Silice | |
Identificazione | |
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Nome IUPAC | biossido di silicio |
N o CAS | silice amorfa fusa quarzo
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N o CE | silice amorfa 262-373-8; 231-545-4 |
PubChem | |
SORRISI |
O = [Si] = O , |
InChI |
InChI: InChI = 1 / O2Si / c1-3-2 |
Aspetto | polvere di colore bianco |
Proprietà chimiche | |
Formula bruta | SiO 2 |
Massa molare | 60,0843 ± 0,0009 g / mol O 53,26%, Si 46,74%, |
Proprietà fisiche | |
T ° fusione | 1713 ° C |
T ° bollitura | 2.700 ° C |
Solubilità | 0,14 g · L -1 (acqua) |
Massa volumica | 2,2 g · cm -3 solido |
Precauzioni | |
WHMIS | |
Silice amorfa: prodotto non controllatoQuesto prodotto non è controllato secondo i criteri di classificazione WHMIS. Silice precipitata: prodotto non controllatoQuesto prodotto non è controllato secondo i criteri di classificazione WHMIS. Divulgazione all'1,0% secondo l'elenco di divulgazione degli ingredienti Commenti: L'identità chimica e la concentrazione di questo ingrediente devono essere rivelate sulla scheda di sicurezza se è presente a una concentrazione uguale o superiore all'1,0% in un controllo del prodotto. Silice fusa: prodotto non controllatoQuesto prodotto non è controllato secondo i criteri di classificazione WHMIS. Divulgazione all'1,0% secondo l'elenco di divulgazione degli ingredienti Commenti: L'identità chimica e la concentrazione di questo ingrediente devono essere rivelate sulla scheda di sicurezza se è presente a una concentrazione uguale o superiore all'1,0% in un controllo del prodotto. |
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Direttiva 67/548 / CEE | |
Frasi S : S22 : Non respirare le polveri. Frasi S : 22, |
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Classificazione IARC | |
Gruppo 1: cancerogeno per l'uomo (silice cristallina inalata sotto forma di quarzo o cristobalite da una fonte professionale) Gruppo 3: non classificabile quanto alla sua cancerogenicità per l'uomo (silice amorfa) | |
Unità di SI e STP se non diversamente specificato. | |
La silice è la forma naturale del biossido di silicio (SiO 2 ) che entra nella composizione di molti minerali .
La silice esiste allo stato libero in diverse forme cristalline o amorfe e combinata con altri ossidi ( Al 2 O 3, Fe O, Mg O, Ca O, Na 2 O, K 2 O, Ecc ) in silicati .
I silicati sono i principali costituenti del mantello e della crosta terrestre . La silice libera è anche molto abbondante in natura, sotto forma di quarzo , calcedonio e farina fossile . La silice rappresenta il 60,6% della massa della crosta terrestre continentale. Dopo l'ossigeno, il silicio è l'elemento più abbondante nella litosfera (27% in peso).
Oltre determinate soglie, l'inalazione di tutte le forme di polvere , nanoparticelle , particelle di silice fine è pericolosa. È in particolare la causa della silicosi e di molte altre malattie (comprese quelle autoimmuni ). Nell'Unione europea , la direttiva (UE) 2017/2398 classifica la polvere di silice come cancerogeno nel 2017 , rivedendo i valori limite di esposizione (VLE) per agenti cancerogeni o mutageni per rendere queste esposizioni più restrittive. Deve essere applicato gradualmente da tutti gli Stati membri dell'Unione europea .
La silice pura è un minerale duro. Esiste in varie forme in natura:
Puro, è trasparente in tutto il campo visibile. Questo gli conferisce interessanti applicazioni in ottica . Le sue proprietà di trasparenza si perdono nei campi UV e infrarossi , che richiedono l'uso di altri materiali per lavorare in queste lunghezze d'onda, ad esempio nella spettrometria a infrarossi . Questo effetto viene valorizzato in agricoltura o nell'Habitat (solare termico ... casa passiva) dove si sfrutta l' effetto serra : la luce penetra nelle finestre, ma queste ultime intrappolano parte dell'infrarosso, dove un riscaldamento o, a almeno, il mantenimento di una temperatura più elevata all'interno che all'esterno del volume vetrato.
