Ácido silícico: propiedades, reacciones y usos
El ácido silícico es una forma hidratada del óxido de silicio. Es el nombre general para la familia de compuestos químicos formados por un silicio, y cierta cantidad de moléculas de hidrógeno y oxígeno.
La fórmula general de estos ácidos es [SiOx(OH)4-2x]n, y la forma más común en la que se suele encontrar es en la de ácido ortosilícico H4SiO4.
El ácido silícico es parte de la familia de Silicatos Misceláneos. Esto quiere decir que el oxoanión metálico más grande es el silicato, y que a este no está unido ningún átomo no metálico. Existen algunos casos aislados en el que tienen un átomo no metálico, pero nunca más de uno.
Propiedades físicas del ácido silícico
El ácido silícico solo existe en dos estados, amorfo y cristalino. El primero es obtenido por un proceso de precipitación y el segundo se presenta como cristal de roca.
El ácido silícico en su forma amorfa (SiO3) es blanco, sin sabor, insoluble en agua y no forma con moléculas de él mismo alguna masa cohesiva de plástico como ocurre con el aluminio.
En su estado cristalino, no es disuelto por ningún oxácido. Cuando una solución muy diluida de solución de sílice es tratada con ácido sulfúrico, nítrico o clorhídrico, el ácido silícico no es precipitado. En vez de ello, aparece para ser disuelto en agua como un hidrato.
Cuando se agrega una solución del ácido o el ácido a una solución de silicato, el hidrato es precipitado en una forma gelatinosa que cuando es secada y posteriormente calentada con mucha energía se vuelve una sustancia insoluble.
Reacciones químicas
El ácido silícico es extremadamente débil y solo pierde su primer protón al acercarse a pH 10. Solo son conocidas 3 reacciones con este ácido que se dan en condiciones fisiológicas normales de vida.
- La reacción consigo mismo cuando la solubilidad es excedida para formar hidrato de sílice amorfo.
- Su reacción con hidróxido de aluminio para formar hidróxido de silicato de aluminio.
- La reacción con exceso de molibdato para formar heteropoliácidos como el silicomolibdato.
¿Dónde se encuentra el ácido silícico?
Después del oxígeno, el silicio es el elemento más común de la naturaleza, este se encuentra en forma de cristales. Cuando está en medio acuoso se vuelve no ionizante, por lo que las sales de silicio en el océano pueden acidificar el silicio y crear ácido silícico.
Los insumos netos de ácido silícico en el océano mundial se han encontrado en 6,1 ± 2,0 teramoles de silicio al año (1 teramol = 1012 moles). Casi el 80% de esta contribución proviene de los ríos cuya concentración media mundial es de 150 micromolar (concentración en el agua).
En sedimentos marinos modernos, los rendimientos netos de silicio biogénico (transformación del silicato disuelto en material esquelético en partículas) es de 7.1 ± 1.8 teramoles por año.
La producción bruta de sílice biogénica en aguas superficiales es de 240 ± 40 teramoles de silicio al año, y la relación de preservación (acumulación de opales en sedimentos / producción bruta en aguas superficiales) es del 3 por ciento.
En la flora se puede encontrar en la planta Borago officinalis (Borraje), que en su composición presenta hasta un 2,2% de ácido silícico.
El ácido ortosilícico es la forma más común del ácido silícico, el cual se puede encontrar en distintos lugares. Las mayores fuentes biodisponibles de este ácido se encuentra en el agua, ya sea en agua de mar o en otras bebidas como la cerveza.
Para su obtención en el laboratorio sigue el mismo principio que en el océano, se puede obtener por la acidificación del silicato de sodio en una solución acuosa.
Usos en la vida cotidiana
Pasta de dientes
Es el gel abrasivo utilizado en la pasta de dientes, o en la parte clara de la pasta dental rayada, ya que en combinación con carbonato de calcio, ayuda a eliminar de forma segura la placa con el cepillado.
Está registrado como un compuesto seguro en Food & Drug Administration de los Estados Unidos y no tiene toxicidad o carcinogenicidad conocida.
Desecante
Cuando se seca en un horno, pierde agua y se convierte en un desecante (sustancia que atrae agua del aire). Por tanto, se pueden encontrar pequeños paquetes de cristales de gel de sílice en recipientes cuyo contenido se puede dañar por la humedad como botellas de vitamina, electrónicos, zapatos o productos de cuero.
Otros usos
Se puede encontrar en las tiendas de regalos como piedras mágicas, jardín químico o jardín de cristal. Su forma seca es mezclada con sales de diferentes metales.
Al arrojarse al agua el sodio es sustituido por el metal y como el silicato metálico no es soluble en agua, se forma un precipitado del color característico del metal. El silicato metálico también se expande como gel y crece como coloridas estalagmitas en el agua.
Beneficios médicos de ácido ortosilícico (OSA)
El ácido ortosilícico es el mejor medio biodisponible de silicio para el ser humano. Este puede ser empleado para tratar varias condiciones de salud como enfermedad de Alzheimer, artritis, aterosclerosis, hipertensión, enfermedades del corazón, osteoporosis, accidente cerebrovascular y cabello
Salud de los huesos
En un estudio hecho a 136 mujeres con osteopenia en el 2008, se les suministro ácido ortosilicico junto con calcio y vitamina D o un placebo todos los días durante un año. Después del año, las participantes que recibieron el ácido mejoraron en la formación de huesos.
Los científicos dicen que esto se debe a la habilidad del ácido ortosilicico de estimular la producción de colágeno (proteína que se encuentra en el tejido conectivo) y en la promoción del desarrollo de células formadoras de huesos.
Salud en el pelo
Un pequeño estudio publicado en 2007 sugiere que este ácido puede ayudar a mejorar la calidad del cabello y su salud. En el estudio, 48 mujeres con “pelo fino”, fueron divididas en dos grupos y se les dio un placebo o un suplemento ortosilícico durante nueve meses.
Los investigadores encontraron que el ácido ortosalicílico apareció para aumentar la fuerza del cabello y grosor. En general la calidad de cabello también se ha mejorado con la suplementación de ácido ortosalicílico.
Referencias
- National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database; CID=14942. Recuperado de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Graham, T. (1863). On the Properties of Silicic Acid and other Analogous Colloidal Substances. Proceedings of the Royal Society of London, 13, 335-341. Recuperado de: jstor.org.
- The Editors of Encyclopedia Britannica (1998) Silicic Acid Chemical Compound. Encyclopedia Britannica. Recuperado de: britannica.com.