Вред кремния диоксид коллоидный. Механизм действия
Диоксид кремния (коллоидный) – легкий голубовато-белый порошок, состоящий из мельчайших (до 0,09 мм) частиц. Фармакологическое действие препарата основано на способности кремнезема захватывать, удерживать и выводить из организма токсические соединения любого происхождения.
Вещество допустимо к применению в виде эмульсии, получаемой при смешивании с водой. Полученная взвесь проявляет сорбирующие и детоксикационные свойства как при наружном нанесении, так и принятая перорально.
Особенностью фармакокинетики полисорба является его полное выведение из организма.
При внутреннем употреблении 1 г препарата способен впитать 300 м² патогенных соединений с внутренней поверхности кишечника. Фармакодинамика Полисорба позволяет эффективно бороться с эндогенными и экзогенными интоксикациями, вызванными такими причинами: болезнетворными микроорганизмами, продуктами их жизнедеятельности, аллергенами, антителами а также избытком собственного билирубина, холестерина, липидных соединений, мочевины. Препарат обезвреживает радионуклиды, соли тяжелых металлов, яды и алкоголь.
При наружном применении взвесь очищает инфицированные раны, нагноения, язвы, оказывает некролитическое действие и ускоряет регенерацию тканей.
Особенностью фармакокинетики Полисорба является его полное выведение из организма, без расщепления. Вещество активно в просвете ЖКТ, не проникает сквозь стенки кишечника, не обнаруживается в кровотоке. Полезные биологически активные соединения (бактерии, витамины) не затрагиваются сорбирующим действием препарата, их концентрация остается неизменной.
В отличии от других веществ, способных стабилизировать медицинские растворы и эмульсии, Полисорб не создает опасных соединений с алкалоидами, антибиотиками, другими лекарствами. Так, магния стеарат (стеариновая кислота) имеет больше противопоказаний к применению чем высокодисперсный кремнезем.
В отличии от других веществ, способных стабилизировать медицинские растворы и эмульсии, полисорб не создает опасных соединений с алкалоидами.
Виды современных сорбентов
Сорбенты классифицируют в различные группы в зависимости от механизма их действия и особенности происхождения. Чаще всего выделяют 4 основных типа:
- Ионообменные. Это — смолы, которые могут быть, как естественными, так и синтетическими. Они связывают между собой ионы токсинов, в результате чего возникают безопасные соединения.
- Углеродные. Является наиболее распространенным видом. Их создают на основе гранулированного или активированного угля. Это и известное всем с детства активированный уголь.
- Полимерные сорбенты (на основе глины) — которые могут адсорбировать в 50 раз больше токсинов, чем старое доброе активированный уголь, поскольку имеют большую, так называемую «сорбционной площадь».
- Кремниевые, в том числе последнее поколение кремниевых сорбентов -високодисперсний диоксид кремния, который является наиболее эффективным и при этом безопасным. Его можно использовать и при пищевом отравлению у детей.
Достаточно активно используются также сорбенты естественного происхождения, к которым относятся пектин, целлюлоза, клетчатка, хитозан. Они обладают способностью адсорбировать, в основном тяжелые металлы и радионуклиды, при этом сорбционная активность того же диоксида кремния распространена на более классов токсичных веществ.
Диоксид кремния в строительстве. Диоксид кремния. Распространение в природе, пути получения, использование
Диоксид кремния (химическая формула: SiO2, кремнезем) – это бесцветное кристаллическое, стеклообразное или аморфное вещество. Этот минерал в виде кварцевого песка 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 диатомовых водорослей, 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 силикат натрия, 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 сложных эфиров 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 кварцевое стекло применяют в авиационной промышленности, оптике, электронике и других отраслях. Кварцевую ткань используют как материал, удерживающий тепло, а кварцевые волокна – для создания волоконно-оптических систем передачи информации и линий связи.
Механизм действия
При попадании в воду присоединяет к себе гидроксильные группы и формирует сложную пространственную структуру, её особенностью является то, что сорбция молекул токсинов, избыточных продуктов обмена веществ, антигенов, микроорганизмов происходит на поверхности частиц, в местах связи оксида кремния с гидроксильными группами. В водной суспензии таких частиц много и их суммарная сорбционная площадь достаточно велика. Сорбция идёт на поверхности, поэтому он может фиксировать и выводить вещества с любой, в том числе и с очень большой молекулярной массой (например, аллергены, микроорганизмы), поэтому препарат можно применять и для лечения аллергии[источник не указан 1508 дней].
