[高瞻自然科學教育資源平台] 二氧化矽(Silicon dioxide)的用途

高雄市立高雄女中化學科洪瑞和老師責任編輯

二氧化矽的用途：石英在 1900K 時熔化成黏稠液體，冷卻時內部結構為 SiO₄ 四面體雜亂排列，結構呈無定形，冷卻時因黏度大不易再結晶，變成過冷 液體，稱為石英玻璃，熱膨脹係數很小，可以耐受溫度劇變，用以製造耐高溫的器具。石英還可以拉成絲，具有很高的強度與彈性，是製作光學纖維的原料。水晶可用作鏡片或光學儀器，瑪瑙和碧玉可以做裝飾寶石。矽藻土為多孔性物質，可以做工業用吸附劑和保溫、隔音材料。

矽酸鹽：矽酸鹽是由多種多樣的矽酸根離子與各種金屬離子結合而成的一大類矽的含氧酸鹽。矽酸鹽可分為可溶性和不可溶性兩大類，天然存在的矽酸鹽都是不可溶性的。矽酸鈉就是最常見的可溶性矽酸鹽。

矽酸鈉可由石英砂(SiO₂)與氫氧化鈉或碳酸鈉來製備；工業上製備矽酸鈉的方法是將不同比例的 Na₂CO₃ 與SiO₂ 混合後放於反射爐中煅燒（約 1600K），可以得到組成不同的多種矽酸鹽，最簡單的一種是偏矽酸鈉 Na₂SiO₃。煅燒後的產物是一種玻璃態物質，常因含有鐵鹽雜質而呈藍綠色。它溶於水成黏稠溶液，俗稱水玻璃，化學組成為 Na₂O∙nSiO₂。水玻璃在建築上用作黏合劑、木材、織物經水玻璃浸泡後可以防腐、防火。由於矽酸鈉水解使溶液呈強鹼性，因此水玻璃還可用作洗滌劑的添加物。2Na₂SiO₃ + H₂O → Na₂SiO₃ + 2NaOH。

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