TEHNIČKI FAKULTET BIHAĆ UNIVERZITET U BIHAĆU

ŠAKINOVIĆ FAHRUDIN

SILICIJ

Prof.dok.OMER DEMIROVIĆ

BIHAĆ,2011

0

SADRŽAJ

SILICIJ...................................................................................................................3

RASPOLOŽIVOST....................................................................................3

DOBIVANJE, SVOJSTVA I UPOTREBA SILICIJA...........................................4

DOBIVANJE SILICIJA.............................................................................4

SVOJSTVA I UPOTREBA SILICIJA.......................................................4

SPOJEVI SILICIJA....................................................................................5

KRUŽENJE SILICIJA I ŽIVOT KOJI JE POVEZAN SA Si U VODAMA........7

MORE – IZVOR ŽIVOTA...................................................................................13

MORSKE ALGE – IZVOR LJEPOTE I ZDRAVLJA.........................................13

SILIKATI..............................................................................................................14

VRSTE SILIKATA...................................................................................14

ZAKLJUČAK........................................................................................................15

LITERATURA......................................................................................................16

1

UVOD

Smatram ovu temu dosta zanimljivom, međutim pomučio sam se oko pronalaska literature. Jako je

teško pronaći nešto o ciklusima silicija u moru, pogotovo kada je silicij element koji se pronalazi u jako puno

organizama, ali samo u tragovima. Nisam znao da se alge razvijaju zbog silicija, tj. da on pomaže u njihovom

životu.

2

1. SILICIJ

Atomski broj: 14 Skupina: 14 Perioda: 3   Godina otkrića: 1824

Silicij je 1824. godine otkrio Jöns Jacob Berzelius (Švedska). Ime je dobio po latinskom nazivu za kremen - silicis.

Kao amorfni silicij je smeđe-crni prah, a kao kristalni je plavo-zelen. U kiselinama, osim fluoridne, se ne otapa ali se otapa u lužinama pri čemu se oslobađa

vodik. Duže udisanje silikatnog praha može dovesti do kronične bolesti dišnog sustava.Silicij je drugi metal po rasprostranjenosti u Zemljinoj kori. Vezan s kisikom glavni je sastojak stijena i u njima se nalazi u obliku različitih

silikata, ili kao čisti SiO2 - kremen. Kremeni pijesak je osnovna sirovina za proizvodnju stakla.

Silicij se u metalurgiji upotrebljava za proizvodnju ferosilicija, a u elektronici za proizvodnju poluvodiča u različitim elektroničkim napravama, integriranim krugovima i mikročipovima. Budući da ostaje poluvodič na znatno višoj temperaturi od germanija, njegova je uloga u elektronici nezamjenjiva. Cijena silicija u zrnu čistoće 99.999% iznosi 67.40 € za 1000 g.

Silicij je kemijski element koji u periodnom sustavu elemenata nosi simbol Si

Silicij je četverovalentni prijelazni metal, znatno manje reaktivan od ugljika u istoj skupini. Drugi je najzastupljeniji element na Zemlji (25.7% zemljine mase, iza kisika), te se najčešće pronalazi u obliku kremena, odnosno silicijevog dioksida.

Hrvatski naziv za njega je kremik.

1.1. RASPOLOŽIVOST

Da, dušik, fosfor i silicij u moru su prisutni u obliku anorganskih i organskih spojeva. Otopljeni anorganski spojevi dušika, fosfora i silicija nazivaju se hranjive soliHranjive soli se fotosintetskim procesima pretvaraju u organske spojeve koji kruže kroz prehrambeni lanac.Otopljeni anorganski dušik prisutan je u moru u raznim oksidacijskim stanjima tj. u obliku nitrata, nitrita i amonijaka.Otopljeni anorganski fosfor prisutan je u moru prvenstveno u obliku soli orto-fosfatne kiseline.Glavni oblik otopljenog anorganskog silicija u moru je orto-silicijeva kiselina.

