Quarzo: caratteristiche, reazioni e applicazioni
Il quarzo, noto fin dall’antichità, viene citato da Teofrasto intorno al 300 a.C. con il nome di κρύσταλλος che significa cristallo. Si tratta di un minerale comune, costituito da biossido di silicio, con struttura cristallina trigonale formata da tetraedri silicio-ossigeno uniti tra loro per i 4 vertici.
Il biossido di silicio presenta 13 modificazioni strutturali, con proprietà comuni come la presenza di unità SO4.
# Proprietà
Il quarzo può presentarsi in varie colorazioni, dall’incolore puro come il cristallo di rocca, alle varietà colorate come ametista, citrino, e occhio di tigre appartenenti alla famiglia dei quarzi macrocristallini, fino a calcedonio, agata, corniola e onice con struttura criptocristallina. Le sue caratteristiche dipendono dalle condizioni in cui si è formato.
Il biossido di silicio è noto per la sua inerzia chimica a temperatura ambiente, non reagendo con altre sostanze, ed è utilizzato, ad esempio, per la produzione di apparecchiature chimiche di laboratorio come il silica glass o vetro libico.
# Reazioni
Il biossido di silicio è attaccato dagli acidi, principalmente dall’acido fluoridrico, nonché dalle basi come l’idrossido di potassio. Alle alte temperature, il quarzo si comporta da acido reagendo con specie alcaline presenti nei minerali, ad esempio formando la wollastonite in ambienti metamorfici.
Dal quarzo è possibile ottenere silicio per riduzione del biossido di silicio in presenza di carbonio, producendo silicio di grado metallurgico.
Solubilizzandosi in acqua, il biossido di silicio forma acido ortosilicico, il quale tende a polimerizzare in soluzioni acquose, formando prima un sol e successivamente un gel di acido polisilicico.
# Applicazioni
Le varietà pregiate del quarzo sono utilizzate in gioielleria e per la realizzazione di oggetti ornamentali. La sua durezza lo rende adatto per utilizzi pratici come ripiani per cucine e materiali abrasivi, nonché nel campo dell’elettronica, nell’industria del vetro e della ceramica.
Le quarziti, minerali costituiti prevalentemente da quarzo, trovano impiego nell’industria dei refrattari e nella produzione di leghe ferrose.
Il quarzo, con le sue molteplici proprietà e la sua diffusa presenza in natura, riveste un ruolo significativo in molteplici settori industriali e applicazioni.