Nhóm Nguyên Tố IVA

Si

Tên gọi: silic

Nguyên tử khối: 28.08550 ± 0.00030

Nhiệt độ sôi: 3265°C

Nhiệt độ nóng chảy: 1414°C

Silic là nguyên tố rất có ích, là cực kỳ cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp. Điôxít silic trong dạng cát và đất sét là thành phần quan trọng trong chế tạo bê tông và gạch cũng như trong sản xuất xi măng Portland. Silic là nguyên tố rất quan trọng cho thực vật và động vật. Silica dạng nhị nguyên tử phân lập từ nước để tạo ra lớp vỏ bảo vệ tế bào. Các ứng dụng khác có: Gốm/men sứ - Là vật liệu chịu lửa sử dụng trong sản xuất các vật liệu chịu lửa và các silicat của nó được sử dụng trong sản xuất men sứ và đồ gốm. Thép - Silic là thành phần quan trọng trong một số loại thép. Đồng thau - Phần lớn đồng thau được sản xuất có chứa hợp kim của đồng với silic. Thủy tinh - Silica từ cát là thành phần cơ bản của thủy tinh. Thủy tinh có thể sản xuất thành nhiều chủng loại đồ vật với những thuộc tính lý học khác nhau. Silica được sử dụng như vật liệu cơ bản trong sản xuất kính cửa sổ, đồ chứa (chai lọ), và sứ cách điện cũng như nhiều đồ vật có ích khác. Giấy nhám - Cacbua silic là một trong những vật liệu mài mòn quan trọng nhất. Vật liệu bán dẫn - Silic siêu tinh khiết có thể trộn thêm asen, bo, gali hay phốtpho để làm silic dẫn điện tốt hơn trong các transistor, pin mặt trời hay các thiết bị bán dẫn khác được sử dụng trong công nghiệp điện tử và các ứng dụng kỹ thuật cao (hi-tech) khác. Trong các photonic - Silic được sử dụng trong các laser để sản xuất ánh sáng đơn sắc có bước sóng 456 nm. Vật liệu y tế - Silicon là hợp chất dẻo chứa các liên kết silic-ôxy và silic-cacbon; chúng được sử dụng trong các ứng dụng như nâng ngực nhân tạo và lăng kính tiếp giáp (kính úp tròng). LCD và pin mặt trời - Silic ngậm nước vô định hình có hứa hẹn trong các ứng dụng như điện tử chẳng hạn chế tạo màn hình tinh thể lỏng (LCD) với giá thành thấp và màn rộng. Nó cũng được sử dụng để chế tạo pin mặt trời. Xây dựng - Silica là thành phần quan trọng nhất trong gạch vì tính hoạt hóa thấp của nó. Ngoài ra nó còn là một thành phần của xi măng.

SiO₂

Tên gọi: Silic dioxit

Nguyên tử khối: 60.08430 ± 0.00090

Nhiệt độ sôi: 2.23°C

Nhiệt độ nóng chảy: 1.65°C

Silica thường được dùng để sản xuất kính cửa sổ, lọ thủy tinh. Phần lớn sợi quang học dùng trong viễn thông cũng được làm từ silica. Nó là vật liệu thô trong gốm sứ trắng như đất nung, gốm sa thạch và đồ sứ, cũng như xi măng Portland.

