メモ：シリカスケール

シリカスケールとは温泉の配管などの内側に付着する物質。磁気処理などでは付着が取れる。興味ふかい物質などでメモ：

一部転載：高温高圧の地下深部では、地熱水中の溶存シリカは、岩石中の石英（SiO2）と化学平衡状態にあり、

シリカモノマー （Si(OH)4）の形態で溶存しいている。

　　　SiO2 + 2H2O ⇔ Si(OH)4　（or　H4SiO4)

地熱水を地上に噴出させて利用する過程（圧力降下・気液分離）で脱ガスし地熱水のｐHが変化するため、

地熱水中の一部の分子状のシリカモノマー（Si(OH)4）はイオン状のシリカモノマー（Si(OH)3O-）に変化する。

　　　Si(OH)4 ⇔ Si(OH)3O- + H+

また、気液分離による化学成分の濃縮と温度降下によって、地熱水中の溶存シリカは過飽和状態となる。
現実のシリカスケールの生成反応は複雑であるが、基本的にはシラノール基（≡Si-OH）間の反応であると見なせる。

　　　Si(OH)4 + Si(OH)3O- ⇔ (HO)3Si -O-Si(OH)3 + OH-

シリカモノマー間の重合反応によって生成したシリカポリマーの表面のシラノール基（≡Si-OH）は

水酸化物イオン（OH-）と反応して水分子を放出して活性サイト（≡Si-O-）となる。

　　　≡Si-OH + OH- ⇔ ≡Si-O- + H2O

この活性サイト（≡Si-O-）と分子状のシリカモノマー（Si(OH)4）が重合してシリカポリマーは成長していく。

　　　≡Si-O- + Si(OH)4 ⇔ ≡Si-O-Si(OH)3 + OH-


これらシリカポリマーの生成が管壁で生じたものがシリカスケールである。

また、シリカポリマー間の重合反応によって、より高分子量のシリカポリマーに成長したものも

最終的にはシリカスケールとして凝集沈殿する。

　　≡Si-O- + HO-Si≡ ⇔ ≡Si-O-Si≡ + OH-

これら上記の反応が繰り返され、シリカポリマーおよびシリカスケールが生成する。