Normalmente se supone que el ácido ortosilícico es un producto de la hidrólisis de sus ésteres, Si(OR) 4 , donde R representa el grupo organilo , como se practica en las síntesis sol-gel . [2] Sin embargo, estas condiciones son demasiado estrictas para permitir el aislamiento del ácido original.
El ácido ortosilícico se puede producir mediante hidrogenólisis catalizada por Pd de tetrabenzoxisilicio: [5]
El ácido silícico se condensa fácilmente para dar ácidos silícicos "superiores", incluidos el ácido disilícico (pirosilícico) y ciclo -tetrasilícico, (−O−Si(OH) 2 −) 4 : [5]
El silicio se ha explorado como nutriente para el crecimiento de las plantas; el sílice constituye hasta el 10% del peso de la planta en materia seca. [6] El ácido ortosilícico es de particular interés ya que se cree que es la forma en que las plantas absorben silicio del suelo, [7] [8] antes de depositarse como fitolitos en toda la planta, lo que lleva a la investigación sobre la aplicación del ácido ortosilícico. mediante aspersiones foliares para complementar el crecimiento de las plantas. [9] Los estudios han demostrado que la aplicación foliar de ácido ortosilícico estabilizado puede aliviar los factores estresantes abióticos como la sequía, [10] [11] la toxicidad de los metales pesados, [12] [13] y la salinidad, [14], lo que resulta en mayores rendimientos. [15] Además, se ha demostrado que las aplicaciones de ácido ortosilícico reducen las infecciones y enfermedades fúngicas en las plantas, [16] lo que sugiere la posibilidad de utilizar ácido ortosilícico estabilizado como alternativa o complemento a las medidas de control de enfermedades existentes. No se conocen bien los mecanismos por los cuales el ácido ortosilícico alivia el estrés abiótico y controla las enfermedades; Las teorías actuales avanzadas incluyen la activación de reacciones de defensa de las plantas [17] y la precipitación de sílice en el apoplasto de la planta. [18]
Ácido silícico oceánico
La sílice disuelta (DSi) es un término utilizado en el campo de la oceanografía para describir la forma de sílice soluble en agua , que se supone que es Si(OH) 4 ( ácido ortosilícico) o sus bases conjugadas (aniones ortosilicato) como −O −Si(OH) 3 y ( − O−) 2 Si(OH) 2 . Los cálculos teóricos indican que la disolución de la sílice en agua se produce mediante la formación de un complejo de SiO 2 ·2H 2 O y luego ácido ortosilícico. [20]
El ciclo biogeoquímico de la sílice está regulado por las algas conocidas como diatomeas . [21] [22] Estas algas polimerizan el ácido silícico formando la llamada sílice biogénica , que se utiliza para construir sus paredes celulares (llamadas frústulas ). [23]
En la columna de agua más superficial, la superficie del océano está subsaturada con respecto al sílice disuelto, excepto en la Corriente Circumpolar Antártica al sur de 55°S.
La concentración de sílice disuelta aumenta a medida que aumenta la profundidad del agua y a lo largo de la cinta transportadora desde el Atlántico sobre el Índico hasta el Océano Pacífico. [24] [25]
Referencias
^ Nomenclatura de la química inorgánica: recomendaciones IUPAC 2005 . Cambridge: Real Sociedad de Química. 2005. pág. 127.ISBN _ 0-85404-438-8.
^ ab NN Greenwood, A. Earnshaw, Química de los elementos , 2ª ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, Reino Unido, 1997.
^ RK Iler, La química de la sílice , Wiley, Nueva York, 1979.
^ ab Igarashi, Masayasu; Matsumoto, Tomohiro; Yagihashi, Fujio; Yamashita, Hiroshi; Ohhara, Takashi; Hanashima, Takayasu; Nakao, Akiko; Moyoshi, Taketo; Sato, Kazuhiko; Shimada, Shigeru (2017). "Síntesis selectiva no acuosa de ácido ortosilícico y sus oligómeros". Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 140. Código Bib : 2017NatCo...8..140I. doi :10.1038/s41467-017-00168-5. PMC 5529440 . PMID 28747652. S2CID 3832255.