PbO

Tên gọi: Chì(II) oxit

Nguyên tử khối: 223.1994

Nhiệt độ sôi: 1477°C

Nhiệt độ nóng chảy: 888°C

Loại chì trong thủy tinh chì thường là PbO và PbO được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thủy tinh. Tùy thuộc vào kính, lợi ích của việc sử dụng PbO trong thủy tinh có thể là một hoặc nhiều hơn làm tăng chỉ số khúc xạ của kính, làm giảm độ nhớt của kính, tăng khả năng kháng điện của kính và tăng khả năng hấp thụ của kính Chụp X-quang. Thêm PbO vào gốm sứ công nghiệp (cũng như thủy tinh) làm cho vật liệu trở nên trơ về mặt điện và từ tính hơn (bằng cách tăng nhiệt độ Curie của chúng) và nó thường được sử dụng cho mục đích này. Trong lịch sử, PbO cũng được sử dụng rộng rãi trong men gốm cho gốm gia dụng, và nó vẫn được sử dụng, nhưng không được sử dụng rộng rãi nữa. Các ứng dụng ít chiếm ưu thế khác bao gồm lưu hóa cao su và sản xuất một số sắc tố và sơn nhất định. PbO được sử dụng trong thủy tinh ống tia âm cực để chặn phát xạ tia X, nhưng chủ yếu ở cổ và phễu vì nó có thể gây ra sự đổi màu khi sử dụng trong tấm mặt. Strontium oxide được ưa thích cho tấm mặt. Việc tiêu thụ chì, và do đó quá trình xử lý PbO, tương quan với số lượng ô tô, vì nó vẫn là thành phần quan trọng của ắc quy axit-chì ô tô. Sử dụng thích hợp hoặc giảm dần Hỗn hợp PbO với glycerine tạo thành một loại xi măng cứng, không thấm nước, được dùng để ghép các mặt và đáy bằng kính phẳng của bể cá, và cũng đã từng được dùng để dán các tấm kính trong khung cửa sổ. Nó là một thành phần của sơn có chì. PbO được sử dụng để đẩy nhanh quá trình nhằm thu nhiều lợi nhuận hơn trong thời gian ngắn hơn và tăng chất lượng một cách nhân tạo của trứng kỷ, một loại trứng được bảo quản của Trung Quốc. Đó là một hành vi vô đạo đức ở một số nhà máy nhỏ nhưng nó đã trở nên rầm rộ ở Trung Quốc và buộc nhiều nhà sản xuất trung thực phải dán nhãn "không chì" sau vụ bê bối vào năm 2013. Ở dạng bột, nó có thể được trộn với dầu lanh và sau đó đun sôi để tạo ra một kích thước chịu được thời tiết được sử dụng trong mạ vàng. Các linh thạch sẽ cho kích thước màu đỏ sẫm làm cho lá vàng có vẻ ấm và bóng, trong khi dầu hạt lanh sẽ tạo ra độ bám dính và bề mặt liên kết bền phẳng. PbO được sử dụng trong các phản ứng ngưng tụ nhất định trong tổng hợp hữu cơ. PbO là chất quang dẫn đầu vào trong ống máy quay video được gọi là Plumbicon.

CO

Tên gọi: cacbon oxit

Nguyên tử khối: 28.0101

Nhiệt độ sôi: -192°C

Nhiệt độ nóng chảy: -205°C

Cacbon monoxit, công thức hóa học là CO, là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao. Nó là sản phẩm chính trong sự cháy không hoàn toàn của cacbon và các hợp chất chứa cacbon. Có nhiều nguồn sinh ra cacbon monoxit. Khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc cacbon có chứa cacbon monoxit, đặc biệt với nồng độ cao khi nhiệt độ quá thấp để có thể thực hiện việc ôxi hóa trọn vẹn các hydrocacbon trong nhiên liệu thành nước (dạng hơi) và cácbon điôxít, do thời gian có thể tồn tại trong buồng đốt là quá ngắn và cũng có thể là do không đủ lượng oxy cần thiết. Thông thường, việc thiết kế và vận hành buồng đốt sao cho có thể giảm lượng CO là khó khăn hơn rất nhiều so với việc thiết kế để làm giảm lượng hydrocacbon chưa cháy hết. Cacbon monoxit cũng tồn tại với một lượng đáng kể trong khói thuốc lá. Trong gia đình, khí CO được tạo ra khi các nguồn nhiên liệu như xăng, hơi đốt, dầu hay gỗ không cháy hết trong các thiết bị dùng chúng làm nhiên liệu như xe máy, ô tô, lò sưởi và bếp lò v.v. Khí cacbon monoxit có thể thấm qua bê tông hàng giờ sau khi xe cộ đã rời khỏi ga ra. Trong quá khứ, ở một số quốc gia người ta sử dụng cái gọi là town gas để thắp sáng và cung cấp nhiệt vào thế kỷ XIX. Town gas được tạo ra bằng cách cho một luồng hơi nước đi ngang qua than cốc nóng đỏ; chất tạo thành sau phản ứng của nước và cacbon là hỗn hợp của hydro và cacbon monoxit. Phản ứng như sau: H2O + C -t0 → CO + H2 Khí này ngày nay đã được thay thế bằng hơi đốt tự nhiên (metan) nhằm tránh các tác động độc hại tiềm ẩn của nó. Khí gỗ, sản phẩm của sự cháy không hoàn toàn của gỗ cũng chứa cacbon monoxit như là một thành phần chính.

