سيليكات الكالسيوم

د. لمى أورفه لي

المساهمة الرئيسية في هذا المقال

سيليكات الكالسيوم Calcium silicate أو Calcium aluminosilicate

هو مركب كيميائي Ca2SiO4 معروف أيضًا باسم أورثوسيليكات الكالسيوم وأحيانًا يشار إليه بالاسم التجاري المختصر كال-سيل أو كالسيل.

الأسماءالتجارية

• الاسم المفضل عند الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية: سيليكات الكالسيوم.
• الاسم النظامي عند الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية: سيليكات ديكالسيوم.
• أسماء أخرى: مونوسيليكات الكالسيوم، هيدروسيليكات الكالسيوم، ميتاسيليكات الكالسيوم، أورثوسيليكات الكالسيوم، غراميت، أملاح الكالسيوم لحمض السيليسيك.
• مرادفات أخرى: وول استونيت، كالفلو E، كالزيل، لفارج CS، مايكرو سيل، سيلين إف EF، بيليت

الخصائص الكيميائية

الصيغة الكيميائية	Ca2O4Si
الكتلة المولية	172.24 غ/مول
المظهر	بلورات بيضاء
الكثافة	2.9 غ / سم مكعب (صلب)
نقطة الانصهار	1540 درجة مئوية (2800 درجة فهرنهايت)
الذوبان في الماء	%0.01(20 درجة مئوية)

الوصف

سيليكات الكالسيوم هو مسحوق أبيض سهل الانسياب يمكن استخلاصه بشكل طبيعي من الحجر الجيري والأرض الدياتومية ومن الصخور الرسوبية الصخرية.

كما أنه واحد من مجموعة من المركبات التي يمكن أن تنتج عن طريق تفاعل أكسيد الكالسيوم والسيليكا بنسب مختلفة على سبيل المثال:

• 3CaO .SiO2
• Ca3SiO5
• 2Ca.SiO2

وغيرها ..

كما أن لديه كثافة منخفضة وقابلية مرتفعة لامتصاص الماء

الاستخدامات

الاستخدام في المجال الدوائي

سيليكات الكالسيوم له خصائص مضادة للحموضة ومع ذلك فإنه لا يستخدم بانتظام لهذا الغرض.

الاستخدامات الأخرى

• لسيليكات الكالسيوم استخدامات عديدة وقد تمت الموافقة عليه من قبل هيئات منظمة الأمم المتحدة للأغذية والزراعة ومنظمة الصحة العالمية باعتباره مضافة غذائية مأمونة في مجموعة كبيرة ومتنوعة من المنتجات.
• تستخدم سيليكات الكالسيوم كمادة مضادة للتكتل حيث تمتص الرطوبة وتسمح للمنتجات أن تتدفق بحرية خلال عملية التصنيع.
• وهناك الكثير من المستحضرات الدوائية التي تحتوي على هذا السواغ.
• ولا يقتصر استخدام هذه المادة على المنتجات الدوائية بل تضاف أيضًا إلى الأطعمة كمادة ماصة للرطوبة حيث أن آلية عمل سيليكات الكالسيوم هي عن طريق امتصاص الماء فلقد تبين أنه يمتص الماء بمقدار مرتين ونصف من وزنه ليسحب الرطوبة من المواد الموجود معه.

إن سيليكات الكالسيوم لديه إلفة عالية للمياه. كما أن قدرته على حجز الماء أو الرطوبة داخله مرتفعة و يبقى بشكل مسحوق. الحد الأقصى من المياه التي يمكن أن يمتصها المركب حوالي 600٪ من وزن المسحوق.

موافقة هيئة الدواء والغذاء الأميركية FDA

من المعروف عمومًا أن سيليكات الكالسيوم- بما في ذلك سيليكات الكالسيوم الاصطناعية- آمنة عند استخدامها كعامل مضاد للتكتل في مستويات لا تتجاوز 5 في المئة في مسحوق الخبز، واثنين في المئة في الغذاء الأخرى، واثنين في المئة في علف الحيوان.