La silice è un ossido acido che reagisce con gli ossidi basici per dare silicati (ioni SiO 3 2- , analoghi allo ione carbonato e SiO 4 4- tra gli altri). La maggior parte della presenza di silicati rende il silicio il secondo elemento più grande nella crosta terrestre dietro l' ossigeno .
La silice è sotto forma di cristalli non molecolari formati da unità di SiO 4 tetraedriche collegate tra loro da atomi di ossigeno in modo regolare, come nel quarzo , o in forma amorfa, come nel vetro .
La silice viene utilizzata come materia prima per ottenere il silicio . Viene ridotto da una reazione carbotermica in forni ad arco a più di 2000 ° C a seconda della reazione:
SiO 2+ 2 C ⟶ Si + 2 CO .La silice funge anche da supporto isolante nell'elettronica .
Minerale | Densità | Indice di rifrazione |
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silice fibrosa | 1.96 | 1.40 |
melanoflogite | 2.05 | 1.42 |
vetro di silice | 2.20 | 1.46 |
tridimite | 2.26 | 1.47 |
cristobalite | 2.33 | 1.48 |
keatite | 2.50 | 1.52 |
quarzo | 2.65 | 1.55 |
coesite | 3.0 | 1.59 |
stishovite | 4.35 | 1.78 |
Il vetro di silice è silice non cristallina utilizzata nella fabbricazione di strumenti di ottica , di apparecchiature di laboratorio e fibra di vetro .
La silice è chimicamente stabile ed è difficilmente attaccato dal acido fluoridrico , reazione utilizzato nella incisione del vetro . Questa reazione impedisce l'uso del vetro di silice per manipolare il fluoro .
La silice si dissolve molto parzialmente in acqua pura sotto forma di acido silicico Si (OH) 4 (acido debole). Il limite di solubilità essere di 0,140 g · L -1 a 25 ° C . Questa solubilità aumenta molto fortemente con il pH (formazione di ioni silicato, per la presenza di alcali nell'acqua in bottiglia), la temperatura e la pressione; quindi questa solubilità raggiunge il 20% in acqua supercritica a 500 ° C e 1000 bar.
In acqua, l'acido silicico forma sospensioni colloidali responsabili dell'apparente opacità dell'acqua quando presente. È il caso dell'acqua di geyser come quella di Geysir in Islanda . Per una data concentrazione di silice colloidale, il colore blu è tanto più intenso quanto l'acqua è più fredda (la solubilità del Si (OH) 4 è quindi inferiore).
La silice è anche uno dei migliori isolanti elettrici che ci siano. Per questo motivo viene spesso utilizzato su circuiti elettrici al silicio, semplicemente ossidando gli strati desiderati.
Nell'industria alimentare, la silice viene talvolta utilizzata come agente antiagglomerante o antiagglomerante negli alimenti in polvere (zucchero, zucchero a velo , spezie, ecc .).
La silice cristallizza in diverse forme minerali a seconda della temperatura e della pressione di cristallizzazione. Per punto di fusione, ecco i polimorfi della silice:
Non è una specie nel senso stretto del termine ma questa famiglia ha il riconoscimento ufficiale dall'International Association of Mineralogy (IMA)
È composto da tre specie minerali molto distinte, cristobalite , tridimite e silice amorfa idrata.
Si suddivide in quattro varietà:
Opal-CT (la lussatite dei francofoni) composta da cristobalite-tridimite (da cui le due lettere "C" e "T").
Opal-C è una forma ancora in fase di studio. Sembra che la base sia una cristobalite, che presenta importanti anomalie delle strutture cristalline. Le differenze sono abbastanza nette da distinguerla dalla cristobalite; allo stesso modo il termine cristobalite-microcristallino non è ancora provato.