3

2. DOBIVANJE, SVOJSTVA I UPOTREBA SILICIJA

2.1. DOBIVANJE SILICIJA

Dobivanje elementarnog silicija prilično je teško, a može se provesti na više načina. Jedna od metoda dobivanja silicija je termička redukcija kvarca (SiO2) koksom u električnim pećima pri temperaturi višoj od 1800°C:

SiO2(S) + 2C(s) -> Si(l) + 2CO(g)

Dobiveni silicij ima čistoću 98%, a sadrži 0.5% Fe, 0.4% Al, a ostalo su manje količine primjesa drugih metala: Cr, Ca, Mg, Mn, Ti i V.

Praškasti silicij može se dobiti redukcijom K2SiF6 elementarnim kalijem. Nakon hlađenja taline masa se otapa u vodi čime se topljivi KF odvaja od smeđeg praha silicija.

Za dobivanje kristaličnog silicija primjenjuje se metoda redukcije SiO2 pomoću suviška aluminija. U tom se procesu prethodno dobiven silicij otapa u suvišku rastaljenog aluminija, a izdvajanje iz otopine vrši se tako da se nakon hlađenja aluminij otopi kiselinom, a kristalni silicij ostane neotopljen. U poluvodičkoj tehnologiji važni su jedino vrlo čisti monokristali silicija pa ga je potrebno pročistiti bez obzira na metodu dobivanja. Obično se provodi zonskim taljenjem, pri čemu se, osim pročišćavanja, dobiva i monokristalni silicij (vidi opis procesa kod Ge).

Osim zonskim taljenjem u vakuumu, vrlo čisti silicij dobiva se redukcijom ultračistog triklorsilana (SiHCI3) vodikom. Proces se odvija pri temperaturi 1000-1300°C u reaktoru u kojem se nalazi štapić vrlo čistog silicija na kojem se talože (u biti rastu) novi kristali silicija procesom kristalnog rasta. Pri tom se moraju održavati vrlo stabilni kemijski i temperaturni uvjeti.

2.2. SVOJSTVA I UPOTREBA SILICIJA

Silicij se javlja u dvije alotropske modifikacije: amorfnoj, koja se može dobiti termičkom razgradnjom SiCl4 pri 800°C i kristalnoj dijamantne strukture.

Kristali silicija su sivkasti i tvrdi, a imaju metalni sjaj. Amorfni silicij u obliku je smeđeg praha koji se lako tali, odnosno isparava. Čist kristal i silicij loš je vodič električne struje, dapače, izolator je, ali mu vodljivost raste s povišenjem temperature i dodatkom malih količina elemenata III.B i V.B skupine periodnog sustava - u prvom redu bora, galija, fosfora i arsena.

Kao i germanij, silicij je tipičan poluvodič. Obogaćen navedenim primjesama može biti n ili p-tipa i kao takav danas predstavlja osnovu informatičke tehnologije. Tehnologija silicijevih poluvodiča razvijala se ogromnom brzinom zadnjih tridesetak godina, naročito uvođenjem fotolitografskih postupaka kojima se minijaturni poluvodički elementi i cijeli kompleksni strujni krugovi ugrađuju na silicijsku pločicu veličine nekoliko kvadratnih centimetara.

4

Silicij je kemijski prilično inertan. Pri sobnoj temperaturi postojan je na zraku, a zagrijavanjem u oksidacijskoj atmosferi prevlači se slojem oksida (SiO2) koji sprječava daljnju oksidaciju.

Kristalni silicij se ne otapa u kiselinama, osim fluorovodičnoj, ali zato čak i sa slabim lužinama reagira vrlo živo uz oslobađanje vodika. Pri sobnoj temperaturi reagira s fluorom uz pojavu plamena dajući silicijev tetrafluorid, a s ostalim halogenim elementima reagira pri višim temperaturama. Pri visokim temperaturama reagira s dušikom (1400°C) i brojnim metalima dajući silicide, legure ili intermetalne spojeve. U spoju s kisikom tvori beskonačnu, periodičnu tetraedarsku strukturu u kojoj je jedan atom silicija okružen sa četiri atoma kisika. 

Silicij ima tri stabilna izotopa 28Si (92,23%), 29Si (4,67%) i 30Si (3,10%), a poznat je veći broj radio aktivnih izotopa od kojih izotop 32Si ima najdulje vrijeme poluraspada (t1/2 = 160 g.) i raspada se bez emisije y-zračenja.

