Acide orthosilicique: formule, propriétés, risques et utilisations
L'acide orthosilicique est un composé chimique prédominant dans une famille de composés appelés acides siliciques. Ces acides contiennent l’élément de silicium lié à l’oxygène et à des hydroxydes dont la formule générale est [SiO x (OH) 4-2x ] n . Sa formule chimique est H 4 SiO 4 et sa structure est présentée à la figure 1.
L'acide orthosilicique est une forme hydratée de dioxyde de silicium de la famille des silicates divers. Ce sont des composés inorganiques dans lesquels l'oxoanion métallique le plus important est le silicate, auquel aucun atome ni atome non métallique n'est attaché.
Il est considéré comme la substance mère à partir de laquelle une grande famille de minéraux (silicates), sels et esters. L'acide ne peut être préparé que sous forme de solution instable dans l'eau;
Leurs molécules se condensent facilement les unes aux autres pour former de l’eau et des chaînes polymères, des anneaux, des feuilles ou des réseaux tridimensionnels qui constituent les unités structurelles du gel de silice et de nombreux minéraux ayant une très faible solubilité dans l’eau (Britannica, 1998).
L'acide orthosilicique se trouve naturellement dans les eaux douces et de mer, mais également dans certaines boissons comme la bière.
Il est produit par un processus non biologique appelé hydratation qui implique de l'eau et du quartz, qui est connu pour être commun sur la Terre. La réaction qui produit de l'acide silicique à partir de quartz peut être écrite comme suit:
SiO 2 + 2H 2 O → H 4 SiO 4
Le composé est communément appelé silice soluble, car l'acide orthosilicique est le moyen par lequel l'organisme obtient le silicium minéral nécessaire à la synthèse du collagène et à la formation d'os.
Bien que l’acide orthosilicique soit présent dans l’eau, des cas de personnes dépourvues de silicium sont connus. En conséquence, l'utilisation de suppléments d'acide orthosilicique a augmenté (acide orthosilicique, SF).
Propriétés physiques et chimiques
L'acide orthosilicique est un solide amorphe blanc (non cristallin) sans odeur caractéristique (Centre national de biotechnologie, 2017). Son apparence est illustrée à la figure 2.
Son poids moléculaire est de 60, 06 g / mol, sa densité de 1, 8 g / ml et il est insoluble dans l'eau froide et soluble dans l'eau chaude et l'éthanol (Royal Society of Chemistry, 2015).
Le composé est incompatible avec les fluorures tels que le fluorure d'hydrogène, l'hexafluorure de zénon, le difluorure d'oxygène et le trifluorure de chlore. La substance peut exploser lorsqu'elle est mouillée et chauffée au magnésium.
Réactivité et dangers
L'acide orthosilicique est classé comme un composé stable, mais des effets mutagènes ont été observés pour les cellules somatiques de certains mammifères non humains.
La substance agit comme un dessicant et peut provoquer une irritation, une peau sèche ainsi que de la sécheresse et une irritation des muqueuses et des voies respiratoires en cas d'exposition grave.
Aucun effet indésirable n'est attendu en cas de contact avec les yeux, mais la poussière peut provoquer une irritation mécanique.
Il peut être nocif s'il est avalé en grande quantité. Cependant, aucun effet négatif n’est prévu pour la gestion numérique industrielle. Les études épidémiologiques indiquent un faible potentiel d'effets indésirables sur la santé (Fiche de données de sécurité, Acide silicique, 2013).
Utilisations
L'acide orthosilicique est la principale forme de silicium biodisponible. Il a été suggéré que les formes de silice relativement insolubles peuvent également libérer des quantités faibles mais significatives de silicium dans les compartiments biologiques.
Par exemple, l'acide silicique colloïdal, le gel de silice et les zéolithes, bien que relativement insolubles dans l'eau, peuvent augmenter les concentrations de silice soluble dans l'eau et sont supposés dépendre de caractéristiques physico-chimiques structurelles spécifiques (Lela Munjas Jurkić, 2013). .
Collectivement, l’approvisionnement en aliments fournit suffisamment de silicium de la manière indiquée ci-dessus pour pouvoir être absorbé et améliorer de manière significative la santé humaine en général, malgré la perception négative de la silice en tant que danger pour la santé.
Les sources alimentaires de silicium biodisponible comprennent les grains entiers, les céréales, la bière et certains légumes tels que les haricots verts. Le silicium sous forme de silice, ou dioxyde de silicium (SiO2), est un additif alimentaire courant, mais présente une absorption intestinale limitée. (Ray Sahelian, 2016).
Le silicium a déjà été associé à la minéralisation osseuse, à la synthèse du collagène, à la peau, aux cheveux et aux ongles, à l'athérosclérose, à la maladie d'Alzheimer, au renforcement du système immunitaire ainsi qu'à d'autres troubles ou effets pharmacologiques.
Il a été suggéré que le silicium joue un rôle dans la formation du tissu conjonctif et qu'il est présent entre 1 et 10 ppm dans les cheveux.
L'acide orthosilicique stabilisé avec de la choline est une forme biodisponible de silicium qui s'est avérée améliorer le microrelief cutané et les propriétés mécaniques de la peau chez les femmes ayant subi un photovieillissement.
La prise orale d'acide orthosilicique stabilisé avec de la choline a eu un effet positif sur la résistance à la traction, notamment l'élasticité et la charge de rupture des cheveux, ce qui a permis d'obtenir des cheveux plus épais (Barel A, 2005).
Dans une étude de 2008, 136 femmes souffrant d'ostéopénie ont pris de l'acide orthosilicique, du calcium et de la vitamine D, ou un simple placebo, chaque jour pendant un an. À la fin de l’année, les participants ayant reçu de l’acide orthosilicique avaient présenté des améliorations plus importantes de la formation osseuse.
Les scientifiques ont attribué ce phénomène à la capacité de l'acide orthosilicique à stimuler la production de collagène (une protéine présente dans le tissu conjonctif) et à favoriser le développement de "cellules formant des os".
L'une des premières études, menée en 1997, portait sur les effets de l'acide orthosilicique sur la santé des articulations chez les veaux.
Les chercheurs ont découvert que les veaux nourris avec un supplément d'acide orthosilicique avaient généralement une concentration plus élevée de collagène dans leur cartilage, ce qui indiquerait des articulations plus fortes et en meilleure santé.
Les chercheurs n'étaient pas tout à fait sûrs que la supplémentation en acide orthosilicique aurait les mêmes effets chez l'homme, bien que des études plus récentes suggèrent que l'AOS peut reproduire des résultats similaires.