В просвете желудочно-кишечного тракта препарат связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая патогенные бактерии и бактериальные токсины, антигены, аллергены, лекарственные препараты и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, а также некоторые продукты обмена веществ, в том числе избыток билирубина, мочевины, холестерина и липидных комплексов, продукты распада алкоголя и метаболиты, ответственные за развитие эндогенного токсикоза. Преимущественное выведение токсинов с сохранением нормальных компонентов флоры и полезных веществ связан с переизбытком их патогенных структур в кишечнике и плохой фиксацией их к слизистой оболочке. Нормальная же микрофлора достаточно плотно фиксирована между ворсинок кишечника и поэтому активно не выводится. Пристеночное пищеварение не нарушается, так как суспензия препарата свободно выводится из организма и нигде не задерживается, в том числе и между ворсинок, не повреждая слизистую оболочку пищеварительного тракта.
После приема внутрь кремния диоксид не расщепляется и не всасывается. Полностью выводится из организма естественным путём в неизменённом виде.
При взаимодействии кремния диоксида с лекарственными средствами возможно снижение лечебного эффекта одновременно принимаемых внутрь лекарств. Для профилактики рекомендуется разобщать приём других препаратов на 1-2 часа.
Пористые кремнезёмы
Пористые кремнезёмы получают различными методами.
Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.
Силикагель получают путём высушивания геля кремниевой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: обычно от 300 м²/г до 700 м²/г .
Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха и может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).
Диоксид кремния в таблетках 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.
Полное название Е551 — диоксид кремния аморфного, однако данное вещество имеет много других обозначений, например, «белая сажа», биосил, коэсит, кварц, асил, аэросил, кремнезем.
Он встречается в естественном виде в виде минералов, их смесей, а также им является обычный, привычный нам песок. Различные оксиды кремния — это самые распространенные минералы на нашей планете, они являются частью горных пород, образуют существенную часть мантии и 12% коры Земли.
В кристаллической форме очень твердое, не имеющее цвета и запаха вещество. Для применения в промышленности удобна форма белого сыпучего порошка или шариков. Для применения как пищевую добавку аморфный диоксид кремния синтезируют химическим путем, получая высокочистый продукт.
Важно. Е551 не меняет цвета готовых изделий и никак не влияет на вкусовые ощущения
Е-номер 551 назначен диоксиду кремния по Международной системе классификации INS, согласно ей он является эмульгатором — веществом, сохраняющим структуру изделия. Согласно ГОСТ 32770-2014 эмульгатор — это добавка, предназначенная для создания и/или сохранения однородной смеси двух или более несмешивающихся фаз в пищевом изделии.
Вещество имеет множество модификаций. До сих пор продолжаются открытия разных форм. Например, пару лет назад ученые из США открыли 5 новых его форм.
Для справки. Искусственным путем «белая сажа» была впервые получена в 1953 году ученым Л. Коэсом.
Сферы применения
Применение диоксида кремния определяется свойствами этого элемента, о которых мы говорили выше. Производители в разных сферах промышленности дали высокую оценку безопасному компоненту!
В пищевой промышленности
Давайте поговорим о том, какими особенностями обладает диоксид кремния аморфный в пищевом производстве. А также рассмотрим продукцию, в состав которой входит Е551!
Антислеживающий агент диоксид кремния предотвращает слеживание и комкование в сыпучей продукции – это порошки и мука, манная крупа и приправы, сухое молоко;
Сырные продукты, нарезанные кусочками или натертые, под действие Е551 приобретают однородную структуру, не рассыпаются и не разваливаются;
В снэках (чипсы, сухарики, смеси, кольца кальмара и прочее) этот компонент помогает удержать жидкость, действует в качестве закрепителя запаха и вкусовых особенностей;
Используется в спиртных напитках (в том числе и тех, что делаются на основе коньяка). Это вещество стабилизирует уровень кислотности и нейтрализует излишки щелочных компонентов;
- Применяется при изготовлении пива – помогает осветлить цвет, увеличивает стойкость напитка за счет адсорбции белков;
- Сладкие кондитерские изделия покрываются слоем Е551 для усиления прочности и предотвращения ломкости, это вещество избавляет от слипания и помогает увеличить срок хранения. Исключение – шоколадная продукция.