^ Farooq, Muhammad Ansar; Dietz, Karl-Josef (12 de noviembre de 2015). "El silicio como actor versátil en la biología humana y vegetal: pasado por alto y mal comprendido". Fronteras en la ciencia vegetal . Fronteras Media SA. 6 : 994. doi : 10.3389/fpls.2015.00994 . ISSN 1664-462X. PMC 4641902 . PMID 26617630.
^ Souri, Zahra; Khanna, Kanika; Karimi, Naser; Ahmad, Parvaiz (14 de junio de 2020). "Silicio y plantas: conocimientos actuales y perspectivas de futuro". Revista de regulación del crecimiento vegetal . Springer Science y Business Media LLC. 40 (3): 906–925. doi :10.1007/s00344-020-10172-7. ISSN 0721-7595. S2CID 253843062.
^ MA, Jian Feng; YAMAJI, Naoki; MITANI-UENO, Namiki (2011). "Transporte de silicio desde las raíces a las panículas de las plantas". Actas de la Academia de Japón, Serie B. Academia de Japón. 87 (7): 377–385. Código Bib : 2011PJAB...87..377M. doi : 10.2183/pjab.87.377. ISSN 0386-2208. PMC 3171283 . PMID 21785256.
^ Laane, Henk-Maarten (7 de junio de 2018). "Los efectos de las pulverizaciones foliares con diferentes compuestos de silicio". Plantas . MDPI AG. 7 (2): 45. doi : 10.3390/plantas7020045 . ISSN 2223-7747. PMC 6027496 . PMID 29880766.
^ Ratnakumar, P.; Deokate, PP; Rane, J.; Jainista, N.; Kumar, V.; Berghe, DV; Minhas, PS (2016). "Efecto de la aplicación exógena de ácido ortosilícico sobre el trigo (Triticum aestivumL.) en condiciones de sequía". Revista de Botánica Funcional y Ambiental . Diva Enterprises Privada Limitada. 6 (1): 34. doi :10.5958/2231-1750.2016.00006.8. ISSN 2231-1742.
^ Goyal, Vinod; Baliyan, Vaibhav; Avtar, Ram; Mehrotra, Shweta (20 de agosto de 2022). "Alivio del estrés por sequía en Brassica juncea (L.) Czern & Coss. mediante la aplicación foliar de bioestimulantes: ácido ortosilícico y extracto de algas". Bioquímica Aplicada y Biotecnología . Springer Science y Business Media LLC. 195 (1): 693–721. doi :10.1007/s12010-022-04085-2. ISSN 0273-2289. PMID 35986841. S2CID 251672735.
^ Dwivedi, Sanjay; Kumar, Amit; Mishra, Seema; Sharma, Pragya; Sinam, Geetgovind; Bahadur, Lal; Goyal, Vinod; Jainista, Neeru; Tripathi, Rudra Deo (17 de abril de 2020). "El ácido ortosilícico (OSA) redujo la acumulación de arsénico en los granos y mejoró el rendimiento al modular el nivel de oligoelementos, antioxidantes y tioles en el arroz". Investigación en ciencias ambientales y contaminación . Springer Science y Business Media LLC. 27 (19): 24025–24038. doi :10.1007/s11356-020-08663-x. ISSN 0944-1344. PMID 32301095. S2CID 215793851.
^ Imtiaz, Mahoma; Rizwan, Muhammad Shahid; Mushtaq, Muhammad Adnan; Ashraf, Mahoma; Shahzad, Sher Muhammad; Yousaf, Balal; Saeed, Dawood Anser; Rizwan, Mahoma; Nawaz, Muhammad Azher; Mehmood, Sajid; Tu, Shuxin (2016). "La presencia, absorción, transporte y mecanismos de silicio de metales pesados, minerales y salinidad mejoraron la tolerancia en plantas con perspectivas de futuro: una revisión". Revista de Gestión Ambiental . Elsevier BV. 183 (parte 3): 521–529. doi : 10.1016/j.jenvman.2016.09.009 . ISSN 0301-4797. PMID 27623366.
