حمض الأورثوسيليسيك

حمض الأورثوسيليسيك ( يُلفظ / ˌɔːrθəsɪˈlɪsɪk / ) هو مركب غير عضوي صيغته Si ( OH ) ₄ _. على الرغم _من ندرة رصده _، إلا أنه المركب الأساسي للسيليكا والسيليكات ، والمركب الأولي لأحماض السيليسيك الأخرى [ H₂ₓSiOₓ₊₂ ] _ₙ . تلعب أحماض ^{السيليسيك أدوارًا} مهمة ^{في التمعدن} الحيوي والتكنولوجيا . _[ ^{2 ] [} 3 ] ^{[ 4 ]} وهو الحمض _الأم لأنيون _{الأورثوسيليكات} SiO₄⁻⁴ .

يُفترض عادةً أن حمض الأورثوسيليسيك ناتج عن تحلل إستراته، Si(OR) _₄ ، حيث يرمز R إلى المجموعة العضوية ، كما هو مُتبع في عمليات التخليق باستخدام طريقة سول-جل . ^{[ 2 ]} إلا أن هذه الظروف قاسية للغاية بحيث لا تسمح بعزل الحمض الأصلي.

يمكن إنتاج حمض الأورثوسيليسيك عن طريق التحلل الهيدروجيني المحفز بالبلاديوم لرباعي بنزوكسي السيليكون: ^{[ 5 ]}

سي (OCH ₂ Ph ) ₄ + 4 H ₂ → Si (OH) ₄ + 4 Ph CH ₃

تم بلورة الحمض من محلول ثنائي ميثيل أسيتاميد وكلوريد رباعي بوتيل الأمونيوم . وكما أثبتت دراسة البلورات بالأشعة السينية ، تتفاعل أيونات الكلوريد مع الحمض عبر روابط هيدروجينية . وبخلاف ذلك، يتكون التركيب من مركز سيليكون رباعي الأوجه كما هو متوقع .

يتكثف حمض السيليسيك بسهولة ليعطي أحماض السيليسيك "الأعلى" بما في ذلك حمض السيليسيك ثنائي السيليسيك (بيروسيليسيك) وحمض السيليسيك الحلقي رباعي السيليسيك ، (−O−Si(OH) ₂ −) ₄ : ^{[ 5 ]}

2 سي(OH) ₄ → O(Si(OH) ₃ ) ₂ + H ₂ O

4 Si(OH) ₄ → (−O−Si(OH) ₂ −) ₄ + 4 H ₂ O

وقد تم أيضاً توصيف هذه المشتقات بلورياً .

تم استكشاف السيليكون كمغذٍّ لنمو النبات، حيث تُشكّل السيليكا ما يصل إلى 10% من وزن النبات على أساس المادة الجافة. ^{[ 6 ]} ويُعدّ حمض الأورثوسيليسيك ذا أهمية خاصة، إذ يُعتقد أنه الشكل الذي تحصل به النباتات على السيليكون من التربة، ^{[ 7 ] [ 8 ]} قبل أن يترسب على شكل فيتوليثات في جميع أنحاء النبات، مما أدى إلى إجراء أبحاث حول استخدام حمض الأورثوسيليسيك عن طريق الرش الورقي لدعم نمو النبات. ^{[ 9 ]} وقد أظهرت الدراسات أن الرش الورقي لحمض الأورثوسيليسيك المُستقر يُمكن أن يُخفف من الضغوطات اللاأحيائية مثل الجفاف، ^{[ 10 ] [ 11 ]} وسمية المعادن الثقيلة، ^{[ 12 ] [ 13 ]} والملوحة، ^{[ 14 ]} مما يؤدي إلى زيادة المحاصيل. ^{[ 15 ]} بالإضافة إلى ذلك، فقد ثبت أن استخدام حمض الأورثوسيليسيك يقلل من العدوى الفطرية والأمراض في النباتات، ^{[ 16 ]} مما يشير إلى إمكانية استخدام حمض الأورثوسيليسيك المستقر كبديل أو مكمل لتدابير مكافحة الأمراض الحالية. ولا تزال الآليات التي يخفف بها حمض الأورثوسيليسيك من الإجهاد اللاأحيائي ويكافح الأمراض غير مفهومة تمامًا؛ وتشمل النظريات المطروحة حاليًا تنشيط ردود الفعل الدفاعية للنبات ^{[ 17 ]} وترسيب السيليكا في الفراغ الخلوي للنبات. ^{[ 18 ]}

السيليكا الذائبة (DSi) مصطلح يُستخدم في علم المحيطات لوصف شكل السيليكا القابلة للذوبان في الماء ، والتي يُفترض أنها Si(OH) _₄ (حمض الأورثوسيليسيك) أو قواعدها المرافقة (أنيونات الأورثوسيليكات) مثل ^−O −Si(OH) _₃ و ( ⁻ O−) _₂Si (OH) _₂ . تشير الحسابات النظرية إلى أن ذوبان السيليكا في الماء يتم عبر تكوين معقد SiO₂ · 2H₂O _، ثم حمض الأورثوسيليسيك. [ ₂₀ ^{] تُنظّم الطحالب} المعروفة باسم الدياتومات الدورة البيوجيوكيميائية للسيليكا . [ ^{21 ] [ 22 ] تقوم} هذه الطحالب ببلمرة حمض السيليسيك إلى ما يُسمى بالسيليكا الحيوية ، والتي تُستخدم في بناء جدران خلاياها (المعروفة باسم الصدف ). ^{[ 23 ]}

في الطبقة العليا من عمود الماء، يكون سطح المحيط غير مشبع فيما يتعلق بالسيليكا المذابة، باستثناء التيار القطبي الجنوبي جنوب خط عرض 55 درجة جنوباً.

يزداد تركيز السيليكا المذابة مع ازدياد عمق الماء، وعلى طول الحزام الناقل من المحيط الأطلسي فوق المحيط الهندي إلى المحيط الهادئ. ^{[ 24 ] [ 25 ]}