В медицине
Не все знают, что диоксид кремния в медицине является популярным компонентом и входит в состав огромного количества лекарственных средств. Пора поговорить подробнее о том, какие характеристики позволяют этому элементу выполнять массу незаменимых функций!
- Выступает активным высокодисперсным наполнителем (аэросил);
- Позволяет многократно усилить действие основного компонента лекарственного средства;
- Кремния диоксид коллоидный выполняет роль энтеросорбента;
- Активно выводит токсины и соли тяжелых металлов;
- Стабилизирует консистенцию лекарственного средства;
- Является загустителем;
- Не вызывает аллергических реакций;
- Обладает антимикробным действием;
- С легкостью распределяется по ране и быстро впитывается.
Давайте отметим основные группы лекарственных препаратов, в производстве которых используется это вещество:
- Средства от метеоризма;
- Вазелин и глицерин;
- Рыбий жир;
- Средства для обработки наружных ран;
- В лекарствах от мастита.
В косметике
Диоксид кремния в косметике прочно занял огромное место – эта добавка наверняка есть в ваших любимых косметических средствах, стоит только внимательнее изучить состав.
- Присутствует диоксид кремния в зубной пасте – это отбеливающий компонент, обладающий очищающим, абразивным действиям. Отвечает за сохранность и прочность зубной эмали;
- Используется в производстве кремов и пудры, скрабов, лосьонов и иных жидких эмульсионных веществ. Помогает разгладить морщинки, удаляет неровности кожи. Выводит мертвые клетки, избавляет от блеска и очищает внешний слой кожи.
Влияние на организм человека диоксида кремния мы изучили очень подробно – теперь вы без оглядки, без опаски можете покупать такую продукцию – как пищевые изделия, так и непродовольственные товары. Вы уже знаете, насколько хорош этот компонент – ни в чем не сомневайтесь, не бойтесь за свое здоровье.
Применение аэросила (диоксида кремния) в медицинской и ветеринарной фармацевтической промышлености
В производстве таблеток аэросил используется
в концентрации 0,1-0,5% как скользящее и взрыхляющее (0,1-2,0%) вещество, что сокращает время их распада, облегчает процесс грануляции, улучшает текучесть таблетированной массы. Адсорбционные свойства аэросила используют в производстве порошков, экстрактов и других фармацевтических препаратов.
Многочисленными фармакологическими, токсикологическими и биофармацевтическими исследованиями подтверждено, что аэросил при внутреннем применении индифферентный, хорошо переносится больными, обладает лечебными свойствами при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и других воспалительных процессах, может быть источником снабжения кремния в организме. Есть сведения о том, что аэросил (диоксид кремния)
может способствовать сокращению гладких мышц и сосудов, а также обладает бактерицидными свойствами.
Аэросилсодержащие фармацевтические системы не проявляют раздражающего и токсического действия. Такие же свойства присущи мазям при использовании эсилона и аэросила как основы (композиция эсилона-5, загущенная 15% аэросилом при изготовлении мазей с антибиотиками и кортикостероидами). Мази с аэросилом (диоксидом кремния)
легко выдавливаются из туб, хорошо фиксируются на коже, обладают пролонгированным действием.
Литература
Жогло Ф., Возняк В., Попович В., Богдан Я. Вспомогательные вещества и их применение в технологии лекарственных форм. — Львов, 1996; Перцев И.М., Котенко А.М., Чуешов А.В., Халеева Е.Л. Фармацевтические и биологические аспекты мазей: Монография. — Х., 2003; Печковская К.А. Наполнение резин. В кн.: Энциклопедия полимеров. В 3 т. — М., 1974.
Диоксид кремния (пищевая добавка E551) представляет собой бесцветное кристалическое вещество, обладающее высоким уровнем твёрдости и прочности. Диоксид кремния не реагирует с водой и устойчив к воздействию кислот. Молекулярная формула вещества: SiO 2 . Оксид кремния представитель группы кислотных стеклообразующих оксидов, взаимодействует при повышении температуры со щелочами и основными оксидами, растворим в плавиковой кислоте, склонен к образованию переохлажденного расплава, т.е. стекла, является отличным диэлектриком.
В природе диоксид кремния встречается в виде минерала кварца, из мелких зерен кварца состоит обычный песок. Такой диоксид испольлзуется в технологиях, не предусматривающих высокого уровня чистоты материала. Синтетический диоксид кремния получают путем окисления кремния в атмосфере кислорода при температуре 400—500 °C.