Osim kao poluvodički materijal, silicij se upotrebljava za dobivanje legure sa željezom (tzv. ferosilicij koji uz željezo sadrži 50 do 98% Si), a u metalurgiji se koristi kao sredstvo za dezoksidaciju rastaljenih metala i za izradu silicijevih antikorozivnih čelika otpornih prema kiselinama. Ti se čelici koriste za izradu aparatura u procesnoj kemijskoj industriji.

Vrlo široku upotrebu imaju razni silikati, npr. za dobivanje stakala, keramika, emajla, cemenata (betona), opeka, vatrostalnih materijala, azbesta i raznih drugih industrijskih proizvoda.

2.3. SPOJEVI SILICIJA

Silicij stvara spojeve u kojima ima oksidacijski broj -4 i +4. U spojeve s negativnim stupnjem oksidacije pripadaju silani i silicidi, a u spojeve s pozitivnim stupnjem oksidacije pripadaju halogenidi, karbidi, nitridi, oksidi, kiseline, soli silicijevih kiselina i silikoni. 

Silicijevi hidridi (silani) spojevi su silicija s vodikom opće formule SinH2n+2 koji su analogni ugljikovodicima. Od homolognog niza poznati su samo niži članovi od monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6HI4), a mogu se dobiti djelovanjem klorovodične kiseline na magnezijev silicid. Pri standardnim uvjetima monosilan i disilan su plinovi, a ostali članovi niza su tekućine neugodna mirisa. Bez prisutnosti drugih tvari, silani su relativno stabilni. Zagrijavanjem se viši silani raspadaju na niže silane. Svi se lako oksidiraju, a disilan se na zraku spontano zapali. Voda na njih ne djeluje, ali s razrijeđenim lužinama hidroliziraju uz razvijanje vodika i stvaranje silikata. Silani se upotrebljavaju u sintezi organosilicijevih spojeva. 

Silicidi su spojevi silicija s metalima. S metalima manje elektronegativnosti silicij daje silicide pretežno ionskog karaktera, a ostali imaju strukturu koja je karakteristična za legure. Najvažniji je kalcijev silicid čija formula i struktura ovise o omjeru silicija i kalcija, npr. Ca2Si2, CaSi2 i Ca2Si, a koriste se u metalurgiji kao snažno sredstvo za dezoksidaciju rastaljenih metala.

5

Silicijevi halogenidi su spojevi silicija s halogenim elementima. Iako silicij stvara niz halogenih spojeva općeg sastava SinX2n+2 (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 25 itd.), tehnički su važni (IV)-fluorid (SiF4) i (IV)-klorid (SiCl4).

Silicijev(IV)-fluorid (SiF4, tetrafluorsilan) bezbojan je plin oštra i zagušljiva mirisa koji se na vlažnom zraku jako dimi. Veoma je stabilan spoj. S vodom lako hidrolizira.

Silicijev(IV)- klorid (SiCI4, tetraklorsilan) bistra je, bezbojna tekućina koja se na zraku dimi. S vodom jako hidrolizira i stvara gel SiO2. Otapa se u benzenu, eteru, kloroformu i benzinu. Jako nagriza kožu i stvara teško zacjeljive rane. Upotrebljava se za dobivanje veoma čistog elementarnog silicija i visokodisperznog amorfnog SiO2 te za prevlačenje metala silicijem radi zaštite od korozije.

Silicijev(IV)-karbid (SiC, karborundum) potpuno čisti je bezbojan, a s primjesama (kao tehnički karbid) je zelen, žut, plav, ili crn ovisno o primjesama. Odlikuje se velikom tvrdoćom, ali je prilično krt, pa se relativno lako drobi. Poluvodič je, ima veliku toplinsku vodljivost, mali koeficijent termičkog širenja, a otporan je na temperaturne promjene pa se upotrebljava kao vatrostalni materijal za oblaganje visokotemperaturnih peći. Otporan je na djelovanje lužina i kiselina i organskih otapala. Na temperaturi višoj od 1000°C razaraju ga oksidi, taline metala i vodena para. Zbog izvanrednih svojstava upotrebljava se za proizvodnju abraziva, izradu raketnih mlaznica, lopatica turbina, električnih grijaćih tijela itd.

