Kristallin kiseldioxid är det vetenskapliga namnet på en kemisk förening, SiO2, som finns i alla delar av jorden och i alla skikt i det geologiska rekordet. Det har använts i många industrier i tusentals år, med anor från det antika Egypten. Den vanligaste formen av kristallin kiseldioxid är kvarts.
Kisel ska inte förväxlas med kisel, silikater eller silikon. Kisel är grundämnet Si, som tillsammans med syre utgör kiseldioxid. Kisel är det näst vanligaste grundämnet på jorden, efter syre. Silikater bildas också genom att kombinera kisel och syre, men inkluderar också en metall i sin kemiska sammansättning. Silikoner är polymerer, syntetiskt tillverkade föreningar.
Sett i två former kan kiseldioxid vara kristallin eller amorf. För att kiseldioxid ska vara kristallin måste dess molekyler vara arrangerade i ett tredimensionellt repeterande mönster. Amorf kiseldioxid har inte en kristallin struktur. Opaler är en typ av icke-kristallin kiseldioxid.
Eftersom den är polymorf kan kristallin kiseldioxid finnas i mer än ett tillstånd. Det finns sju polymorfer, eller former, av SiO2. Fyra av dessa typer är extremt sällsynta. De andra tre – kvarts, cristobalit och tridymit – finns ofta.
Kvarts har också två tillstånd, alfa och beta. Alfakvarts finns i allmänhet naturligt. När kvarts värms till över 1,063.4 573°F (XNUMX°C), övergår den till betakvarts. Tillverkningsprocesser skapar denna förändring, men blixtar eller meteorer kan också fullborda processen.
En komponent av jord och sand, kristallin kiseldioxid används ofta vid glastillverkning. Vid upphettning härdar sand som innehåller SiO2 till glas. Den första registrerade glastillverkningen skedde i Egypten för ungefär 5,000 XNUMX år sedan.
Förutom sand finns kristallin kiseldioxid i alla typer av bergformationer. Magmatiska bergarter har minst mängd kvarts jämfört med sedimentära eller metamorfa bergarter. Magmatisk sten, gjord av lava, innehåller kisel, syre och metaller, så vanligtvis bildas kisel. Om ett överskott av kisel och syre finns kvar efter att metallen är utarmad, bildas också kvarts. Cirka 12 procent av magmatiska bergarter är SiO2.
Kristallin kiseldioxid används i många tillverkningsindustrier, såväl som i keramik, glastillverkning och för plast- och gummifyllmedel. Dessutom finns det i betong, granit, sandsten och andra typer av stenar. Många kända strukturer, som Vita huset i Washington, DC, innehåller kristallin kiseldioxid.
Att arbeta med kristallin kiseldioxid kan vara farligt. Dammet som genereras från att borra eller skära kvarts andas lätt in och orsakar silikos, vilket skapar ärrvävnad i lungorna och gör en drabbad person mer mottaglig för andra lungsjukdomar, såsom tuberkulos. Extrem försiktighet bör iakttas när du arbetar med detta material.