1. Starka Si-O-obligationer: Bindningarna mellan kisel och syre i SiO2 är oerhört starka, vilket kräver en betydande mängd energi att bryta. Vattenmolekyler, med sina relativt svaga vätebindningar, har helt enkelt inte tillräckligt med energi för att störa dessa starka bindningar.
2. Polaritetsmatchning: Vatten är en polär molekyl, vilket innebär att det har ett positivt och negativt slut. SiO2, å andra sidan, är en mycket icke-polär molekyl. Bristen på polaritet mellan vatten och SiO2 förhindrar dem från att bilda gynnsamma interaktioner och upplösning.
3. Bildning av en stabil gitterstruktur: Kiseldioxid bildar en styv, tredimensionell nätverksstruktur med starka kovalenta bindningar. Denna struktur är extremt stabil och motstår störningar av vattenmolekyler.
4. Låg löslighetsprodukt: Löslighetsprodukten av SiO2 i vatten är extremt låg, vilket innebär att endast en liten mängd SiO2 kan lösa upp under standardförhållanden.
5. Bildningen av ett hydratiserat lager: Även om SiO2 inte upplöses kan det bilda ett tunt skikt av hydratiserad kiseldioxid på ytan när den utsätts för vatten. Detta skikt fungerar som en barriär och förhindrar ytterligare bulkupplösningen av det fasta ämnet.
Undantag:
Medan SiO2 i allmänhet anses vara olöslig i vatten, finns det några undantag:
* Hög pH: Under mycket alkaliska förhållanden (högt pH) kan SiO2 upplösas i större utsträckning och bilda lösliga silikatjoner. Det är därför vissa typer av glas kan etsas av starka baser.
* Hydrofluorinsyra: SiO2 reagerar med hydrofluorinsyra (HF) för att bilda kisel tetrafluorid (SIF4), som är en gas. Denna reaktion används för att etsa glas.
Sammanfattningsvis: Kiseldioxids starka bindningar, brist på polaritet, stabil gitterstruktur, låg löslighetsprodukt och bildningen av ett hydratiserat skikt bidrar alla till dess olöslighet i vatten.