В пищевой промышленности аморфный непористый диоксид кремния, как вспомогательна добавка E551, применяется для избежания комкования и слеживания. Также E551 используется при производстве зубных паст и в фармацевтической промышленности, как пищевая добавка или лекарственный препарат — энтеросорбент.
При употреблении диоксида кремния вовнутрь, он проходит неизменным через желудочно-кишечный тракт, после чего выводится из организма. Пятнадцатилетние исследования, проводимые во Франции, показали, что при употреблении воды с высоким содержанием диоксида кремния снижается риск развития болезни Альцгеймера на 11%.
Диоксид кремния имеет широкое применение в промышленности, в частности в производстве резины и изделий из бетона, керамики, стекла, различных абразивов и пр. Кристаллы кварца нашли применение в зажигалках, ультразвуковых установках и радиотехнике. Чистый плавленый диоксид кремния в композиции с рядом специальных ингредиентов используется для производства волоконно-оптических кабелей.
По строению соединения и свойствам пищевой эмульгатор Е551 Диоксид кремния относят к группе веществ, представляющих собой оксиды кремния. Помимо закрепленного в пищевой промышленности названия есть и другие наименования пищевого эмульгатора Е551 Диоксид кремния. К примеру, аморфный диоксид кремния, аэросил, белая сажа, кремнезем, а также тонкодисперсный диоксид кремния. Свойства пищевого эмульгатора Е551 Диоксид кремния дают все основания для того, чтобы отнести химическое соединение к разряду кислотных оксидов.
Пищевой эмульгатор Е551 Диоксид кремния под воздействием температуры начинает вступать в химическую реакцию с щелочами, а также основными оксидами. Кроме того, органически активное соединение оксид кремния, входящее в состав эмульгатора Е551, способно растворятся в плавиковой кислоте, а также использоваться в качестве диэлектрика и части стекло образующих оксидов. Стоит отметить, что пищевой эмульгатор Е551 Диоксид кремния может быть представлен в нескольких модификациях.
4.2. ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Наша цель — показать основные этапы изготовления материала, достигшие высокой степени технического совершенства, и на этом фоне обсудить перспективы развития возможных методов изготовления других, менее исследованных материалов.
4.2.1. Песок для кремния
Слово «кремний» (silicon происходит от латинского silex, что означает кремень, кремневая галька. Масса земной коры приблизительно на 20% состоит из кремния, в основном в виде -содержащих минералов (кварцита, агата, яшмы, опала и кремня) и силикатов (слюды, полевого шпата, цеолитов, гранатов и глиноземов) Хотя еще Лавуазье в 1787 г. предполагал, что — оксид не известного тогда элемента, элементарный кремний был выделен Берцелиусом только в 1823 г.
В настоящее время элементарный кремний главным образом применяется в сталелитейном производстве, для изготовления абразивов и получения кремнийорганических соединений. Стимулом для развития технологии выращивания монокристаллов послужили свойства элементарного кремния пропускать ИК-иэлучение. Лишь впоследствии кристаллический кремний в оптических компонентах ИК-техники был заменен на поликристаллические материалы с малыми потерями.
Впервые кремний использовали как компонент электронного устройства в 1906 г. в выпрямителе с точечным контактом. Несмотря на быстрое развитие полупроводниковой промышленности, использование его было относительно невелико: в 1964, 1972, 1978 гг. по 45, 500, 1500 т соответственно.
Кремний — легкий элемент, пластичный только при нагреве до температур, близких к температуре плавления он очень стоек к химическому воздействию. На его поверхности на воздухе практически мгновенно образуется слой толщиной 1—2 нм, затем толщина окисла постепенно возрастает до 5—6 нм. Кремний не подвержен воздействию большинства кислот, за исключением смеси но легко растворяется в КОН или с выделением Материал относительно легко поддается оптической полировке, однако из-за большого показателя преломления на выполненные из него оптические элементы необходимо наносить просветляющие покрытия.
Превращение исходного песка в высокочистый кремний происходит через следующие основные этапы:
1) восстановление до в электродуговой печи с графитовыми электродами;
2) получение промежуточного химического продукта, например трихлорсилана;
3) очистка дистилляцией или другими способами;
4) восстановление промежуточного химического продукта до чистого кремния в высокочистых условиях;
5) отливка в формы, удобные для последующего выращивания кристаллов;
