Was ist eigentlich... Siliciumdioxid?

 

In unserem Lebensraum ist Siliciumdioxid (SiO2) einer der häufigsten Bausteine der unbelebten (anorganischen) Materie. Siliciumdioxid besteht aus den Elementen Silicium (Si) und Sauerstoff (engl. Oxygen; O). 

Vorkommen in der Natur

SiO2 ist der Hauptbestandteil von Sand und kommt daher auf der ganzen Welt vor. „Wie Sand am Meer”, sagt man, wenn man ausdrücken will, dass etwas reichlich vorhanden ist. Überraschenderweise stimmt das für den Sand aber gar nicht mehr. Sand wird zum Beispiel in der Bauindustrie für die Herstellung von Zement in riesigen Mengen benötigt, aber der Sand am Meer oder der reichlich verfügbare Wüstensand ist für die Verarbeitung zu Beton oder Zement ungeeignet.

Siliciumdioxid gibt es in der Natur in kristalliner wie amorpher Form. Unter „amorph“ versteht man, dass seine kleinsten Bausteine, die Atome keine regelmäßige Anordnung haben. Die häufigste kristalline Erscheinungsform ist der Quarz, der in vielen Formen als Schmuckstein verwendet wird: Der wasserklare Bergkristall, der violette Amethyst, der gelbe Citrin oder der rosa Rosenquarz. Die verschiedenen Farben dieser Schmucksteine kommen durch geringe Mengen von Metallatomen zustande, die in das Kristallgitter von Silicium- und Sauerstoffatomen eingelagert sind. In amorpher Form kommt Siliciumdioxid zum Beispiel in Verbindungen wie Opal, Jaspis oder Feuerstein vor, die ebenfalls als Schmucksteine verwendet werden.
 

Außerdem ist SiO2 der Hauptbestandteil von Kieselgur, einer Substanz, die hauptsächlich aus den Schalen von Kieselalgen (Diatomeen), das sind einzellige Lebewesen, besteht. Auch in Pflanzen ist SiO2 zur Verstärkung eingebaut, z.B. in Grashalmen, Dornen und Palmenblättern.

Vielfältige Anwendung

Siliciumdioxid wird in unzähligen Stoffen verwendet und wir alle sind täglich von SiO2 umgeben. So ist SiO2 der Hauptbestandteil von Glas, also Fenstern, Flaschen oder Trinkgläsern. Durch Zusatz von Metalloxiden können die Gläser eingefärbt werden, wie man es zum Beispiel bei Kirchenfenstern sieht. Auch im Porzellan ist SiO2 ein wesentlicher Baustein ebenso wie in Email.

Siliciumdioxid wird außerdem als Füllstoff für Kunststoffe, Dichtmassen und Autoreifen verwendet, es kommt in Lacken und Pulvern vor und wird auch als Lebensmittelzusatzstoff, z. B. als Trennmittel in Gewürzen und Gewürzmischungen verwendet. Quarzmehle dienen auch als Scheuer‐, Schleif‐ und Poliermittel. Sogar in Dynamit kommt SiO2 vor, als Trägermaterial für den Sprengstoff „Nitroglycerin“.

SiO2 ist sehr stabil und wird von Säuren und Alkalien kaum angegriffen. Daher werden aus kristallinem Quarzsand Quarzgläser hergestellt, die sich für chemische Apparaturen und wegen ihrer Durchlässigkeit für UV‐Strahlen auch für optische Instrumente eignen. 

 

Copyright Titelbild: Didier DescouensQuartz BrésilCC BY-SA 4.0

Der Beitrag wurde vom Arbeitskreis Öffentlichkeitsarbeit der Seniorexperten Chemie, einer Fachgruppe der Gesellschaft Deutscher Chemiker, erstellt.
Autor: Dr. Wolfgang Weber (bearbeitet durch kjs)

In der Reihe „Was ist eigentlich…“ stellen wir in leicht verständlicher Form chemische Substanzen vor, die jeder kennt oder fast jeder benutzt.

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