K₂CO₃

Tên gọi: kali cacbonat

Nguyên tử khối: 138.2055

Nhiệt độ nóng chảy: 891°C

Kali cacbonat được dùng để điều chế thủy tinh­ kali và trước kia dùng làm xà phòng.­

MgCO₃

Tên gọi: Magie cacbonat

Nguyên tử khối: 84.3139

Nhiệt độ nóng chảy: 540°C

1. Magnesit và các dạng khoáng sản của Magiê Cacbonat được sử dụng dùng để sản xuất magiê kim loại, gạch chịu lửa, vật liệu chống cháy, mỹ phẩm, và kem đánh răng. Các ứng dụng khác như chất liệu phụ gia trong sản xuất vật liệu cao su, chất dẻo, là chất hút ẩm, thuốc nhuận tràng, và giữ màu trong thực phẩm. Ngoài ra, magiê cacbonat có độ tinh khiết cao được sử dụng như chất kháng acid và là một chất phụ gia của muối để nâng cao nhiệt độ nóng chảy. Do muối Magiê Cacbonat có độc tính thấp, lại có khả năng ngậm nước nên vào năm 1911, MgCO3 được thêm vào muối để có thể tăng khả năng bảo quản. Công ty Morton Salt thậm chí còn đưa vào khẩu hiệu "Khi trời đổ mưa rào" (When it rains it pours) nhằm nhấn mạnh sản phẩm muối ăn của họ có pha thêm MgCO3 và nó sẽ không bị vữa khi thời tiết ẩm ướt. Một vận động viên thể dục dụng cụ đang sử dụng magie cacbonat để làm khô ráo mồ hôi tay trước khi thi đấu Magiê cacbonat, thường được gọi là phấn rôm, được sử dụng như một chất làm khô mồ hôi tay cho các vận động viên leo núi đá, thể dục dụng cụ, và cử tạ. Magiê cacbonat cũng được sử dụng trong kem đánh răng nhằm mục đích tẩy trắng răng. Nó có thể được trộn với hydrogen peroxide để tạo ra một chất cao phủ, có tác dụng bảo vệ mặt ngoài và tạo màu trắng cho răng. Magiê cacbonat được sử dụng như một loại phấn trang điểm mỹ phẩm hoặc thành phần của kem dưỡng da. Nó có tác dụng làm hút ẩm nhẹ mồ hôi, làm se da, giúp da mịn và mềm, sử dụng được trên da thường đến da khô 2. Phụ gia thực phẩm Trong thực phẩm, magiê cacbonat là một thành phần của hợp chất phụ gia được gọi là E504, có tác dụng phụ được biết như là một thuốc nhuận trường nồng độ cao

Na₂CO₃

Tên gọi: natri cacbonat

Nguyên tử khối: 105.9884

Nhiệt độ sôi: 1600°C

Nhiệt độ nóng chảy: 851°C

Đừng lầm Natri cacbonat với Natri bicacbonat. Natri cacbonat là một chất rất ăn mòn không dùng trong thức ăn uống, đặc biệt trong khuôn khổ gia đình hay thủ công. Trong công nghiệp, natri cacbonat được dùng để nấu thủy tinh, xà phòng, làm giấy, đồ gốm, phẩm nhuộm, dệt, điều chế nhiều muối khác của natri như borat, cromat... Sản xuất keo dán gương, thủy tinh lỏng.

Na₂HPO₄

Tên gọi: natri dihidro photphat

Nguyên tử khối: 141.9588

Nhiệt độ nóng chảy: 250°C

Natri hiđrophotphat có thể dùng trong món Cream of Wheat để tăng tốc độ nấu, như được miêu tả trên phần nguyên liệu của gói sản phẩm. Natri hiđrophotphat được dùng với natri photphat trong nhiều ứng dụng nồi hơi. Nó cung cấp photphat tự do để làm chậm quá trình hình thành lớp cặn canxi. Natri hiđrophotphat và natri hiđrophotphat được dùng như một thuốc nhuận tràng muối để chữa chứng táo bón hay để làm sạch ruột trước khi nội soi.

