<p><b>矽酸</b>是一類具有[SiO<sub>x</sub>(OH)<sub>4-2x</sub>]<sub>n</sub>通式的化合物，可以由可溶性矽酸鹽與酸反應製取。
</p><p>簡單的矽酸如偏矽酸H<sub>2</sub>SiO<sub>3</sub>、二矽酸H<sub>2</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>和原矽酸H<sub>4</sub>SiO<sub>4</sub>等已經在稀溶液中檢測出；偏矽酸只能在0℃左右存在，室溫時縮合成二矽酸，二矽酸在150℃時轉變為無定形態。
</p><p>可溶性的矽酸鹽，加任何弱酸(氫氟酸除外) ，都可以得到矽酸；游離出來的單分子矽酸，可溶於水，但它在溶液中逐漸締合而成雙分子、三分子，最後形成不溶解的多分子聚合物，所得的膠體稱為「矽酸溶膠」；如果矽酸鹽溶液濃度較大，則加酸後直接形成矽酸膠凍，脫水後得到矽酸凝膠；矽膠應用於吸收各種氣體和蒸汽、精鍊石油等，並可以用作催化劑的載體。
</p>


<h2><span id=".E5.8E.86.E5.8F.B2"></span><span id="历史">歷史</span></h2>
<p>矽酸是由Jöns Jacob Berzelius在19世紀初援引來解釋二氧化矽（矽石，石英）在水中的溶解，即通過水化反應：
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\ce {SiO2 + H2O &lt;=&gt; H2SiO3}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <msubsup>
            <mtext>SiO</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mo>+</mo>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mtext>O</mtext>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
            <mover>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-OP MJX-fixedlimits">
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mpadded height="0" depth="0">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">↽<!-- ↽ --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                  </mpadded>
                </mrow>
              </mrow>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0">
                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">⇀<!-- ⇀ --></mo>
                    </mrow>
                  </mrow>
                </mstyle>
              </mrow>
            </mover>
          </mrow>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <msubsup>
            <mtext>SiO</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>3</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\ce {SiO2 + H2O &lt;=&gt; H2SiO3}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>根據矽膠的蒸氣壓力曲線，<span data-orig-title="Reinout Willem van Bemmelen" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Reinout Willem van Bemmelen"><span>Van Bemellen</span></span>認為不存在二氧化矽水合物，只存在矽膠。另一方面，<span data-orig-title="古斯塔夫·契马克·冯·齐泽奈克" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Gustav Tschermak von Seysenegg"><span>契馬克</span></span>認為他已經觀察到不同的矽酸是天然矽酸鹽凝膠的分解產物。</p><p>第一個結晶性的矽酸是由頁矽酸鹽Natrosilite(<span>Na<span><br>2</span>Si<span><br>2</span>O<span><br>5</span></span>)在1924年被製備出來。目前已知的結晶矽酸有15種以上，至少包括六種改性一些酸可以吸附和嵌入有機分子，因此是二氧化矽的有趣替代品。</p>
<h2><span id=".E5.88.B6.E5.A4.87"></span><span id="制备">製備</span></h2>
<p>可以通過用離子交換樹脂從矽酸鈉溶液中去除鈉陽離子，或用濃硫酸處理矽酸鈉來製備結晶矽酸。</p>
<h2><span id=".E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="反应">反應</span></h2>
<p>矽酸可以被看作是二氧化矽的水合形式，即<span>H<span><br>2<i>x</i></span>SiO<span><br><i>x</i>+2</span></span> = <span>(SiO<span><br>2</span>)</span>·<span>(H<span><br>2</span>O)<span><br><i>x</i></span></span>。事實上，在濃縮溶液中，矽酸一般會聚合和凝結，最終降解為二氧化矽和水。中間階段可能是非常粘稠的液體或凝膠狀的固體。將後者脫水後會產生一種具有原子級孔隙的堅硬的半透明二氧化矽形式，稱為矽膠，它被廣泛用作吸水劑和乾燥劑。
</p><p>矽石很少溶解在水中，在海水中的濃度低於100ppm。在這樣的稀釋溶液中，二氧化矽被認為以原矽酸的形式存在。理論計算表明，二氧化矽在水中的溶解是通過形成<span>SiO<span><br>2</span></span>·2<span>H<span><br>2</span>O</span>複合物，然後是原矽酸。</p><p>偏矽酸的矽氧雙鍵，由公式<span>H<span><br>2</span>SiO<span><br>3</span></span>，是假想的或高度不穩定的。這種雙鍵可以水化為一對羥基（OH）：</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\ce {SiO + H2O &lt;=&gt; Si(OH)2}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <mtext>SiO</mtext>
          <mo>+</mo>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mtext>O</mtext>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
            <mover>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-OP MJX-fixedlimits">
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mpadded height="0" depth="0">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">↽<!-- ↽ --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                  </mpadded>
                </mrow>
              </mrow>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0">
                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">⇀<!-- ⇀ --></mo>
                    </mrow>
                  </mrow>
                </mstyle>
              </mrow>
            </mover>
          </mrow>
          <mtext>Si</mtext>
          <msubsup>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mo stretchy="false">(</mo>
              <mtext>OH</mtext>
              <mo stretchy="false">)</mo>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\ce {SiO + H2O &lt;=&gt; Si(OH)2}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>例如，
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\ce {H2SiO3 + H2O &lt;=&gt; H4SiO4}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <msubsup>
            <mtext>SiO</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>3</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mo>+</mo>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mtext>O</mtext>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
            <mover>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-OP MJX-fixedlimits">
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mpadded height="0" depth="0">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">↽<!-- ↽ --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                  </mpadded>
                </mrow>
              </mrow>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0">
                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">⇀<!-- ⇀ --></mo>
