Kiselsyra

Kiselsyra, eller silicic acid, är den vattenlösliga formen av kiseldioxid i vattenlösningar och förekommer främst som ortosilicic acid, Si(OH)4. Det är en mycket svag syra som i vatten kan deprotoneras i två steg och bilda olika silikatarter beroende på pH: H4SiO4 ⇌ H3SiO4− + H+ (pKa cirka 9,5) och H3SiO4− ⇌ H2SiO4^2− + H+ (pKa cirka 11). Vid neutralt till svagt basiskt pH dominerar därför deprotonerade former i lösningen.

Struktur och polymerisering: Kiselsyra har kisel i plåt tetrahedral koordination bunden till fyra hydroxylgrupper (Si(OH)4). I kondensationreaktioner kan H4SiO4 bilda Si–O–Si-länkar och bilda silikater eller kolloidala nätverk som silikageler och andra polymera produkter. Under förhållanden som främjar polymerisering bildas även olika silikastexenden och nanostrukturer.

Förekomst och betydelse: Kiselsyra finns naturligt i små koncentrationer i grunt vatten, jordlösningar och i geologiska cykler där kiselsubstanser frigörs och mobiliseras. Växter absorberar kiselsyra som H4SiO4 genom rötterna och transporterar den till önskade vävnader, där den kan stärka cellväggar och vävnader. Djur som diater och andra kiselskelettbyggare använder silicic acid för biogenes av hårda strukturer.

Användning och risker: Inom geovetenskaplig forskning används kiselsyra som referensämne och modell för kiselnit och silikatring. I kosttillskott och vissa drycker förekommer det som upplöst orthosilicic acid i begränsade koncentrationer. Kiselsyra är en svag syra och i normala förhållanden inte mycket reaktiv eller farlig; koncentrerade lösningar kan vara irriterande.