Axit silixic | Khái niệm hoá học

Cấu tạo phân tử của axit silixic chưa được xác định, nó có thể ứng với hai công thức H₄SiO₄ (axit orthosilixic) và H₂SiO₃ (Axit metasilixic). Trước kia người ta thường hay dùng công thức thứ hai vì nó giống với công thức của axit cacbonic. Thực ra công thức đó không đáng tin cậy vì thực tế ion đơn giản SiO₃^2- không tồn tại mà ngược lại ion SiO₄^2- có rất phổ biến. Ngoài ra trong mọi hợp chất của silic với oxi, silic luôn luôn có số phối trí bằng 4 chứ k phải là 3. Bởi vậy có lẽ công thức H₄SiO₄ ngày nay được công nhận là đáng tin cậy hơn.

Axit silixic

Axit silixic có thể tồn tại dưới dạng đơn phân tử tự do H₄SiO₄ ở trong dung dịch, nhưng những phân tử đó dễ ngưng tụ với nhau mất bớt nước tạo thành những hạt lớn hơn của dung dịch keo (sol).

Dung dịch keo của axit silixic là một chất lỏng trong suốt đặc biệt, dùng kính hiển vi cũng không thể phát hiện được hạt keo. Nhưng dung dịch keo này chỉ tồn tại trong một thời gian nhất định vì ở rong đó phản ứng ngưng tụ vẫn tiếp diễn. Những nhóm OH nằm ở giữa các mạch có thể tương tác với nhau để tạo thành những phân tử ba chiều lớn hơn, chứa ít nước hơn và có mạch nhánh. Khi kích thước của những hạt keo vượt một giới hạn nào đó, dung dịch keo đông tụ. Tùy theo những điều kiện xảy ra của quá trình đông tụ đó, axit silixic hoặc lắng xuống dưới dạng kết tủa thô, không tan, có công thức chung là SiO2.nH2O hoặc đông lại thành khối trông giống như thạch gọi là gel. Qúa trình ngưng tụ trên đây tiếp tục xảy ra cho đến khi tạo nên sản phẩm cuối cùng là SiO₂ vô định hình. 

Gel axit silixic sau khi được sấy khô trong không khí, trở thành một vật liệu xốp gọi là silicagel. Do đó tổng bề mặ bên trong rất lớn, silicagel có khả năng hấp thụ lớn. Nghiên cứu một silicagel có thành phần SiO₂.H₂O bằng phương pháp phổ hồng ngoại, nhận thấy 19% hàm lượng H₂O ở trong đó được liên kết hóa học còn 80% nữa ở trạng thái hấp phụ. Trong thực tế, người ta dùng silicagel để hút ẩm, làm khô các khí và kéo các chất dễ bay hơi ra khỏi các khí. Những hạt silicagel đã hút ẩm được sấy khô để dùng lại.

Silicagel

Axit silixic là một axit yếu, bởi vậy axit đó rất dễ tạo nên khi cho muối natrisilicar tác dụng với axit, kể cả axit rất yếu như axit cacbonic, hoặc khi thủy phân hợp chất của silic như SiH₄, SiCl₄.