Silicium - Si
Silicium (Si) is een metalloïde dat wordt gebruikt in halfgeleiders en legeringen. In water verwijst de term ‘silica’ doorgaans naar opgeloste of deeltjesvormige soorten siliciumdioxide, niet naar elementair silicium.
Chemische eigenschappen · Toepassingen en voorkomen · Gezondheidseffecten · Milieueffecten · Water en behandeling
Chemische eigenschappen van silicium
| Symbool / atoomnummer | Si / 14 |
|---|---|
| Groep / periode / blok | 14 / 3 / p |
| Interval voor standaardatoomgewicht | [28.084, 28.086] |
| Elektronenconfiguratie | [Ne] 3s2 3p2 |
| Veelvoorkomende oxidatietoestand | +4 |
| Dichtheid (kristallijn, 20 °C) | 2,3296 g cm−3 |
| Smeltpunt | 1414 °C |
| Kookpunt | 3265 °C |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1.90 |
| Niet-gebonden atoomstraal | 0,210 nm |
| Eerste ionisatie-energie | 786,5 kJ mol−1 |
| Stabiele isotopen | 28Si, 29Si en 30Si |
| Geïsoleerd door | Jöns Jacob Berzelius, 1824 |
| CAS-registratienummer | 7440-21-3 |
Het atoomgewicht is gebaseerd op CIAAW. Intervallen weerspiegelen natuurlijke variatie in de isotopensamenstelling; haakjes geven de onzekerheid in de laatste cijfers aan. Andere eigenschappen zijn gebaseerd op RSC, tenzij anders vermeld. Atoomstralen hangen af van de gehanteerde definitie.
Eigenschappen, toepassingen en voorkomen
Elementair silicium is een bros, blauwgrijs metalloïde en een belangrijke halfgeleider. Het wordt gebruikt in elektronische apparaten en zonnecellen, en ook in legeringen. Via zijn verbindingen is silicium ook een bestanddeel van glas, keramiek en cement.
Silicium en siliconen zijn niet hetzelfde: siliconen zijn polymeren waarvan de hoofdketens silicium en zuurstof bevatten. In de natuur komt silicium vooral veel voor in silica (siliciumdioxide) en silicaatmineralen zoals kwarts en veldspaat.
Gezondheidseffecten van silicium en silica
Elementair silicium is iets anders dan silicastof. Inademing van inadembaar kristallijn silica dat vrijkomt bij het snijden, breken of hanteren van bepaalde materialen, kan ernstige longaandoeningen veroorzaken. Het risico hangt af van de deeltjesgrootte en de blootstelling; stofbeheersing en de toepasselijke grenswaarden voor beroepsmatige blootstelling zijn belangrijk. ‘Silicium’ mag niet als algemene veiligheidsomschrijving voor elke siliciumverbinding worden gebruikt.
Silicium in het milieu
Door verwering komen opgeloste siliciumsoorten uit gesteenten vrij in de bodem en het water. Diatomeeën en sommige andere organismen gebruiken opgelost silica om minerale structuren te vormen. Siliciumdioxidedeeltjes en oplosbaar kiezelzuur gedragen zich verschillend in het milieu en bij behandeling.
Silica in proceswater
Bij een voor water gebruikelijke pH is opgelost silica doorgaans aanwezig als zwak geïoniseerd kiezelzuur; natuurlijk water kan ook colloïdaal silica en zwevende silicaatdeeltjes bevatten. Deze vormen reageren niet noodzakelijk op dezelfde manier op behandeling. Daarom moeten bemonstering en analyse duidelijk maken wat de gerapporteerde ‘silica’-meting weergeeft.
Silica kan de terugwinning bij omgekeerde osmose en andere concentratieprocessen beperken, omdat concentratie van het voedingswater tot silica-afzettingen kan leiden. Het risico hangt af van de concentratie opgelost silica, de pH, de temperatuur, de terugwinning en andere aspecten van de watersamenstelling. Beoordeel de volledige wateranalyse en bedrijfsomstandigheden; ga er niet van uit dat een generiek antiscalant of één oplosbaarheidswaarde de beheersing van afzettingen garandeert.
Klaring of filtratie kan geschikt zijn voor deeltjesvormen, terwijl opgelost silica vaak een processpecifieke aanpak vereist. Voer representatieve tests uit en monitor het concentraat en het behandelde water. Zie silicium in water en de calculator voor silicaoplosbaarheid en afzettingsvorming.
Siliciumpagina voor het laatst beoordeeld op door Lenntech.
Terug naar het periodiek systeem der elementen.