كما يمكن إضافة سيليكات الكالسيوم إلى العديد من المنتجات الغذائية الأخرى بما في ذلك مصل اللبن المجفف ومسحوق السكر والمشروبات القائمة على الألبان والجبن والفاكهة المجففة والخضروات المجففة أو المعلبة وحبوب الإفطار واللحوم المصنعة والمحليات ومشروبات الطاقة والمشروبات الكحول

• عزل درجة الحرارة العالية

تستخدم سيليكات الكالسيوم عادة كبديل آمن لمادة الأسبستوس العازلة لدرجات الحرارة عالية. وغالبا ما يتم تصنيع الأنابيب الصناعية و المعدات العازلة من سيليكات الكالسيوم. و على الرغم من أنه يعتبر بديلاً لمادة الأسبستوس، إلا أن الأخيرة ما تزال تستخدم.

• يتم استخدامه في الحماية من الحرائق والعوازل المقاومة للحرائق وذلك على شكل طوب أو في بلاط السقف. وهي واحدة من المواد الأكثر نجاحًا في مقاومة النيران في أوروبا وذلك حسب اللوائح والمبادئ التوجيهية للسلامة من الحرائق و قواعد البناء التجارية والسكنية في أوروبا. وبينما يستخدم الأمريكيون الشماليون اللصقات المقاومة للحريق بالرش، يرجح أن يستخدم الأوروبيون الكسوة المصنوعة من سيليكات الكالسيوم حيث تتمتع ألواح سيليكات الكالسيوم عالية الأداء باستقرارها حتى في الظروف الرطبة ويمكن تركيبها في مرحلة مبكرة أثناء البناء.أما بالنسبة للمنتجات شبه القياسية، فإن صفائح السيليكون المعالجة متاحة للمصنعين للتخفيف من الأضرار المحتملة الناجمة عن الرطوبة العالية أو الوجود العام للمياه.

• معالجة المصارف الحمضية ( معالجة المياه الحمضية الناتجة عن مناجم المعادن ومناجم الفحم):

• يتم إنتاج سيليكات الكالسيوم عندما يتم تصنيع الحديد المنصهر من الحديد الخام وثاني أكسيد السيليكون وكربونات الكالسيوم في فرن الصهر.وتنتج بشكل نفايات(بقايا) لكتل الحديد المتشكلة وعندما تتعرض هذه المادة لإعادة التكرير يتم تجميع مادة سيليكات الكالسيوم التي تستخدم في معالجة المصارف الحمضية حيث تقوم سيليكات الكالسيوم بتعديل الحموضة النشطة في تلك المصارف عن طريق إزالة شوارد الهيدروجين الحرة من المياه، وبالتالي زيادة الرقم الهيدروجيني ( PH) . وحالما تلتقط شاردة السيليكات السالبة شاردة الهيدروجين الموجبة فإنه يتشكل حمض مونوسيليسيك (H4SiO4)، وهو حمض معتدل منحل .

• يبقى حمض مونوسيليسيك هناك للعب أدوار هامة أخرى في تصحيح الآثار السلبية للظروف الحمضية. و على عكس الحجر الجيري (مادة معالجة معروفة ) فإن سيليكات الكالسيوم يُرسّب المعادن الثقيلة بشكل فعال بحيث لا تبقى تلك المعادن تطفو على السطح بالإضافة إلى أنه يطيل فعاليتها في تلك المصارف.

• يستخدم كوسيلة من وسائل منع التسرب وذلك عن طريق سد المسام حيث يتم استخدامه في الطرقات أو على قشرة البيض الطازج، فحينما يتم تطبيق سيليكات الصوديوم على قشرة الخرسانة أو البيض، فإنه يتفاعل كيميائيًا مع هيدروكسيد الكالسيوم أو كربونات الكالسيوم لتشكيل هيدرات سيليكات الكالسيوم وهي مادة غير منفذة نسبيًا تسد المسامات الدقيقة.

• يستخدم كعنصر من مكونات الأسمنت حيث يعرف باسم بيليت أو برمز C2S

التخزين

يجب تخزين سيليكات الكالسيوم في مكان بارد وجاف وجيد التهوية في حاويات محكمة الإغلاق. وينبغي حماية هذه الحاويات من الحوادث الفيزيائية.

كما يجب معاملة الحاويات التي كانت تحوي هذه المادة معاملة خاصة لأنها ربما لا تزال تحتفظ ببقايا المنتج.

التسرب

في حال حدوث انسكاب لمادة سيليكات الكالسيوم، يجب أن يبتعد الأشخاص الذين لا يرتدون معدات وقائية أو ملابس خاصة عن المناطق الملوثة إلى أن يتم التنظيف.