Silicijeve kiseline. Ortosilicijeva kiselina (H4SiO4) tetraedarske je strukture i u monomolekulskom obliku dosta nepostojana. Dobiva se hidrolizom silicijevog tetraklorida. Kondenzacijom dviju molekula H4SiO4, uz odcjepljenje vode, nastaje ortodisilicijeva (pirosilicijeva) kiselina, H6Si2O7. Daljnjom kondenzacijom nastaju razne polisilicijeve kiseline opće formule (H2SiO3)n.

Silicijev(IV)-nitrid (Si3N4) sivo-bijel je kristalni prah postojan do 1900°C. Otporan je na razrijeđene kiseline (osim fluorovodične), lužine i taline metala. Dobar je električni izolator. Upotrebljava se za proizvodnju specijalnih visokovrijednih sinter-keramika koje se, zbog velike čvrstoće i male gustoće, koriste za izradu dijelova plinskih turbina, motora, mlaznica, zaštitnih cijevi, abraziva itd.

Silicijev(IV)-oksid (SiO2) najvažniji je spoj silicija koji je veoma rasprostranjen u prirodi. Kemijski je vrlo inertan. Ne otapa se u vodi, kiselinama (osim fluorovodičoj) i lužinama. Taljenjem s alkalijskim hidroksidima ili karbonatima prelazi u topljive silikate. Dugogodišnje udisanje čestica prašine silicijevog dioksida uzrokuje plućno oboljenje - silikozu. Pojavljuje se u više različitih kristalnih i amorfnih modifikacija. SiO2 postoji u tri temperaturno ovisne alotropske modifikacije. Na nižim temperaturama postoji kao kvarc (kremen) koji zagrijavanjem pri 573°C polako prelazi u tridimit koji je postojan do 1470°C, kada prelazi u kristobalit. Najrasprostranjeniji i najvažniji mineral je kvart (kremen) koji je vrlo tvrd, piezoelektričan i optički aktivan kristal (zakreće ravninu polarizacije pa postoji lijevi i desni kvarc). Kristal predstavlja beskonačan niz tetraedarski vezanih atoma silicija i kisika u kojima je veza izrazito ioskog karaktera. Upotrebljava se kao optički aktivan kristal u polarimetriji, u UV-optičkim instrumentima (jer propušta ultraljubičasto zračenje), kao stabilizator frekvencije u električnim titrajnim krugovima, za izradu kristalnih piezoelektričnih mikrofona, transduktora i aparata za stvaranje ultrazvuka (koji se također baziraju na piezoelektričnosti) itd. Poznate amorfne modifikacije SiO2 su npr. opal i dijatomejske zemlje.

6

Silikati su soli silicijevih kiselina koji su u prirodi jako rasprostranjeni i tvore brojne minerale kao što su: gline, feldspati, anortiti, ortoklasi, zeoliti, tinjci, albiti, cirkon, serpentin, talk i drugi. U vodi su topljivi samo silikati alkalijskih metala. Osnovnu strukturu svih silikata čini anion [SiO4]4 tetraedarskog oblika sa silicijevim atomom u središtu i atomima kisika na uglovima. U prostoru su osnovne jedinice povezane preko zajedničkih kisikovih atoma, tako da mogu činiti jedno-, dvo- i trodimenzionalne strukture (lančaste, mrežaste i prostorne). Brojni silikati se mogu razvrstati u skupine prema nekim od strukturnih ili kemijskih svojstava.

Silikoni su sintetski polimeri spojeva silicija s organskim radikalom i s kisikom. Ujedinjuju svojstva anorganskih (silikata) i organskih polimera (umjetnih smola). Termički su stabilni, kemijski inertni, imaju malu promjenu viskoznosti s temperaturom i hidrofobni su. Na njih uopće ne djeluju sumporna, fosforna i octena kiselina. Otopine koncentrirane dušične i kromne kiseline mogu ih oksidirati, a fluorovodična kiselina i koncentrirane otopine lužina razaraju skelet silikona. Tekući silikoni (silikonska ulja) upotrebljavaju se u tekućinama za hlađenje, za podmazivanje, kao sastavni dio sredstava protiv pjenjenja, u sredstvima za poliranje itd. Čvrsti silikoni (silikonske smole) koriste se kao izolatori, kao vezivo između stakla i polimernih materijala, za impregnaciju papaira, betona i ciglenih zidova, a postoje i elastični silikoni (silikonske gume).