Opal-AG è l'opale più conosciuto; formato da microsfere di silice amorfa, associate a molecole d'acqua in proporzioni variabili. La lettera "A" indica il carattere amorfo , la lettera "G" suggerisce che siamo in presenza di un gel.
Opal-AN (la ialite dei francofoni). Forma amorfa (Lettera A) come la precedente ma questo opale appare in formazioni vulcaniche, dove le pegmatiti depositano silice ad alte temperature. La lettera "N" (normale) ci ricorda che la struttura della rete è più vicina alla silice ma ci sono ancora molecole d'acqua in proporzioni significative.
Organismi come spugne silicee , fitoplancton e piante svolgono un ruolo importante nel ciclo biogeochimico della silice. Si gioca spesso un ruolo importante nell'irrigidimento della struttura o delle pareti cellulari migliorando la forza e la rigidità degli organismi in grado di utilizzarlo.
Per ragioni genetiche in particolare, l'accumulo di silicio (Si) varia molto a seconda delle specie vegetali, più o meno in grado di catturare Si attraverso la loro rizosfera . Nel riso è stato scoperto un gene che codifica per un trasportatore di assorbimento di Si .
Il Si sembra inoltre svolgere un ruolo attivo nella difesa delle piante contro alcune malattie, stimolando i meccanismi di reazione di difesa.
OGM? In Giappone , nel 2006 , i biotecnologi hanno proposto di drogare le specie incapaci di accumulare abbastanza Si da essere loro benefico, mediante manipolazione genetica per aumentare la capacità di assorbimento del Si attraverso le radici.
La silice cristallina è il materiale più comune nella crosta terrestre. È quindi logico trovarlo nella maggior parte dei materiali naturali di origine minerale (quasi sempre più dello 0,1% del materiale e fino a quasi il 100% per sabbie, selce, ecc .). Tramite gli inerti che contengono tutti silice cristallina, si trova nelle strade , negli edifici e in molti lavori pubblici. L'usura di questi materiali e ancor più la loro segatura , levigatura o molatura a secco sono fonti di esposizione diretta o indiretta, immediata o ritardata alla silice cristallina.
Nel 2019 , nel mondo la silice non è considerata tossica in quanto tale (si trova ad esempio nei dentifrici). Ma l'inalazione di particelle di silice libere o polveri ricche di silice cristallina (nelle miniere, nelle botteghe di scultori o in determinati mestieri (molatura su lavori pubblici o cantieri di costruzione / decostruzione / demolizione per esempio) è riconosciuta come espositore. mortali) che colpiscono rispettivamente il sistema respiratorio e la pelle e altri organi:
La silice cristallina può anche:
Nel 2019 , la silice cristallina è ancora classificata solo come agente chimico pericoloso (perché causa silicosi), ma non riconosciuta come cancerogena (nonostante numerosi studi abbiano concluso che è cancerogena).