Na₂SiO₃

Tên gọi: natri silicat

Nguyên tử khối: 122.0632

Nhiệt độ nóng chảy: 1088°C

Natri silicat là tên phổ biến cho các hợp chất có công thức (Na2O)(SiO2)n. Một thành viên nổi tiếng của loạt bài này là natri metasilicate, Na2SiO3. Được biết đến với các tên như thủy tinh nước or thủy tinh lỏng, các vật liệu này có sẵn trong dung dịch nước và ở dạng rắn. Các chế phẩm thuần khiết không có màu hoặc có màu trắng, nhưng các mẫu thương mại thường có màu xanh lá cây hoặc xanh dương do sự có mặt của các tạp chất có chứa sắt. Natri silicat được sử dụng trong xi măng, chống cháy thụ động, công nghiệp dệt may và chế biến gỗ xẻ, vật liệu chịu lửa, và trong ô tô.

NaHCO₃

Tên gọi: natri hidrocacbonat

Nguyên tử khối: 84.0066

Natri bicacbonat với tên thường gặp trong đời sống là baking soda có tác dụng tạo xốp, giòn cho thức ăn và ngoài ra còn có tác dụng làm đẹp cho bánh (bột nở). Dùng để tạo bọt và tăng pH trong các loại thuốc sủi bọt (ví dụ thuốc nhức đầu, v.v...). Baking soda được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm và nhiều ứng dụng khác, nhưng cần chọn mua loại tinh khiết khi dùng với thực phẩm. Có thể mua ở hiệu thuốc, nơi bán những dụng cụ làm bánh với những hãng uy tín. Không nên mua ở cửa hàng hóa chất để sử dụng trong nấu nướng vì không an toàn (không tinh khiết, chứa nhiều tạp chất) và không rõ nguồn gốc. Do dễ khai thác nên hóa chất này khá rẻ, khoảng 5.000 đồng cho một gói 100g. Nếu dùng để tẩy rửa thì có thể mua ở cửa hàng hóa chất với giá chỉ khoảng 30.000 – 40.000 đồng/kg. Vì khi gặp nhiệt độ cao hay tác dụng với chất có tính axit, baking soda sẽ giải phóng ra khí CO2 (cacbon đioxit/khí cacbonic), do đó nó thường được dùng trong nấu ăn, tạo xốp cho nhiều loại bánh như cookies, muffin, biscuits, quẩy…, vào các loại nước giải khát[4], thêm vào sốt cà chua hay nước chanh để làm giảm nồng độ axit, hoặc cho vào nước ngâm đậu hay lúc nấu sẽ làm giảm thời gian chế biến, đậu mềm ngon và hạn chế tình trạng bị đầy hơi khi ăn các loại hạt đậu, đỗ. Baking soda cũng rất hiệu quả khi được dùng để chế biến các món thịt hầm hay gân, cơ bắp động vật tương tự như nấu đậu, có được điều đó là do tính axit của khí cacbonic khi được giải phóng đã ngấm vào và làm mềm các loại thực phẩm. Trong y tế, baking soda còn được gọi là thuốc muối[2], được dùng trung hòa axit, chữa đau dạ dày hay giải độc do axit; dùng làm nước súc miệng hoặc sử dụng trực tiếp: chà lên răng để loại bỏ mảng bám và làm trắng… Thành phần NaHCO3 còn giúp giảm lượng dầu trên da, da dầu là nguyên nhân chính của mụn trứng cá. Ngoài sử dụng trực tiếp cho con người, NaHCO3 còn được dùng lau chùi dụng cụ nhà bếp, tẩy rửa các khu vực cần vệ sinh nhờ tính năng mài mòn, tác dụng với một số chất (đóng cặn), rắc vào các khu vực xung quanh nhà để chống một số loại côn trùng. Ngoài ra NaHCO3 còn có nhiều ứng dụng trong công nghiệp da, cao su và chất chữa cháy.

C

Tên gọi: cacbon

Nguyên tử khối: 12.01070 ± 0.00080

Nhiệt độ nóng chảy: 3642°C

Carbon đã được biết đến từ thời cổ đại dưới dạng muội than, than chì, than chì và kim cương. Tất nhiên, các nền văn hóa cổ đại không nhận ra rằng những chất này là các dạng khác nhau của cùng một nguyên tố. Carbon rất cần thiết cho tất cả các hệ thống sống đã biết, và nếu không có nó thì sự sống như chúng ta đã biết sẽ không thể tồn tại. Việc sử dụng kinh tế chủ yếu của cacbon ngoài thực phẩm và gỗ là ở dạng hydrocacbon, đáng chú ý nhất là khí mêtan trong nhiên liệu hóa thạch và dầu thô (dầu mỏ).

H₂SiO₃

Tên gọi: Axit metasilicic

Nguyên tử khối: 78.0996