                    </mrow>
                  </mrow>
                </mstyle>
              </mrow>
            </mover>
          </mrow>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>4</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <msubsup>
            <mtext>SiO</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>4</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\ce {H2SiO3 + H2O &lt;=&gt; H4SiO4}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>或
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\ce {H2Si2O5 + 2H2O &lt;=&gt; (HO)3SiOSi(OH)3}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <msubsup>
            <mtext>Si</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <msubsup>
            <mtext>O</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>5</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mo>+</mo>
          <mn>2</mn>
          <mspace width="thinmathspace"></mspace>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mtext>O</mtext>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
            <mover>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-OP MJX-fixedlimits">
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mpadded height="0" depth="0">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">↽<!-- ↽ --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                  </mpadded>
                </mrow>
              </mrow>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0">
                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">⇀<!-- ⇀ --></mo>
                    </mrow>
                  </mrow>
                </mstyle>
              </mrow>
            </mover>
          </mrow>
          <msubsup>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mo stretchy="false">(</mo>
              <mtext>HO</mtext>
              <mo stretchy="false">)</mo>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>3</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mtext>SiOSi</mtext>
          <msubsup>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mo stretchy="false">(</mo>
              <mtext>OH</mtext>
              <mo stretchy="false">)</mo>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>3</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\ce {H2Si2O5 + 2H2O &lt;=&gt; (HO)3SiOSi(OH)3}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>另外，偏矽酸有可能形成環狀聚合物[−<span>SiO(OH)<span><br>2</span></span>−]<sub><i>n</i></sub>，可以通過水化作用打開成鏈狀聚合物HO[−<span>SiO(OH)<span><br>2</span></span>−]<sub><i>n</i></sub>H。同樣地，二矽酸有可能形成具有四價單元的複合聚合物，[=<span>Si<span><br>2</span>O<span><br>3</span>(OH)<span><br>2</span></span>=]<sub><i>n。</i></sub> 相反，低聚物和聚合酸可以通過Si−O−Si橋的水解而解聚，或者通過縮合產生這種橋。
</p>
<dl><dd><span><span><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\ce {SiOSi + H2O &lt;=&gt; SiOH + HOSi}}}">
  <semantics>
    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
      <mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0">
        <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
          <mtext>SiOSi</mtext>
          <mo>+</mo>
          <msubsup>
            <mtext>H</mtext>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mn>2</mn>
            </mrow>
            <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
              <mspace width="0pt" height="0pt" depth=".2em"></mspace>
            </mrow>
          </msubsup>
          <mtext>O</mtext>
          <mrow class="MJX-TeXAtom-REL">
            <mover>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-OP MJX-fixedlimits">
                <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                  <mpadded height="0" depth="0">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">↽<!-- ↽ --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                  </mpadded>
                </mrow>
              </mrow>
              <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                <mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0">
                  <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo>−<!-- − --></mo>
                    </mrow>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mspace width="negativethinmathspace"></mspace>
                    <mrow class="MJX-TeXAtom-ORD">
                      <mo stretchy="false">⇀<!-- ⇀ --></mo>
                    </mrow>
                  </mrow>
                </mstyle>
              </mrow>
            </mover>
          </mrow>
          <mtext>SiOH</mtext>
          <mo>+</mo>
          <mtext>HOSi</mtext>
        </mrow>
      </mstyle>
    </mrow>
    <annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle {\ce {SiOSi + H2O &lt;=&gt; SiOH + HOSi}}}</annotation>
  </semantics></math></span></span></dd></dl><p>像有機<span data-orig-title="硅醇" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Silanol"><span>矽醇</span></span>一樣，矽酸被認為是弱酸。原矽酸的計算酸度係數p<i>K</i><sub><i>a</i><sub>1</sub></sub> = 9.84, p<i>K</i><sub><i>a</i><sub>2</sub></sub> = 13.2（在25℃下）。
</p><p>矽酸和矽酸鹽在溶液中與鉬酸陰離子反應，產生黃色的矽鉬酸複合物。這種反應被用來滴定水溶液中的矽含量，並確定其性質。在一個典型的製備中，發現單體原矽酸在75秒內完全反應，二聚體焦矽酸在10分鐘內反應，而更高的低聚物則需要更長的時間。該反應在<span data-orig-title="胶态二氧化硅" data-lang-code="en" data-lang-name="英語" data-foreign-title="Colloidal silica"><span>膠態二氧化矽</span></span>中觀察不到。</p><p>矽酸在水溶液中的聚合程度可以通過其對溶液冰點的影響來確定（冷凍法）。</p>
<h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E6.96.87.E7.8C.AE"></span><span id="参考文献">參考文獻</span></h2>