Kemija silicijevih spojeva vrlo je opsežna. Neki znanstvenici pretpostavljaju da bi u određenim uvjetima silicij mogao biti baza nekog drugog tipa 'organskog' života u kojem bi silicij imao ulogu ugljika u našem postojećem svijetu. Zasad ovakve pretpostavke nemaju eksperimentalnu potvrdu.

3. KRUŽENJE SILICIJA I ŽIVOT KOJI JE POVEZAN SA Si U VODAMA

Silicij je u moru topiv u obliku ortosilicijeve kiseline (H2SiO4) koja može stvarati topive polimere.

Krizoficeje i dijatomeje, sintetiziraju netopivi silicij u vezikulama Golgijevog sustava i raspoređuju ga u periplastu stanica. Dijatomeje sintetiziraju kućicu – frustulum od amorfnog silicija-opala (SiO2xH2O).

Ugibanjem dijatomeja netopivi silicij se otapa i prelazi ponovno u topivu ortofosfornu kiselinu, dok ga mlade stanice dijatomeja ponovno ne prevedu u netopivi opal. Tako kod silicija možemo pratiti kruženje silicija u sprezi s razvojnim ciklusima dijatomeja, ali i protista koji sadrže silicij, npr. Radiolaria.

U procesu kruženja hranjivih soli dušika, fosfora i silicija u moru uključena je izmjena s atmosferom i sedimentom.

U Jadranu je uglavnom poznata koncentracijska raspodjela hranjivih soli po dubini, kao i njihov donos rijekama i otpadnim vodama. Na uzorcima sedimenta uzetim na postajama priobalja i otvorenog mora srednjeg i južnog Jadrana tijekom 1997. i 1998. god. ispitani su protoci nitrata, nitrita, amonijaka, ortofosfata i ortosilikata iz sedimenta u morsku vodu, dok je za nitrat i nitrit smjer protoka bio suprotan. Dobiveni podaci o veličini protoka (mmol m-2 dan-1) ukazuju da je sediment izvor hranjivih soli u području otvorenog mora.

Alge kremenjašice (ili silikatne alge) su, za razliku od cijanobakterija, prave alge. Rasprostranjene su u vodama (slatkim i morskim) svih klimatskih područja Zemlje. Poznate su kao bioindikator čistoće vode, međutim, među njima nalazimo i vrste koje vole eutrofne vode (npr. vrste iz roda Nitzschia).

7

Podnose temperature između 0 - 50 °C, (optimalno 10 -20° C), sklonije su područjima slabijeg svjetlosnog intenziteta (veće dubine). Najbolje uspijevaju u vodi slabo alkalične reakcije (pH>7).

Za život im je neophodan silicij (Si), a česte su i u vodama bogatim željezom (Fe). Uz hrizolaminarin, kremenjašice kao rezervnu tvar nakupljaju i lipide - ulje u vidu sitnih kapljica.

U kloroplastima dominiraju pigmenti fukoksantina, koji uz b-karoten i klorofil "a" i "c" (nikad "b"), algama daju zlatnosmeđu - žutozelenu boju.

Za alge kremenjašice udomaćio se naziv - "dijatomeje", međutim, unutar brojnih vrsta (oko 10 000) ovih raznolikih alga, nalazi se i rod Diatoma (dijatomeje) s vrstama koje se po nekim karakteristikama razlikuju od ostalih kremenjašica.

Sistematika alga kremenjašica je "zbrkana": po jednom sustavu smještene su u skupinu Heterocontophyta (obuhvaća raznoliku skupinu algi, od jednostaničnih kremenjašica do višestaničnih, složenih smeđih alga), a po drugom u razred Chrysophyta (pretežno jednostanične alge zlatnosmeđe do smeđe boje); nadalje, jedni ih dijele na Fragilariophyceae, Bacillariophyceae i Coscinodiscophyceae, a drugi na Centrophyceae i Pennatophyceae.

