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Kieselsäuren,

 

zusammenfassende Bezeichnung für die Sauerstoffsäuren des Siliciums, die in der Natur nur in Form ihrer Salze, der Silikate, vorkommen, im Laboratorium z. B. durch Ansäuern von Alkalisilikaten (Wasserglas) oder durch Hydrolyse von Siliciumhalogeniden, z. B. Siliciumtetrachlorid, gewonnen werden können: SiCl₄ + 4 HOH → Si(OH)₄ + 4 HCl.

 

Die am einfachsten gebaute Kieselsäure ist die nur kurzzeitig (bei pH 3,2) beständige Mono- oder Orthokieselsäure, Si(OH)₄ oder H₄SiO₄. Sie geht unter intermolekularer Wasserabspaltung (Kondensation) rasch in Di- oder Pyrokieselsäure, H₆Si₂O₇, dann unter fortschreitendem Wasseraustritt in kettenförmige Polymere über, die als Polykieselsäuren bezeichnet werden und die Zusammensetzung H_2n+2Si_nO_3n+1 haben; weitere Kondensation ist zu Band- oder Blattmolekülen sowie zu zyklischen Molekülen möglich (Silikate). Als Endstufe der Kondensation entsteht das (häufig ebenfalls Kieselsäure genannte) Siliciumdioxid, SiO₂ (Siliciumverbindungen), das in der Natur u. a. als Quarz vorkommt; dieses ist als Anhydrid der Kieselsäure anzusehen.

 

Im Gegensatz zu ihren Salzen, den Silikaten, konnte von den vielen möglichen Polykieselsäuren bisher keine einzige einzeln isoliert werden. Die bei der stufenweisen Kondensation der Orthokieselsäuren zunächst entstehenden niedermolekularen Polykieselsäuren lösen sich in Wasser. Die sich dann bildenden Kondensationsprodukte mittlerer Molekülgröße bleiben kolloidal in Lösung, bilden also Sole. Die noch höhermolekularen Kieselsäuren und die Endstufe Siliciumdioxid fallen als gallertige, stark wasserhaltige Massen aus, die Kieselgele (oder Kieselsäuregele) genannt werden. Beim Erhitzen dieser Kieselgele entweicht langsam das eingeschlossene Wasser, und ein weißes, trübes, äußerst poröses Produkt, das Silicagel (oder Kieselxerogel), bleibt zurück. Dieses wird wegen seiner großen inneren Oberfläche (rd. 800 m²/g) als sehr wirksames Adsorptions-, Reinigungs- und Trockenmittel (z. B. in Form von Blaugel) für Gase und Lösungen verwendet.