ويجب اتخاذ الخطوات التالية:

• استخدام طريقة رطبة أو مغرفة أو مكنسة لتنظيف هذه المواد.
• وضع المواد في حاوية نظيفة وجافة.
• تغطية الحاوية وإخراجها من منطقة الانسكاب.

تعليمات المخاطر الصحية والسلامة المهنية

طرق التعرض

يمكن أن يحدث التعرض لسيليكات الكالسيوم من خلال الاستنشاق أو ملامسة العين أو الجلد، أو الابتلاع.

ملخص علم السموم

تعتمد سمية سيليكات الكالسيوم على حجم الجزيئات، وكمية السيليكا، ونسبة التعرض، وكمية الألياف القابلة للاستنشاق في منتجات سيليكات الكالسيوم المستخدمة.

أعراض التسمم

يسبب سيليكات الكالسيوم تهيجاً جسدياً عندما يكون على اتصال مع العينين أو الجلد أو الجهاز التنفسي العلوي عند العمال المعرضين للتعامل مع هذه المادة.

أظهرت الدراسات السمية في المختبر لمواد العزل المصنوعة من سيليكات الكالسيوم إمكانية حدوث انحلال دم غير محدد لكنه أقل سمية من الذي تحدثه مدة الاسبستوس.

• التعرض الحاد المفرط : ألم واحمرار في العينين حكة، احمرار، طفح جلدي، وخدش الحلق.
• التعرض المزمن: إن التعرض المزمن للمواد الاصطناعية أو الطبيعية التي تحتوي على سيليكات الكالسيوم يسبب التهاب الجلد وإمكانية تحريض التغيير في وظيفة الرئتين وظهور الآفات.

تحذيرات

يجب على العامل الذي يتعامل مع مادة سيليكات الكالسيوم أن يغسل اليدين والساعدين والوجه بالصابون والماء قبل تناول الطعام أو قبل التدخين أو قبل استخدام مراحيض أو استخدام مستحضرات التجميل.

يجب على العمال ألا يأكلوا أو يشربوا أو يدخنوا في المناطق التي يتم فيها التعامل مع سيليكات الكالسيوم أو في مناطق معالجتها أو تخزينها.

يجب توفير العناية الطبية الفورية للمصابين المتضررين عند وجود علامات وأعراض السمية أو التهيج وذلك باتخاذ إجراءات الطوارئ التالية:

• تعرض العین للمادة: إذا حدث تهيج تغسل العينان بكميات كبيرة من الماء، مع رفع جفن العين العلوي والسفلي.

• تعرض الجلد للمادة:إذا حدث تهيج على الفور يتم غسل الجلد الملوث بالصابون والماء.

• التعرض للاستنشاق: ينقل المصاب إلى الهواء النقي على الفور. ينفّ أنفه، أو يستخدام مناديل ناعمة لإزالة الجسيمات أو البقايا من فتحتي الأنف.

إذا كان المصاب لا يتنفس، فيتم مباشرة تنظيف أي تلوث كيميائي من شفاهه ويجرى له الإنعاش القلبي الرئوي وإذا كان التنفس صعب جدًا يجب إعطاء الأكسجين.

• التعرض للابتلاع: يتم إجراء الخطوات التالية

- يغسل المصاب تجويفه الفموي عدة مرات بسائل مثل الماء.

- يشرب كوب (8 أونص) من السوائل مثل الماء.

- تحريض التقيؤ من خلال إعطاء شراب عرق الذهب (إيبيكاك) و إذا لم يكن هذا الشراب متوفراً فعلى المصاب أن يلمس الجزء الخلفي من الحلق بإصبعه حتى يتقيئ. ويجب عدم إجبار المصاب الفاقد لوعيه على شرب السوائل او التقيؤ بل تتم تدفئته وإبقائه مستلقياً على جنبه حتى يحضر الإسعاف

- هناك معايير عالمية وتوصيات للعاملين في إنتاج مادة سيليكات الكالسيوم أو الذين يتعاملون مع هذه المادة (ولمزيد من المعلومات يرجى الرجوع إلى المصدر المرفق )

المصادر

https://en.wikipedia.org/wiki/Calcium_silicate

https://www.drugs.com/inactive/calcium-silicate-13.html

http://bakerpedia.com/ingredients/calcium-silicate/

https://www.cdc.gov/niosh/docs/81-123/pdfs/0094.pdf