Dijatomeje su izvana zaštićene ljušturom od polimerizirane silicijeve kiseline (mineral kremen, SiO2). Na taj način je zaštićena unutrašnjost stanice. Naime, svaka stanica dijatomeje je umetnuta u kremeni ovoj ili oklop, strukturu sličnu obliku kutije, a on se sastoji od dva nejednaka dijela koji se preklapaju kao poklopac i kutija. Veći dio (ili poklopac) zove se epiteka, a manji (ili kutija) hipoteka

Sl. 1. Dijatomeja i građa

Na svakom od ovih dijelova razlikuje se ljuska (valva) i pojas (pleura). Ljuske su građene od finih struktura, a najčešće su sastavljene od sićušnih komorica (često u nizove poredane) s vrlo sitnim porama (rupicama). Stanica ima različit izgled, već prema tome s koje strane je gledamo, a velike su od 20 – 200 mm (promjera ili duljine), poneke su duge i do 2 mm.

8

Sl. 2 i 3. Ljušture dijatomeja, oblik i simetrija

Oblik i simetrija ljušture (sa često začuđujuće raznoliko građenim strukturama) su jedan od značajnijih obilježja za determinaciju i sistematiku ovih mikroorganizama.

S obzirom na simetriju ljuštura, dijatomeje su podijelili u dva podreda: Centricae i Pennate.

Prvobitno stanište dijatomeja bila je morska voda: prve stanice su bile s radijalnom simetrijom –tip centrienih dijatomeja (Centricae), a kasnije su se razvile stanice s bilateralnom simetrijom (oblik štapića ili lađice) –tip penatnih dijatomeja (Pennatae), i preuzele dominaciju.

Sl. 4. Centrice

Centrice žive pretežno u moru i čine golem dio fitoplanktona. Morske vrste su dobro zastupljene na 80 m dubine, ali sežu čak i do 350 m. Kod predstavnika ovog razreda stanice su kružne ili eliptične. Ne postoji rafa. Strukture su radijalno raspoređene oko centra. Kad potonu, zbog manje nutritienata, često prelaze u mirujuće stadije (u moru na 50 -100 m).

9

Sl. 5 i 6. Penate

Penate su većinom aktivno pokretne, žive pretežno na dnu slatkih i slanih voda (ponekad, kao i cijanobakterije, "procvjetaju" u velikim masama; u povoljnim uvjetima u litri vode može biti više od 10 milijuna jedinki), ili epifitski na vodenim biljkama. Kod vrlo mnogo oblika prolazi linijom simetrije u kremenom oklopu pukotina, rafa, čija je fina građa kod pojedinih rodova jako različita (ovdje citoplazma izlazi van i uzrokuje poseban način puzanja, karakterističan samo za penate). Unutar skupine penata, skupina s rafom čini podred Bacillariineae, a skupina bez rafa podred Fragilariineae (u njemu se nalazi i rod Diatoma).

Sl. 7. Bacillariineae

Veliki broj vrsta luči sluzave tvari (kroz pore) kojima se učvršćuju za podlogu. Tako Synedra ima sluzavi držak s kojim se uzdiže iznad podloge (npr. listova biljke) što joj omogućava bolje uvjete za fotosintezu. Igličasti planktonski oblici mogu ribama oštetiti škrge.

10

Sl. 8 i 9. Synedra

Rod Pinnularia – spada u najpoznatije dijatomeje i obuhvaća oko 200 vrsta. Žive u bentosu ili kao epifiti. Posebno su prilagođene na život u vodama bogatim vapnencom (CaCO3).

Sl. 10. Pinnularia

Rod Melosira – široko rasprostranjen u planktonu i bentosu slatkih, brakičnih i slanih voda. Melosira je kolonijalna alga čije su stanice gotovo loptaste i međusobno su povezane tako da grade konačaste (lančaste) kolonije.

Rod Tabellaria – stanice su povezane u lančaste ili trakaste kolonije cik-cak oblika.

Rod Diatoma – gradi kolonije slične tabelariji. Sa pleuralne strane oklop je izduženo pravokutan. Diatoma hiemale naseljava izvore i potoke u kojima je voda bistra i hladna. Indikator je čistih (slatkih) voda.

Sl. 11 i 12. Obična dijatoma

Rod Nitzschia –stanice izdužene, pojedinačne ili udružene u kolonije. Česte su u eutrofnim (zagađenim) vodama.