^ Coskun, Devrim; Britto, Dev T.; Huynh, Wayne Q.; Kronzucker, Herbert J. (18 de julio de 2016). "El papel del silicio en las plantas superiores bajo estrés por salinidad y sequía". Fronteras en la ciencia vegetal . Fronteras Media SA. 7 : 1072. doi : 10.3389/fpls.2016.01072 . ISSN 1664-462X. PMC 4947951 . PMID 27486474.
^ Artyszak, Arkadiusz; Gozdowski, Dariusz (23 de julio de 2021). "Influencia de diversas formas de aplicación foliar en el rendimiento radicular y la calidad tecnológica de la remolacha azucarera". Agricultura . MDPI AG. 11 (8): 693. doi : 10.3390/agricultura11080693 . ISSN 2077-0472.
^ Sharma, Divya; Sangwan, Sanyukta; Jain, Neeru (8 de septiembre de 2020). "Actividad antifúngica del ácido orto silícico estabilizado (AOS) contra patógenos vegetales foliares". Silicio . Springer Science y Business Media LLC. 13 (11): 3807–3815. doi :10.1007/s12633-020-00628-6. ISSN 1876-990X. S2CID 221522347.
^ Fauteux, François; Rémus-Borel, Wilfried; Menzies, James G.; Bélanger, Richard R. (2005). "El silicio y la resistencia a enfermedades de las plantas frente a hongos patógenos". Cartas de microbiología FEMS . Prensa de la Universidad de Oxford (OUP). 249 (1): 1–6. doi : 10.1016/j.femsle.2005.06.034 . ISSN 0378-1097. PMID 16006059. S2CID 17680350.
^ Coskun, Devrim; Deshmukh, Rupesh; Sonah, Humira; Menzies, James G.; Reynolds, Olivia; Mamá, Jian Feng; Kronzucker, Herbert J.; Bélanger, Richard R. (14 de julio de 2018). "Las controversias del papel del silicio en la biología vegetal". Nuevo fitólogo . Wiley. 221 (1): 67–85. doi : 10.1111/nph.15343 . hdl : 11343/284158 . ISSN 0028-646X. PMID 30007071. S2CID 51628971.
^ "Atlas mundial de los océanos 2009". Centro Nacional de Datos Oceanográficos . Consultado el 17 de abril de 2018 .
^ Bhaskar Mondal, Deepanwita Ghosh y Abhijit K. Das (2009): "Termoquímica para la reacción de formación de ácido silícico: predicción de una nueva vía de reacción". Chemical Physics Letters , volumen 478, números 4 a 6, páginas 115-119. doi :10.1016/j.cplett.2009.07.063
^ Siever, R. (1991). Sílice en los océanos: interacción biológico-geológica. En: Schneider, SH, Boston, PH (eds.), Scientists On Gaia , The MIT Press, Cambridge MA, EE.UU., págs.
^ Treguer, P.; Nelson, DM; Van Bennekom, AJ; DeMaster, DJ; Leynaert, A.; Queguiner, B. (1995). "El equilibrio de sílice en los océanos mundiales: una reestimación". Ciencia . 268 (5209): 375–379. Código bibliográfico : 1995Sci...268..375T. doi : 10.1126/ciencia.268.5209.375. PMID 17746543. S2CID 5672525.
^ Del Amo, Y. y MA Brzezinski. 1999. La forma química del Si disuelto absorbido por las diatomeas marinas. J. Phycol. 35:1162-1170. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1046/j.1529-8817.1999.3561162.x/abstract
^ Las cifras aquí se han elaborado utilizando el sitio web interactivo que se alimenta de los valores anuales de DSi de LEVITUS94: World Ocean Atlas 1994, un atlas de campos analizados objetivamente de los principales parámetros oceánicos en escalas de tiempo anuales, estacionales y mensuales . Reemplazado por WOA98. Editado por Syd Levitus.