Hvað er kísill

Kisill

Kísill er efnasamband frumefnanna kísils (Si) og súrefnis. Kísill hefur efnaformúluna SiO2 og er því kísildíoxíð. Það getur valdið ruglingi að sömu orðin eru notuð um bæði frumefnið og efnasamband þess. Hér verður orðið kísill alltaf notað um kísildíoxið. Kísill getur verið bæði kristallaður eins og t.d. kvarts og líka myndlaus. Felldur kísill sem fellur út í jarðhitavökva er myndlaus kísill sem myndast í fjölliðunarferli þegar kísilsýra sem er hið uppleysta form kísils fjölliðast og myndar agnarsmá kísilkorn þegar vökvinn verður yfirmettaður af kísilsýru.

Jarðhitakísill verður til þegar ferskvatn eða sjór seytlar niður í gegnum jarðlög og kemst í snertingu við mjög heitt berg á miklu dýpi. Við þetta hitnar vökvinn mikið og leysir því auðveldlega upp ýmis steinefni úr berginu svo sem sölt af ýmsu tagi og svo kísil í formi kvarts og myndlausra ópala. Þessi heiti vökvi stígur upp þar sem hann er eðlisléttari en kaldari vökvi og kólnar og sekkur aftur niður í djúpið.

Þessi flutningur vökva upp og niður nefnist varmaburður (e. convection). Vökvinn sem kemur upp úr borholum á háhitasvæðum er í flestum tilvikum tvífasa þ.e. hluti hans er mjög heit gufa og restin er steinefnaríkt vatn sem oft er yfir 200°C heitt þegar það kemur upp úr borholunni undir miklum þrýstingi.

Þessi heiti jarðhitavökvi er mettaður af uppleystum kísil í formi kísilsýru og um leið og vökvinn kólnar fer kísilsýran í yfirmettun og getur ekki haldist uppleyst lengur. Þá fjölliðast hún í örsmáar kísilfjölliður sem stöðugt eru að myndast og leysast upp aftur. Við ákveðin varmafræðileg skilyrði haldast fjölliður af vissri stærð stöðugar og taka að stækka, bæði vegna frekari fjölliðunnar og vegna áfalls annarra kísilsýrusameinda í vökvanum. Við þetta myndast agnarsmá kísilkorn sem síðan hópast saman í enn stærri korn og þau korn safnast svo saman í ennþá stærri korn þangað til að þau verða það þung að þau falla út í vökvanum sem felldur kísill.

Þessi kísilkorn hafa gríðarlegt yfirborðsflatarmál vegna byggingar sinnar og mikið af holrýmum. Algengt yfirborðsflatarmál fellds kísils eru nokkur hundruð fermetrar á hvert gramm efnis. Þetta gerir kísil að eftirsóttu hráefni í margskonar iðnað svo sem fylliefni í gúmmi og málningar af ýmsu tagi og í pappir og svo mætti lengi telja. Það er fyrst núna á allra síðustu árum sem byrjað hefur verið að nota kísil í fæðubótarefni til inntöku á ýmsum formum en þó aðallega í formi örsvifs eða sviflausnar (e. colloidal silica) því líkaminn á auðvelt með að leysa þessi agnarsmáu korn upp í kísilsýru sem er það form kísils sem líkaminn notar til upptöku frumefnisins kísils.