11

Zahvaljujući silicijskom oklopu fosili ovih algi su dobro poznati (prvi put se pojavljuju u Juri, a masovno u Kredi). Naslage “kremene zemlje" iz Tercijara i Kvartara nazivamo dijatomit (koristi se u nekoliko industrijskih grana, a iz dijatomita je Alfred Nobel, natopivši ga nitroglicerinom, proizveo dinamit).

Razmnožavanje je najčešće vegetativno, diobom stanice, ali postoji i raznolik spolni život. U vegetativnoj diobi svaka od novih stanica zadržava polovinu oklopa stanice-majke, a drugu polovinu sama dograđuje (za to im treba 10 – 20 minuta, a tijekom dana mogu se dijelit 1 – 8 puta).

Novonastale stanice nisu jednake po veličini. Jedna stanica je veličine epiteke stanice-majke, a druga stanica je veličine njezine hipoteke. Kao posljedica takvog načina diobe, odnosno nakon niza uzastopnih dioba, javlja se postupno smanjivanje veličine stanica (zahvaća polovinu svake naredne populacije). Kad se veličina stanice smanji na polovinu ili trečinu normalne veličine stanice-majke, aktivira se gen koji zaustavi daljnju diobu stanice, a zatim dolazi do spolnog rasploda (kopulacije).

Nakon samog čina razvija se auksospora ("auksozigota") – svojstvena samo kremenjašicama – koja se odlikuje sposobnošću rastenja. Ona počinje klijati te zbog rastezanja (bubrenja) višestruko naraste. Stare ljušture, koje ponekad još vise na njoj, razmaknu se, te nastaje novi par ljuštura. Tako je nastala ponovno nova, "početna" stanica-majka.

Mnoge dijatomeje nakon aktivnog vegetativnog razdoblja (ili u nepovoljnim uvjetima), prelaze iz vegetativnog oblika u oblik statospore. Kad se količina nutrijenata i/ili duljina dana ponovno poveća, statospora proklije i vrati se u normalnu, vegetativnu fazu.

Vegetativna reprodukcija ograničena je količinom otopljenog silicija u vodi.

Neke od ovih (prelijepih) alga u slatkovodnom akvariju vidimo kao zlatno-smeđkastu sluz (biofilm), ili rjeđe u obliku finih tankih niti, koja prvenstveno

prekriva mjesta bogata sa silicijem (staklo, silikonska plastika, kamenje).

Sl. 13 i 14. Alge dijatomeje na staklu akvarija

12

Sl. 15 i 16. Dijatomeje u akvariju4. MORE – IZVOR ŽIVOTA

Tvrdnja da je more izvor života u cijelosti je utemeljena jer sav život na Zemlji, zapravo, potječe iz mora. Uz to, Zemlja je i vodeni ili plavi planet jer oceani i mora obuhvaćaju 360 mil. km2 njezine površine, dok slana morska voda čini gotovo 97% ukupne količine vode na Zemlji.

Zanimljivo je pri tome spomenuti da se većina kopnenih organizama također većinom sastoji od (slane) vode. Primjerice, gotovo 60% ljudskog tijela čini voda, a još je 1895. godine francuski biolog René Quinton utvrdio kako su krvna plazma i morska voda građeni od jednakih kemijskih sastojaka: elemenata u tragovima, mineralnih soli, vitamina itd.

Blagotvorno djelovanje morske vode na ljudsko tijelo, zdravlje i ljepotu stoga je razumljivo samo po sebi. Uostalom, u morskoj vodi su sadržani gotovo svi elementi iz prirode - u fino otopljenom obliku u njoj se nalaze životno važni elementi kao što su natrij, magnezij, kalcij, kalij, silicij pa čak i srebro i zlato, a u 1 l morske vode nalazi se prosječno 35 g raznih otopljenih soli.

Uz to, u moru se nalaze i razni živući mikroorganizmi koji čine plankton, bez kojega bi život na Zemlji bio gotovo nemoguć, ne samo zato što jednim dijelom pri svojim životnim procesima oslobađa kisik, već i zato što se njime hrane brojna druga morska živa bića, a njime se opet hrane drugi (između ostalog i čovjek) i tako u krug.