Nel Maggio 2019, i processi che emettono polveri di silice sono classificati cancerogeni da una direttiva europea da recepire nella legislazione di tutti gli Stati membri
In Francia , dopo 4 anni di autoreferenzialità della questione dei rischi per la salute indotti dall'esposizione alla silice, una nuova Il rapporto ANSES conferma anche il rischio di cancro e conclude che è necessario rafforzare le normative. Il rischio per la salute è considerato "particolarmente elevato (maggiore di 1 su 1.000) per i professionisti esposti alla silice cristallina" e "il valore attuale del valore limite di esposizione professionale (OELP-8h) di 0,1 mg.m 3 in Francia non è sufficientemente protettivo ". Secondo ANSES , la silice presenta "un rischio per la salute particolarmente elevato" per i dipendenti. In Francia, secondo la Rete nazionale per la vigilanza e la prevenzione delle patologie professionali (RNV3P): dal 2001 al 2017 sono stati elencati 4.506 "problemi di salute legati al lavoro associati alla silice" (di cui il 40% del cancro bronchiale). -Polmonare, 26 % di silicosi e 8% di broncopneumopatia cronica ostruttiva , sapendo che un terzo dei dipendenti interessati è impiegato nel settore edile osserva il RNV3P. Ancora in Francia, quasi 365.000 lavoratori, in particolare nei settori edile. edilizia, metallurgia ed industrie estrattive (4.200 cave per l'estrazione di minerali e materiali da costruzione in Francia), ne sono esposte, dato rivalutato: 170.414 operai edili sono stati esposti a questo rischio nel 2017, solo in Francia, secondo l'indagine nazionale per la sorveglianza medica dell'esposizione dei dipendenti ai rischi professionali (Sumer), numero che corrisponde al 12,3% di tutti i lavoratori del settore. del VLEP sarebbero state (nel 2017) tra le 14.600 e le 22.400 persone secondo ANSES. ANSES stima che per l'esposizione a particelle di quarzo, da 23.000 a 30.000 lavoratori nel 2019 sarebbero ancora esposti a livelli superiori al valore limite di esposizione professionale (OEL) di 0,1 mg / m 3 attualmente in vigore in Francia. Questo numero sale a 60.000 se si considerano i superamenti delle soglie per il più basso OEL internazionale esistente, che è 0,025 mg / m 3 di aria (e più di 2/3 dei lavoratori esposti sono quelli da costruzione, seguiti dalla fabbricazione di non -prodotti minerali metallici, seguiti dalla metallurgia e dall'estrazione mineraria.Maggio 2019, ANSES chiede pertanto al governo di:
e, per la silice cristallina:
Variano da Paese a Paese e dovrebbero irrigidirsi negli anni 2010-2020, anche in Francia perché spesso si tiene conto delle opinioni di ANSES, generalmente molto ben argomentate (le normative e le modalità di lavoro nel settore edile dovrebbero cambiare). Una direttiva europea impone anche una migliore protezione per le persone esposte alla silice;
In Francia, dove il valore limite di esposizione (fissato a 0,1 mg / m 3 di polvere di silice respirabile inalata in 8 ore ) sembra spesso essere superato, nel 2019 è stata pubblicata una guida educativa per le aziende che supervisionano escavatori, condutture, muratori o lavoratori di cantiere , in collaborazione con Carsat regionale ed esperti in medicina del lavoro nel settore edile. La guida raccomanda in particolare l'uso di parti prefabbricate o segate e di "Privilegiare la decostruzione per elementi piuttosto che la demolizione distruttiva". Allo stesso modo utilizzare acqua (piatto di taglio, aspirapolvere con irrigazione) e mai spazzare e soffiare, a favore di nebulizzazione, risciacquo e aspirazione con appositi filtri. Nei siti ad alto rischio, gli operatori delle macchine devono lavorare in una cabina chiusa, con un'atmosfera filtrata e pressurizzata. Il personale esposto deve indossare maschere e dispositivi di protezione respiratoria appropriati (es: cappuccio alimentato ad aria, ecc.) E indumenti protettivi monouso (classe 5 o 6) potrebbero persino diventare obbligatori.
Consiste nell'evitare di inalare aria inquinata, in particolare da tabacco o particelle.
Nel 2019 ANSES chiede che siano generalizzate misure come il lavoro umido (immersione, irrigazione o nebulizzazione delle aree di perforazione, molatura, molatura, segatura, ecc.) E / o la raccolta delle polveri alla fonte, verificandone sistematicamente e preventivamente la loro efficacia secondo lo strumento e le tecniche utilizzate, anche durante i cantieri mobili. "Ma l'ANSES specifica che queste due tecniche, anche combinate, non sono sempre sufficienti: i livelli residui possono in determinate condizioni portare al superamento degli OEL attuali". Ciò mette in discussione i mezzi di protezione dell'ambiente e dei dipendenti quando l'OELP non viene rispettato e / o se viene ridotto, cosa che avverrà se seguiremo le raccomandazioni dei tossicologi e le prescrizioni di ANSES.