Cân bằng phản ứng NaOH + SiO2 = H2O + Na2SiO3 (và phương trình Na2SiO3 + HF = NaF + SiF4 + H2O)

Silic đioxit (công thức hóa học: SiO2) là một oxit có tính axit và hiđrat tương ứng là axit silicic (H2SiO3). Nó đã được biết đến từ thời cổ đại.

Silic đioxit phổ biến nhất trong tự nhiên là thạch anh, cũng như trong các sinh vật khác nhau. Ở nhiều nơi trên thế giới, silica là thành phần chính của cát. Silica là một trong những họ vật chất phức tạp và phong phú, nó không chỉ là một loạt các khoáng chất mà còn được sản xuất tổng hợp.

Các ví dụ đáng chú ý bao gồm silica nung chảy, tinh thể, silica nhiệt phân, silica gel và aerogel. Các ứng dụng bao gồm từ vật liệu cấu trúc đến vi điện tử đến các thành phần được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Silica là hợp chất quan trọng nhất của silic, chiếm khoảng 12% khối lượng của vỏ trái đất. Có hai dạng silica trong tự nhiên là dạng tinh thể và dạng vô định hình nên chúng được gọi chung là silica.

Nó có các đặc tính của độ cứng cao, chịu nhiệt độ cao, chống va đập và cách điện. Nó có thể truyền ánh sáng nhìn thấy, cũng như tia đỏ và tia cực tím.

Silica là một oxit có tính axit và hyđrat cao nhất tương ứng là axit silicic (H2SiO3).

Silic đioxit không hoạt động về mặt hóa học và không dễ dàng phản ứng với nước và hầu hết các axit. Thông thường nó chỉ có thể phản ứng với các oxit kiềm để tạo thành muối. Axit flohydric (HF) và axit photphoric đậm đặc (H3PO4) Nó là một axit có thể phản ứng với nó.

Khi có một hàm lượng bột silica nhất định trong không khí, nó sẽ đi vào phổi qua đường hô hấp của con người và gây ra các bệnh về đường hô hấp như bệnh bụi phổi.

Silica và các hợp chất khác được nấu chảy ở nhiệt độ cao và làm lạnh nhanh chóng để tạo ra thủy tinh. Nó cũng là thành phần chính của cát và thạch anh. Nó hiện là nguyên liệu chính trong các ứng dụng như chất bán dẫn và tấm pin mặt trời.

Loại thủy tinh đặc biệt chỉ chứa một thành phần duy nhất là silic đioxit được gọi là thủy tinh thạch anh. Silic đioxit có thể được trộn với than chì hoặc kim loại hoạt động để tạo ra nguyên tố silic bằng phản ứng oxi hóa khử.

Natri silicat (công thức hóa học: Na2SiO3), còn được gọi là keo thủy tinh, là một chất rắn không màu, trong suốt, nhớt. Natri silicat được tạo thành bằng cách nung chảy cát thạch anh và natri cacbonat; nó có tính kiềm khi hòa tan trong nước và dung dịch bùn trong suốt của nó được gọi là thủy tinh nước. Natri silicat bị phân hủy khi tiếp xúc với axit, và một dung dịch keo của axit silicic được kết tủa.

Các bình thủy tinh (như ống nghiệm) đựng NaOH không được dùng nút thủy tinh đậy nút, vì NaOH sẽ phản ứng với SiO2 trong thủy tinh tạo thành Na2SiO3 nhớt làm tắc lỗ mở ống nghiệm. Không nên dùng dung dịch natri silicat với nút thủy tinh mà nên dùng nút cao su hoặc nút chai.

Natri silicat có thể được điều chế bằng phản ứng của natri hiđroxit hoặc oxit silic. Các thí nghiệm trong vườn hóa học (còn được gọi là vườn nước) thường liên quan đến việc thêm muối kim loại vào dung dịch nước natri silicat, sau đó tạo thành các tinh thể dạng sợi trông giống như thực vật.

Các phương trình hóa học liên quan:

2NaOH + SIO₂ → Na₂SIO₃ + H₂O

Na₂SiO₃ + 6HF → 2NaF + SiF₄ + 3H₂O