<!-- 
NewPP limit report
Parsed by mw2366
Cached time: 20230505230135
Cache expiry: 1814400
Reduced expiry: false
Complications: [show‐toc]
CPU time usage: 0.439 seconds
Real time usage: 0.619 seconds
Preprocessor visited node count: 12463/1000000
Post‐expand include size: 304992/2097152 bytes
Template argument size: 48262/2097152 bytes
Highest expansion depth: 24/100
Expensive parser function count: 19/500
Unstrip recursion depth: 0/20
Unstrip post‐expand size: 5679/5000000 bytes
Lua time usage: 0.118/10.000 seconds
Lua memory usage: 6021327/52428800 bytes
Number of Wikibase entities loaded: 0/400
--><!--
Transclusion expansion time report (%,ms,calls,template)
100.00%  428.353      1 -total
 34.67%  148.508      3 Template:Navbox
 33.22%  142.295      1 Template:Chembox
 30.23%  129.496      2 Template:周期表框架
 26.48%  113.418      1 Template:硅化合物
 25.82%  110.595     29 Template:Chem
 24.61%  105.403     29 Template:Chem/link
 20.80%   89.099      1 Template:Chembox_Identifiers
 19.93%   85.356    135 Template:Chem/atom
 14.23%   60.937      2 Template:周期表框架/元素表
-->
**矽酸**是一類具有 [SiOx(OH)4-2x]n 通式的化合物，可以由可溶性矽酸鹽與酸反應製取。

簡單的矽酸如偏矽酸 H2SiO3、二矽酸 H2Si2O5 和原矽酸 H4SiO4 等已經在稀溶液中檢測出；偏矽酸只能在 0℃左右存在，室溫時縮合成二矽酸，二矽酸在 150℃時轉變為無定形態。