4.1. MORSKE ALGE – IZVOR ZDRAVLJA I LJEPOTE

Alge se najvećim se dijelom sastoje se od ugljikohidrata, bjelančevina, minerala, elemenata u tragovima kao što su jod, mangan, cink, bakar, željezo i silicij. Uz to, sadržavaju i vitamine B, C, E, a u njima su također pronađeni i betakaroten i riboflavin.

Kozmetički pripravci koji su dobiveni preradom algi u svakom slučaju povoljno djeluju na zdravlje i daju mladenački izgled cijelom tijelu. Pripravci na osnovi algi uspješno djeluju na reguliranje vlažnosti i poboljšavaju epitelizaciju grube, suhe i opuštene kože.

Uz to, algininska kiselina potiče izmjenu tvari, a jod i spojevi broma stimuliraju obnavljanje stanica. Pantotenska kiselina i fluor ojačavaju vezivno tkivo, dok vitamini iz algi učinkovito služe za uklanjanje slobodnih radikala i djeluju na izravnavanje i obnavljanje kože. Metionin i histidin djeluju na sprječavanje upala, dok sumpor čisti kožu, što je i razlog zašto se maske za lice od algi toliko preporučuju. Konačno, oblozi od pripravaka na osnovi algi smatraju se vrlo učinkovitima za uklanjanje celulita.

13

5. SILIKATI

Silikati su soli silikatne kiseline. Oni su najbrojnija grupa minerala. Pronalazimo ih u stijenama.

Stijena je sastavni dio litosfere (Zemljine kamene kore i gornjeg plašta) određenog načina geološkog pojavljivanja sklopa i sastava. Sastoje se od jednog (monomineralne) ili više minerala (polimineralne). Njihovim postankom i građom bavi se petrologija.

Kod stijena prepoznajemo strukturu i građu (prostorni raspored u stijeni). Struktura stijene ovisi o obliku, veličini i međusobnom odnosu minerala u njoj. Struktura je ujedno i najvažnije obilježje stijena, te se na osnovi strukture može zaključiti kakvi su bili uvijeti nastanka pojedine stijene.

Stijene se prema načinu postanka dijele na magmatske stijene ili eruptivne - nastale kristalizacijom magme ili hlađenjem lave, sedimentne stijene ili taložne stijene - nastale fizičko - kemijskom razgradnjom magmatskih, metamorfnih i starijih sedimentnih stijena, te litifikacijom prethodno sedimentiranih čestica i metamorfne stijene ili preobražene - nastale metamorfozom prethodno postojećih stijena u litosferi.

Silikati su najveći razred minerala (većina stijena na Zemlji građena je od čak 95% silikata), koje čine većinom silicij i kisik, s dodacima iona poput aluminija, magnezija, željeza i kalcija. Neki važni minerali iz ove grupe, a koji čine stijene jesu feldspati, kvarc, olivini, pirokseni, amfiboli, granati i tinjci.

Silikate klasificiramo prema strukturi njihove silikatne anionske grupe u nezosilikate, sorosilikate, ciklosilikate, inosilikate, filosilikate i tektosilikate.

5.1. VRSTE SILIKATA

grupni silikati lančani silikati ostrvski silikati prstenasti silikati prostorni silikati slojeviti silikati

14

ZAKLJUČAK

U svom seminarskom radu govorila sam o siliciju i iz literature izvukla maksimum

podataka koji se tiču moje teme. Prvo sam željela ponoviti gradivo kemije podsjetivši kolege

na općenite podatke i svojstva silicija kako bi oni dalje razumjeli o čemu se u mom seminaru

radi i kakva je povezanost između algi i silicija te na koje sve načine silicij u moru i ostali

morski spojevi povoljno utječu na zdravlje i čovjekov organizam.

15

LITERATURA:

Hrvatska nomenklatura anorganske kemije 1996, Školska knjiga, Zagreb.

Viličić, D., 2003: Fitoplankton u ekološkom sustavu mora. Školska knjiga, Zagreb.

Kušpilić, G., Barić, A., 1999: Protoci otopljenih hranjivih soli (dušika, fosfora i

silicija kroz granicu sedimenta i morske vode u srednjem i južnom Jadranu, poster

16