Acido ortosilicico: sintesi, usi, dimerizzazione

L’acido ortosilicico Si(OH)4 è uno dei composti più importanti del silicio costituendo la specie di partenza per la silice e i silicati che sono le sostanze più abbondanti sulla crosta terrestre.

È presente nei mari, nei fiumi e nel suolo in concentrazione di poche ppm. Tuttavia  svolge un ruolo chiave nel ciclo continentale del silicio attraverso i processi biotici e abiotici.
In esso il silicio, che ha numero di ossidazione +4, si trova al centro di un tetraedro equilatero in cui i gruppi -OH si trovano ai vertici.

Dimerizzazione

Esso è debolmente acido avendo un valore di pKa di 9.8 e tende a dimerizzare secondo la reazione di condensazione:

dimero

e successivamente a dare trimeri sia lineari che ciclici detti trisilossani, e tetrameri detti tetrasilossani che costituiscono i mattoni di partenza per ottenere silice mesoporosa, zeoliti, gel di silice e siliconi materiali scarsamente solubili in acqua.

Sintesi

Può essere ottenuto dalla reazione tra il tetrafluoruro di silicio con acqua da cui si ottiene acido ortosilicico e acido fluorosilicico:

3 SiF4 + 4 H2O → Si(OH)4 + 2 H2SiF6
Diversi esteri dell’acido silicico sono liquidi termicamente stabili impiegati come lubrificanti e fluidi idraulici

Usi

Uno dei maggiori usi dell’acido ortosilicico è nel campo agricolo. Il ruolo del silicio è infatti incredibilmente vasto e variegato. Il biossido di silicio non ha  attività biologica non riuscendo a penetrare all’interno delle cellule. È  quindi utilizzato l’acido ortosilicico che è assimilato dalle piante e trasportato dalla linfa. In seguito, dopo evaporazione e perdita d’acqua, polimerizza sotto forma di gel colloidale. Questo si accumula soprattutto nelle strutture cellulari più superficiali delle foglie, dei gambi e della frutta.

L’acido ortosilicico è l’unica fonte si silicio approvata dall’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare ed è pertanto usato negli integratori alimentari. Esso contribuisce a legare il calcio nelle ossa, nella sintesi del collagene  e produzione di elastina

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