可溶性的矽酸鹽，加任何弱酸 (氫氟酸除外) ，都可以得到矽酸；游離出來的單分子矽酸，可溶於水，但它在溶液中逐漸締合而成雙分子、三分子，最後形成不溶解的多分子聚合物，所得的膠體稱為「矽酸溶膠」；如果矽酸鹽溶液濃度較大，則加酸後直接形成矽酸膠凍，脫水後得到矽酸凝膠；矽膠應用於吸收各種氣體和蒸汽、精鍊石油等，並可以用作催化劑的載體。

## 歷史

矽酸是由 Jöns Jacob Berzelius 在 19 世紀初援引來解釋二氧化矽（矽石，石英）在水中的溶解，即通過水化反應：

　
: ${\ce {SiO2 + H2O <=> H2SiO3}}$

根據矽膠的蒸氣壓力曲線，Van Bemellen 認為不存在二氧化矽水合物，只存在矽膠。另一方面，契馬克認為他已經觀察到不同的矽酸是天然矽酸鹽凝膠的分解產物。

第一個結晶性的矽酸是由頁矽酸鹽 Natrosilite (Na 
2Si 
2O 
5) 在 1924 年被製備出來。目前已知的結晶矽酸有 15 種以上，至少包括六種改性一些酸可以吸附和嵌入有機分子，因此是二氧化矽的有趣替代品。

## 製備

可以通過用離子交換樹脂從矽酸鈉溶液中去除鈉陽離子，或用濃硫酸處理矽酸鈉來製備結晶矽酸。

## 反應

矽酸可以被看作是二氧化矽的水合形式，即 H 
2_x_SiO 
_x_+2 = (SiO 
2)·(H 
2O) 
_x_。事實上，在濃縮溶液中，矽酸一般會聚合和凝結，最終降解為二氧化矽和水。中間階段可能是非常粘稠的液體或凝膠狀的固體。將後者脫水後會產生一種具有原子級孔隙的堅硬的半透明二氧化矽形式，稱為矽膠，它被廣泛用作吸水劑和乾燥劑。

矽石很少溶解在水中，在海水中的濃度低於 100ppm。在這樣的稀釋溶液中，二氧化矽被認為以原矽酸的形式存在。理論計算表明，二氧化矽在水中的溶解是通過形成 SiO 
2·2H 
2O 複合物，然後是原矽酸。

偏矽酸的矽氧雙鍵，由公式 H 
2SiO 
3，是假想的或高度不穩定的。這種雙鍵可以水化為一對羥基（OH）：

　
: ${\ce {SiO + H2O <=> Si(OH)2}}$

例如，

　
: ${\ce {H2SiO3 + H2O <=> H4SiO4}}$

或

　
: ${\ce {H2Si2O5 + 2H2O <=> (HO)3SiOSi(OH)3}}$

另外，偏矽酸有可能形成環狀聚合物 [−SiO(OH) 
2−]n，可以通過水化作用打開成鏈狀聚合物 HO [−SiO(OH) 
2−]nH。同樣地，二矽酸有可能形成具有四價單元的複合聚合物，[=Si 
2O 
3(OH) 
2=]n。 相反，低聚物和聚合酸可以通過 Si−O−Si 橋的水解而解聚，或者通過縮合產生這種橋。

　
: ${\ce {SiOSi + H2O <=> SiOH + HOSi}}$

像有機矽醇一樣，矽酸被認為是弱酸。原矽酸的計算酸度係數 p_K_a1 = 9.84, p_K_a2 = 13.2（在 25℃下）。

矽酸和矽酸鹽在溶液中與鉬酸陰離子反應，產生黃色的矽鉬酸複合物。這種反應被用來滴定水溶液中的矽含量，並確定其性質。在一個典型的製備中，發現單體原矽酸在 75 秒內完全反應，二聚體焦矽酸在 10 分鐘內反應，而更高的低聚物則需要更長的時間。該反應在膠態二氧化矽中觀察不到。

矽酸在水溶液中的聚合程度可以通過其對溶液冰點的影響來確定（冷凍法）。

## 參考文獻
10193-36-9