е551 связана с неосторожным вдыханием частиц этого вещества. Они раздражают слизистые оболочки и могут стать причиной сильных воспалительных процессов в дыхательных путях. Молекулы вещества способны вступать в реакции с другими элементами, провоцируя серьезные заболевания бронхов и легких.
Использование и применение
В пищевой отрасли Е551 применяется как вещество-абсорбент, которое втягивает избытки влаги при добавлении к сыпучим продуктам и мелким сухим изделиям – закусочным или кондитерским, которые тоже можно насыпать. Е551 не дает слеживаться и портиться муке, соли, сахару, пряностям и приправам. Добавка препятствует комкованию и слеживанию разных мелких снеков и сухариков, орешков и чипсов, глазированных сладостей.
Вещество улучшает и стабилизирует структуру вина и пива, некоторых соков. Выступает фильтрующим агентом при производстве растительных масел. Его добавляют в сыр, натертый или нарезанный ломтиками, для сохранения текстуры изделия.
Е551 необходим при изготовлении зубной пасты, вещество есть в составе минеральной косметической пудры и сухих румян. Широко применяется добавка в фармацевтической отрасли, где входит в состав препаратов-энтеросорбентов, улучшает структуру лекарственных мазей и линиментов, выступает наполнителем в таблетках.
Вещество используют при изготовлении бумаги и картона для упаковки пищевых продуктов. В промышленности его применяют для производства стекла, волоконной оптики, красок и лаков, защитных химикатов для растений, авиационных деталей.
В готовой пищевой продукции содержание Е551 не должно превышать 30 г в расчете на килограмм изделия (табл. 1).
Таблица 1 – Норма содержания пищевой добавки Е551 диоксида кремния в продуктах согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 от 26.05.2008
Законодательство
В России, Украине, а также других странах Европы и Азии, В США добавка разрешена.
Российское законодательство регламентирует применение Е551 в пищевых продуктах на основании СанПиН 2.3.2.1293-03 от 26.05.2008:
- п. 3.5.1. Гигиенических регламентов применения пищевых добавок, препятствующих слеживанию и комкованию.
Использование Е551 предусмотрено ГОСТ Р 54649-2011. «Консервы молокосодержащие сухие. Технические условия», ГОСТ 34145-2017 «Добавки пищевые. Агенты антислеживающие пищевой продукции. Термины и определения».
Таблица 2 – Норма содержания пищевой добавки Е551 в продуктах согласно Codex Alimentarius (ФАО и ВОЗ, 2007)
Добавку Е551 можно встретить в составе чипсов, сухариков, муки, соли, сыров, приправ, некоторых кондитерских изделий и спиртосодержащих напитков. Давайте разберемся, каково влияние на организм Е551.
Для чего она нужна?Данная добавка представляет собой диоксид кремния или измельченный кварц. Ее добавляют в продукты, чтобы предотвратить их слеживание и образование комочков. То есть Е551 – это антислеживатель, относящийся к группе эмульгаторов. Благодаря такой пищевой добавке сохраняется нужная консистенция и структура продуктов.
Вреден или нет Е551?
Эта добавка относится к группе безопасных, она разрешена к применению в странах ЕС, Украине и России. Некоторые исследования позволили предположить, что употребление диоксида кремния является профилактикой , однако говорить об этом с полной уверенностью пока нельзя, как и утверждать об абсолютной безопасности Е551 для организма человека.
Диоксид кремния нейтрализует щелочную среду, попадая в организм, он может взаимодействовать с различными веществами. В ходе таких химических реакций возможно образование каких-либо вредных соединений. То есть точно отследить путь, который проходит в организме пищевая добавка Е551, пока не удалось. Поэтому введены ограничения – на 1 кг готового продукта должно приходиться не более 30 г диоксида кремния.
Потенциальный вред Е551 может быть следующим:
Впрочем, вредное воздействие Е551 на организм также не доказано. Кстати, это вещество широко применяется в медицине в качестве сорбента, который связывает и выводит из организма ненужные соединения.
Особенность диоксида кремния заключается в том, что он не взаимодействует с водой. Ограниченное употребление продуктов с пищевыми добавками серьезного вреда, скорее всего, не нанесет, в таком случае диоксид кремния успевает выводиться из организма. Если же в вашем меню постоянно присутствуют продукты, содержащие Е551, то диоксид кремния может накапливаться, и это, возможно, приведет к неприятным последствиям. Лучше ограничить продукты с его содержанием людям, склонным к образованию камней в почках и желчном пузыре.