Quarzo

Il quarzo era noto e apprezzato fin dall’antichità e fu citato da Teofrasto intorno al 300 a.C. con il nome di κρύσταλλος che significa cristallo.

Il quarzo è un minerale molto comune costituito da biossido di silicio a struttura cristallina trigonale costituita da tetraedri silicio-ossigeno uniti tra loro per i 4 vertici.

Il biossido di silicio si trova in non meno di 13 modificazioni strutturali accomunate, tuttavia, da alcune proprietà tra cui la presenza di unità SO4.

Il quarzo può presentarsi incolore se è puro come nel caso del cristallo di rocca o in una varietà di colorazioni come nel caso dell’ametista, citrino, occhio di tigre che appartengono alla famiglia dei quarzi macrocristallini o calcedonio, agata, corniola e onice che hanno struttura criptocristallina.

Il quarzo può trovarsi in ambienti geologici diversi e le sue caratteristiche dipendono dalle condizioni in cui si è formato.

A temperatura ambiente il biossido di silicio in tutte le sue forme è dotato di inerzia chimica e non tende a reagire con altre sostanze anche a temperature relativamente elevate e per questo motivo il silica glass o vetro libico viene usato per apparecchiature chimiche di laboratorio.

Il biossido di silicio non è attaccato dagli acidi ad eccezione dell’acido fluoridrico che dà luogo inizialmente alla formazione di tetrafluoruro di silicio secondo la reazione:

SiO2 + 4 HF → SiF4 + 2 H2O

Il tetrafluoruro di silicio reagisce ulteriormente con l’acido fluoridrico per dare l’acido idrofluorosilicico secondo la reazione:

SiF4 + 2 HF → H2SiF6

Il biossido di silicio viene attaccato dalle basi come l’idrossido di potassio e la velocità della reazione dipende dalle dimensioni del cristallo e dal suo stato: il quarzo cristallino si solubilizza molto lentamente anche a caldo mentre il quarzo amorfo si solubilizza rapidamente anche a temperatura ambiente secondo la reazione:
SiO2 + 2 KOH → K2SiO3 + H2O

Il biossido di silicio si solubilizza in carbonato di sodio o di potassio allo stato fuso per formare i silicati:

SiO2 + K2CO3 → K2SiO3 + CO2

Alle alte temperature in determinate condizioni ambientali il quarzo si comporta da acido e reagisce con specie alcaline presenti nei minerali; ad esempio la wollastonite si forma in ambienti metamorfici dalla reazione tra quarzo e calcite alla temperatura di circa 600°C:
3 SiO2 + 3 CaCO3 → Ca3Si3O9 + 3 CO2

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Author: Chimicamo

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